DE202010005384U1 - Connecting device for connecting a heat source to a heat pump cycle - Google Patents

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Abstract

Anschlussvorrichtung zum Anschluss einer Wärmequelle an einen Wärmepumpenkreislauf umfassend:
einen ersten Anschluss und einen zweiten Anschluss, über die eine Parallelschaltung aus einer eine Pumpe und einen Wärmetauscher aufweisenden Reihenschaltung und einem Rückschlagventil in einen Wärmepumpenkreislauf eingebunden werden kann, wobei an den Wärmetauscher die Wärmequelle angeschlossen werden kann.Connecting device for connecting a heat source to a heat pump cycle comprising:
a first port and a second port via which a parallel connection of a series circuit comprising a pump and a heat exchanger and a check valve can be integrated into a heat pump circuit, wherein the heat source can be connected to the heat exchanger.

Figure 00000001
Figure 00000001

Description

Die Erfindung betrifft eine Anschlussvorrichtung zum Anschluss einer Wärmequelle an einen Wärmepumpenkreislauf.The The invention relates to a connection device for connecting a Heat source to a heat pump cycle.

Es ist allgemein bekannt, dass Wärmepumpen zur Unterstützung der Warmwasserbereitung oder der Heizung in Haushalten eingesetzt werden. Hierbei bildet die Primärseite der Wärmepumpe mit einem in der Erde angeordneten Erdkollektor einen Wärmepumpenkreislauf. In dem Wärmepumpenkreislauf befindet sich ein Wärmeträgermittel, das durch eine Umwälzpumpe in dem Kreislauf zirkuliert. Die Wärmepumpe entzieht dem aus dem Erdkollektor kommenden Wärmeträgermittel Wärme und stellt diese einem Verbraucher auf höherem Temperaturniveau über ihre Sekundärseite zur Verfügung. Das Wärmeträgermittel wird nach Wärmeentzug wieder in den Erdkollektor zurückgeleitet. Insgesamt wird hierdurch der Erde Wärme entzogen und einem Verbraucher zur Verfügung gestellt.It is well known that heat pumps for support used for hot water or heating in households become. Here, the primary side of the heat pump forms with a ground collector arranged in the earth a heat pump cycle. In the heat pump cycle is a heat transfer medium, which circulates through a circulation pump in the circulation. The Heat pump withdraws from the coming of the earth collector Heat transfer medium heat and provides this a consumer at a higher temperature level their secondary side available. The heat transfer medium is returned to the earth collector after heat extraction. All in all, the earth is deprived of heat and a Consumer provided.

Nachteilig hierbei ist, dass in der Regel der Erde über den Kollektor mehr Wärme entzogen wird, als durch Konvektion aus dem Erdinneren oder durch Sonneneinstrahlung über die Jahreszeiten hinweg nachgeliefert werden kann. Dies hat zur Folge, dass nach einem bestimmten Zeitraum der Erdbereich, in dem der Erdkollektor angeordnet ist, im Hinblick auf das Energieliefervermögen „erschöpft” ist, so dass der Erdkollektor an anderer Stelle neu verlegt werden muss.adversely This is that usually the earth is above the collector more heat is extracted than by convection from the Earth's interior or by sunlight over the seasons can be replenished. This has the consequence that after a certain period of the earth's area in which the earth collector is "exhausted" in terms of energy delivery, so that the earth collector must be relocated elsewhere.

Zur Lösung dieses Problems ist es aus dem Stand der Technik bekannt, einen Solarkollektor zur Regeneration des Erdkollektors bzw. des Erdbereiches in den Wärmepumpenkreislauf einzubinden. Eine solche Einbindung eines Solarkollektors ist beispielsweise im Stand der Technik aus der deutschen Gebrauchsmusterschrift DE 20 2007 013 888 U1 bekannt. Bei der in dieser Druckschrift gezeigten Heizanlage wird ein Wärmetauscher über zwei Ventile und eine Pumpe in den Wärmepum penkreislauf eingebunden. An den Wärmetauscher ist ein Solarkollektor angeschlossen, wodurch über den Wärmetauscher dem Wärmepumpenkreislauf die von dem Solarkollektor gelieferte Wärme zugeführt und damit der Erdbereich durch Wärmezufuhr regeneriert werden kann.To solve this problem, it is known from the prior art to incorporate a solar collector for the regeneration of the earth collector or the earth region in the heat pump cycle. Such integration of a solar collector is, for example, in the prior art from the German Utility Model DE 20 2007 013 888 U1 known. In the heating system shown in this publication, a heat exchanger penkreislauf is integrated via two valves and a pump in the heat pump. To the heat exchanger, a solar collector is connected, whereby the heat pump supplied to the heat pump cycle, the heat supplied by the solar collector and thus the earth's area can be regenerated by supplying heat.

Nachteilig an dieser Heizanlage ist, dass der Wärmetauscher über zwei gegenläufig arbeitende Absperrventile in den Wärmepumpenkreislauf eingebunden wird und hierdurch ein nicht unerheblicher Regelaufwand entsteht. Dies hat zur Folge, dass bestehende Wärmepumpensysteme nur mit hohem Aufwand/Kosten um einen Solarkollektor zur Regeneration des Erdbereiches nachgerüstet werden können.adversely At this heating system is that the heat exchanger over two counter-acting shut-off valves in the heat pump cycle is involved and thereby a not inconsiderable regulatory burden arises. As a result, existing heat pump systems only with high effort / cost around a solar collector for regeneration can be retrofitted to the earth's area.

Weiterhin nachteilig an dieser Heizanlage ist, dass die Volumenströme über den Wärmetauscher bzw. parallel zu diesem nur schlecht und mit einem sehr hohen Regelaufwand eingestellt werden können.Farther A disadvantage of this heating system is that the flow rates over the heat exchanger or parallel to this only bad and can be adjusted with a very high control effort.

Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine Anschlussvorrichtung zu schaffen, mit der es möglich ist, ohne großen Regelaufwand eine Wärmequelle in einen Wärmepumpenkreislauf einzubinden.It is therefore an object of the present invention, a connection device to create, with which it is possible, without big Standard effort a heat source in a heat pump cycle integrate.

Diese Aufgabe wird mit einer Anschlussvorrichtung mit den Merkmalen des Schutzanspruches 1 gelöst.These Task is with a connection device with the features of Protection claim 1 solved.

Weiterhin wird diese Aufgabe mit einem Zusatzmodul bzw. einer Heizanlage mit den Merkmalen der Schutzansprüche 5 und 6 gelöst.Farther This task is with an additional module or a heating system with the features of the claims 5 and 6 solved.

Weitere Ausführungsformen und Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.Further Embodiments and developments of the invention are Subject of the dependent claims.

Im Folgenden wird eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung unter Bezug auf die beigefügte Figur erläutert.in the Following is a preferred embodiment of the invention explained with reference to the accompanying figure.

In der Figur ist eine Heizanlage gezeigt, bei der ein Solarkollektor über eine Anschlussvorrichtung an einen Wärmepumpenkreislauf zur Regeneration eines Erdbereiches angeschlossen ist.In The figure shows a heating system in which a solar collector over a connection device to a heat pump cycle connected to the regeneration of an earth area.

Wie in der Figur gezeigt ist, umfasst die Heizanlage 1 eine Wärmepumpe 3, die mit ihrer Primärseite an einen Erdkollektor 4 angeschlossen ist. Der Erdkollektor kann beispielsweise als Sonde oder als Horizontalkollektor ausgebildet sein. Die Primärseite der Wärmepumpe 3 und der Erdkollektor 4 bilden zusammen einen Wärmepumpenkreislauf, in dem ein Wärmeträgermittel durch Betrieb einer Umwälzpumpe 31 zirkulieren kann. Bei dem Wärmeträgermittel handelt es sich bevorzugt um ein mit einem Frostschutzmittel versetztes Fluid. Die Umwälzpumpe 31 ist in der Figur als eine in der Wärmepumpe verbaute Pumpe dargestellt, kann allerdings auch eine eigenständige Einheit bilden und an anderer Stelle in dem Wärmepumpenkreislauf angeordnet sein. Bei Betrieb der Umwälzpumpe 31 fließt das Wärmeträgermittel, im folgenden Sole genannt, über eine Leitung 51 aus dem Erdkollektor 4 kommend zu der Primärseite 30 der Wärmepumpe 3, an der der Sole Wärme entzogen wird, und anschließend über eine Leitung 52 wieder in den Erdkollektor zurück. Die der Sole entzogene Wärme wird über die Sekundärseite 32 der Wärmepumpe 3 einem Verbraucher auf höherem Temperaturniveau zur Verfügung gestellt. Hierbei kann es sich beispielsweise um eine Unterstützung einer Heizung oder um die Bereitung von Warmwasser handeln.As shown in the figure, the heating system includes 1 a heat pump 3 with their primary side connected to a ground collector 4 connected. The ground collector may be formed, for example, as a probe or as a horizontal collector. The primary side of the heat pump 3 and the earth collector 4 together form a heat pump cycle in which a heat transfer medium by operation of a circulating pump 31 can circulate. The heat transfer medium is preferably a fluid mixed with an antifreeze. The circulation pump 31 is shown in the figure as a built in the heat pump pump, but may also form a separate unit and be located elsewhere in the heat pump cycle. During operation of the circulation pump 31 flows the heat transfer medium, hereinafter called brine, via a line 51 from the earth collector 4 coming to the primary page 30 the heat pump 3 in which heat is extracted from the brine and then via a pipe 52 back to the earth collector. The heat extracted from the brine is transferred via the secondary side 32 the heat pump 3 provided to a consumer at a higher temperature level. This may be, for example, a support of a heater or the preparation of hot water.

Mit anderen Worten wird bei Betrieb der Wärmepumpe 3 dem Erdbereich, in dem der Erdkollektor verlegt/angeordnet ist, Wärme entzogen und einem Verbrauch über die Sekundärseite 32 der Wärmepumpe 3 zur Verfügung gestellt.In other words, when operating the heat pump 3 the earth area in which the ground collector is laid / laid, heat withdrawn and a consumption on the secondary side 32 the heat pump 3 made available.

In dem Wärmepumpenkreislauf 5 ist eine erfindungsgemäße Anschlussvorrichtung 2 angeordnet, über die eine später erläuterte Wärmequelle 7 in den Wärmepumpenkreislauf 5 wärmetechnisch eingebunden wird. Die Elemente der Anschlussvorrichtung sind Hydraulikelemente und werden von dem Fluid bzw. der Sole durchströmt.In the heat pump cycle 5 is a connection device according to the invention 2 arranged, via the later explained heat source 7 in the heat pump cycle 5 thermally integrated. The elements of the connection device are hydraulic elements and are flowed through by the fluid or the brine.

Genauer umfasst die Anschlussvorrichtung 2 einen ersten Anschluss 21 und einen zweitem Anschluss 22, über die die Anschlussvorrichtung 2 bestimmungsgemäß in den Wärmepumpenkreislauf 5 eingebunden wird.More specifically, the connection device comprises 2 a first connection 21 and a second connection 22 about which the connection device 2 as intended in the heat pump cycle 5 is involved.

Zwischen dem ersten Anschluss 21 und dem zweiten Anschluss 22 ist eine Verschlussvorrichtung 23, die den Solefluss nur in einer Richtung zulässt und zu der eine Reihenschaltung aus einem Wärmetauscher 24 und einer Fördereinrichtung 25 parallel angeordnet ist, vorgesehen. Die Verschlussvorrichtung 23 ist vorzugsweise als Rückschlagventil und die Fördereinrichtung 25 als Umwälzpumpe, im Folgenden Solepumpe genannt, ausgebildet. Das Rückschlagventil 23 liegt derart in der Anschlussvorrichtung 2, dass es bei einer Flussrichtung der Sole von dem zweiten Anschuss 22 zu dem ersten Anschluss 21 öffnet. In entgegengesetzter Förderrichtung der Sole schließt das Rückschlagventil 23. Das Rückschlagventil ist bevorzugt als ein Spezialventil ausgestaltet, das in Schließstellung eine sehr hohe Dichtigkeit aufweist und in Offenstellung annähernd keinen Strömungswiderstand darstellt. Ein Beispiel für ein bevorzugtes Ventil ist ein Kugel-Rückschlagventil der Firma AVK der Baureihe 53/3X (Konstruktion nach LGA Standard)Between the first connection 21 and the second port 22 is a closure device 23 , which allows the brine flow in only one direction and to which a series connection of a heat exchanger 24 and a conveyor 25 is arranged in parallel, provided. The closure device 23 is preferably as a check valve and the conveyor 25 as a circulation pump, hereinafter referred to as brine pump formed. The check valve 23 is so in the connection device 2 in that, in the case of a flow direction of the brine, it is from the second connection 22 to the first port 21 opens. In the opposite direction of conveyance of the brine closes the check valve 23 , The check valve is preferably designed as a special valve, which has a very high density in the closed position and in the open position represents almost no flow resistance. An example of a preferred valve is a ball check valve AVK of the series 53 / 3X (construction according to LGA standard)

Die Solepumpe 25 ist dem Wärmetauscher 24 vorgeschaltet, kann diesem aber auch nachgeschaltet sein und weist eine Förderrichtung von dem zweiten Anschluss 22 zu dem ersten Anschluss 21 auf. Das Rückschlagventil 23 und die Solepumpe 25 liegen folglich derart in der Anschlussvorrichtung 2, dass, die Anschlussvorrichtung 2 isoliert betrachtet, die Solepumpe 25 keine Zirkulation in der Anschlussvorrichtung 2 aufgrund der Anordnung des Rückschlagventils 23 erzeugen kann.The brine pump 25 is the heat exchanger 24 upstream, but this can also be connected downstream and has a conveying direction of the second port 22 to the first port 21 on. The check valve 23 and the brine pump 25 are thus in the connection device 2 that, the connecting device 2 considered in isolation, the brine pump 25 no circulation in the connection device 2 due to the arrangement of the check valve 23 can generate.

In der Heizanlage liegt das Rückschlagventil 23 nach Einbindung der Anschlussvorrichtung 2 derart, dass weder die Umwälzpumpe 31 noch die Solepumpe 25 hydraulisch kurzgeschlossen werden. Dies auch unabhängig davon, ob nur eine der beiden Pumpen 31 bzw. 25 oder beide in Betrieb sind.The check valve is located in the heating system 23 after integration of the connection device 2 such that neither the circulation pump 31 still the brine pump 25 be short-circuited hydraulically. This also regardless of whether only one of the two pumps 31 respectively. 25 or both are in operation.

Bevorzugte Ausführungen des Wärmetauschers sind z. B. Plattenwärmetauscher, Rohrbündelwärmetauscher, Luft-Wasser- Wärmetauscher oder eine in einer Wasserleitung (Abwasserleitung) anzuordnende Absorbermatte. An den Wärmetauscher 24 kann bevorzugt eine oder mehrere weitere Wärmequellen) angeschlossen werden.Preferred embodiments of the heat exchanger are z. B. plate heat exchanger, shell and tube heat exchanger, air-water heat exchanger or in a water pipe (sewer) to be arranged absorber mat. To the heat exchanger 24 can preferably one or more other heat sources) are connected.

Durch den Wärmetauscher 24 kann dem Wärmepumpenkreislauf 5 Wärme zugeführt werden. Bevorzugt wird an den Wärmetauscher 24, wie gezeigt, ein Solarkollektor zur Lieferung von Wärme angeschlossen.Through the heat exchanger 24 can the heat pump cycle 5 Heat are supplied. Preference is given to the heat exchanger 24 as shown, a solar collector connected to the supply of heat.

Von dem Solarkollektor 7 läuft eine Leitung 61 zu dem Wärmetauscher 24 und von diesem eine Leitung 62 zurück zu dem Solarkollektor 7, wodurch ein Solarkollektorkreislauf 6 gebildet wird. In dem Solarkollektorkreislauf 6 befindet sich eine Umwälzpumpe 63 (vorzugsweise mit Regler), im Folgenden Solarpumpe genannt, die zur Erzeugung einer Zirkulation eines Wärmeträgermittels in dem Solarkollektorkreislauf 6 vorgesehen ist. Bei Betrieb der Solarpumpe 63 läuft das Wärmeträgermittel über die Leitung 62 zu dem Solarkollektor 7, wird in Abhängigkeit der Sonneinstrahlung auf den Solarkollektor durch diesen erwärmt und läuft anschließend über die Leitung 61 in Richtung des Wärmetauschers 24.From the solar collector 7 a line is running 61 to the heat exchanger 24 and from this one line 62 back to the solar collector 7 , creating a solar collector circuit 6 is formed. In the solar collector cycle 6 there is a circulation pump 63 (Preferably with regulator), hereinafter referred to as solar pump, which is used to generate a circulation of a heat transfer medium in the solar collector circuit 6 is provided. When operating the solar pump 63 the heat transfer medium runs over the line 62 to the solar collector 7 , Is heated depending on the solar radiation on the solar collector through this and then runs over the line 61 in the direction of the heat exchanger 24 ,

Der Solarkollektor ist bevorzugt als Vakuum-Flachkollektor ausgebildet und hat dadurch einen sehr geringen hydraulischen Druckverlust. Sind mehrere Solarkollektoren vorgesehen, werden diese bevorzugt nach dem Tichelmann-Prinzip zusammengeschaltet.Of the Solar collector is preferably designed as a vacuum flat collector and thus has a very low hydraulic pressure loss. If several solar collectors are provided, they are preferred interconnected according to the Tichelmann principle.

Der Solarkollektorkreislauf 6 kann bevorzugt derart ausgestaltet sein, dass bestimmte Abnehmer direkt durch den Solarkollektor 7 mit Wärme versorgt werden können. Bei solchen Abnehmern kann es sich z. B. um die Bereitung von Warmwasser, eine Heizung oder ein Schwimmbecken oder dergleichen handeln. Hierzu sind in dem Solarkollektorkreislauf 6 ein oder mehrere Anschlüsse 64 und eine oder mehrere Umschalteinheiten 65 vorgesehen. Die Umschalteinheit 65 ist bevorzugt ein Zwei-Wege-Ventil. Wenn der erste und der zweite Anschluss der Um schalteinheit 65 miteinander verbunden sind, fördert die Solarpumpe 63 das Wärmeträgermittel an dem Anschluss 64 in Richtung eines Abneh mers und von dem Abnehmer kommend über die Umschalteinheit 65 und die Leitung 62 in Richtung des Solarkollektors 7. Bei Verwendung des Zwei-Wege-Ventils fließt in diesem Betriebszustand das Wärmeträgermittel nicht über den Wärmetauscher 24.The solar collector circuit 6 may preferably be designed such that certain customers directly through the solar collector 7 can be supplied with heat. For such customers, it may, for. B. to the preparation of hot water, a heater or a swimming pool or the like. These are in the solar collector cycle 6 one or more connections 64 and one or more switching units 65 intended. The switching unit 65 is preferably a two-way valve. When the first and the second terminal of the switching unit to 65 connected to each other, promotes the solar pump 63 the heat transfer medium at the port 64 in the direction of a buyer and coming from the customer via the switching unit 65 and the line 62 in the direction of the solar collector 7 , When using the two-way valve, the heat transfer medium does not flow through the heat exchanger in this operating state 24 ,

Wenn die Umschalteinheit 65 derart geschaltet ist, dass ihr erster und dritter Anschluss verbunden sind, fördert die Solarpumpe 63 das Wärmeträgermittel durch die Leitungen 62 und 61 zu dem Solarkollektor bzw. dem Wärmetauscher 24.When the switching unit 65 is switched so that its first and third connection are connected, promotes the solar pump 63 the heat transfer medium through the lines 62 and 61 to the sun larkollektor or the heat exchanger 24 ,

In diesem Betriebszustand kann die von dem Solarkollektor gelieferte Wärme über den Wärmetauscher 24 dem Wärmepumpenkreislauf 5 zugeführt werden. Der Wärmetauscher kann allgemein über die bereits genannten bevorzugten Ausgestaltungen hinaus ein Element sein, das den Wärmepumpenkreislauf 5 mit dem Solarkollektorkreislauf 6 entweder physisch (Fluidaustausch) oder nur wärmetechnisch (Wärmeübertrag ohne Fluidaustausch) verbindet.In this operating state, the heat supplied by the solar collector via the heat exchanger 24 the heat pump cycle 5 be supplied. The heat exchanger may generally be beyond the already mentioned preferred embodiments, an element that the heat pump cycle 5 with the solar collector circuit 6 either physically (fluid exchange) or only thermally (heat transfer without fluid exchange) connects.

Im Folgenden werden die verschiedenen Betriebszustände und die Steuerung der Heizanlage erläutert.in the Following are the different operating states and explains the control of the heating system.

Ausschließlicher Wärmepumpenbetriebexclusive Heat pump operation

Wenn der Solarkollektor auf Grund zu schwacher Einstrahlung nicht in der Lage ist, einen nutzbaren Wärmeertrag zu liefern, wird ein Verbraucher über die Sekundärseite 32 der Wärmepumpe 3 mit Wärme versorgt.If the solar collector is unable to provide usable heat output due to low levels of radiation, a consumer will go over the secondary side 32 the heat pump 3 supplied with heat.

In diesem Betriebszustand ist die Umwälzpumpe 31 die einzige sich in Betrieb befindende Pumpe, wobei die Sole über die Leitung 51 aus dem Erdkollektor 4 kommend durch das geöffnete Rückschlagventil 23 zu der Primärseite 30 der Wärmepumpe 3 gefördert wird. Nachdem die Wärmepumpe 3 dieser Wärme entzogen hat, wird die Sole anschließend durch die Leitung 52 zurück in den Erdkollektor geleitet.In this operating state is the circulation pump 31 the only operating pump, with the brine over the pipe 51 from the earth collector 4 coming through the open check valve 23 to the primary page 30 the heat pump 3 is encouraged. After the heat pump 3 this heat has been removed, the brine is then passed through the pipe 52 headed back to the ground collector.

Das Rückschlagventil 23 wirkt in diesem Fall wie ein hydraulischer Kurzschluss, d. h. bildet annähernd keinen hydraulischen Widerstand aus, weshalb sich der Betrieb des Wärmepumpenkreislaufes von jenem ohne Einbindung der Anschlussvorrichtung nicht unterscheidet. Hieraus wird auch ersichtlich, dass der Wärmepumpenbetrieb durch Einbindung der Anschlussvorrichtung 2 nicht beeinträchtigt wird.The check valve 23 acts in this case as a hydraulic short circuit, ie forms almost no hydraulic resistance, which is why the operation of the heat pump cycle does not differ from that without the involvement of the connection device. It can also be seen that the heat pump operation by integration of the connection device 2 is not affected.

Wärmepumpenbetrieb + Wärmezufuhr über den Wärmetauscher (Kombinationsbetrieb)Heat pump operation + heat supply via the heat exchanger (combination operation)

Liefert der Solarkollektor 7 einen nutzbaren Wärmeertrag, der dem Wärmepumpenkreislauf zugeführt werden soll, wird zusätzlich zu der Umwälzpumpe 31 die Solepumpe 25 in Betrieb genommen. Ein gewisser Teil der Sole läuft an dem Anschluss 22 in Richtung des Wärmetauschers 24 und von diesem über den Anschluss 21 in Richtung der Primärseite der Wärmepumpe 3.Returns the solar collector 7 a usable heat output to be supplied to the heat pump cycle is in addition to the circulation pump 31 the brine pump 25 put into operation. A certain part of the brine runs on the connection 22 in the direction of the heat exchanger 24 and from this over the connection 21 towards the primary side of the heat pump 3 ,

Nach Durchlaufen der Primärseite 30 und Wärmeentzug durch die Wärmepumpe 3 läuft die Sole wiederum über die Leitung 52 zurück in den Erdkollektor. In Abhängigkeit von der Förderleistung der Solepumpe 25 fließt ein gewisser Anteil der Sole über den Wärmetauscher 24 und der andere Anteil durch das Rückschlagventil 23. Anders ausgedrückt, werden durch die Steuerung der Solepumpe 25 und/oder der Umwälzpumpe 31 die Volumenströme durch das Rückschlagventil 23 bzw. die parallele Reihenschaltung gesteuert.After passing through the primary side 30 and heat removal by the heat pump 3 the brine again runs over the pipe 52 back to the earth collector. Depending on the capacity of the brine pump 25 a certain proportion of the brine flows over the heat exchanger 24 and the other part through the check valve 23 , In other words, by the control of the brine pump 25 and / or the circulation pump 31 the volume flows through the check valve 23 or the parallel series circuit controlled.

Die Förderleistungen der Pumpen können so gesteuert werden, dass der Volumenstrom ausschließlich über den Wärmetauscher 24 fließt.The delivery rates of the pumps can be controlled so that the volume flow only via the heat exchanger 24 flows.

Insgesamt wird in diesem Betriebszustand (Kombinationsbetrieb) der Wärmepumpe 3 zusätzliche durch den Solarkollektor 7 gewonnene Warme zur Verfügung gestellt, so dass dem Erdbereich weniger Wärme über den Erdkollektor 4 entzogen werden muss bzw. der Erdbereich weniger belastet wird.Overall, in this operating state (combination operation) of the heat pump 3 additional through the solar collector 7 recovered heat provided so that the earth's area less heat through the earth collector 4 must be withdrawn or the earth's area is less burdened.

Ausschließlicher RegenerationsbetriebExclusive regeneration operation

Ist die Wärmepumpe 3 nicht in Betrieb, kann der Erdbereich durch Zufuhr von Wärme, die dem Wärmepumpenkreislauf 5 über den Wärmetauscher 24 zugeführt wird, regeneriert werden. In diesem Betriebszustand braucht lediglich die Solepumpe 25 in Betrieb sein. Die Sole fließt über die Leitung 51 aus dem Erdkollektor kommend und den zweiten Anschluss 22 in Richtung des Wärmetauschers 24 bzw. der Primärseite der Wärmepumpe 3 und anschließend über die Leitung 52 zurück in den Erdkollektor 4. An der Primärseite 30 der Wärmepumpe 3 wird bei ausschließlichem Regenerationsbetrieb der Sole keine Wärme entzogen, wodurch die durch den Solarkollektor 7 gewonnene Wärme vollständig dem Erdbereich zugeführt wird.Is the heat pump 3 not in operation, the earth's area can by supplying heat to the heat pump cycle 5 over the heat exchanger 24 is fed, regenerated. In this operating state only needs the brine pump 25 to be in operation. The brine flows over the pipe 51 coming from the earth collector and the second connection 22 in the direction of the heat exchanger 24 or the primary side of the heat pump 3 and then over the line 52 back to the earth collector 4 , At the primary side 30 the heat pump 3 In the case of exclusive regeneration operation, the brine is not deprived of heat, which causes the heat to escape through the solar collector 7 recovered heat is completely supplied to the earth's area.

Das Rückschlagventil 23 verhindert, dass die Wärmepumpe 3 und der Erdkollektor 4 hydraulisch kurzgeschlossen werden. Mit anderen Worten sorgt das Rückschlagventil 23 dafür, dass die Zirkulation durch den Erdkollektor hindurch erfolgt. In Abhängigkeit von der durch den Solarkollektor 7 gelieferten Wärme wird der Erdkollektor bzw. der Erdbereich regeneriert.The check valve 23 prevents the heat pump 3 and the earth collector 4 be short-circuited hydraulically. In other words, the check valve provides 23 for the circulation to pass through the earth collector. Depending on which by the solar collector 7 supplied heat, the earth collector or the earth area is regenerated.

In dem Regenerationsbetrieb kann auch zusätzlich zu der Solepumpe 25 die Umwälzpumpe 31 in Betrieb sein. Allerdings ist die Förderleistung der Solepumpe dann so groß, dass zumindest ein gewisser Teil der Sole über den Wärmetauscher 24 fließen kann.In the regeneration mode can also in addition to the brine pump 25 the circulation pump 31 to be in operation. However, the capacity of the brine pump is then so great that at least some of the brine over the heat exchanger 24 can flow.

Steuerung der HeizanlageControl of the heating system

Im Folgenden wird noch die Steuerung der Heizanlage beschrieben werden.in the Below, the control of the heating system will be described.

Allgemein kann bei der in der Figur dargestellten Heizanlage der Solarkollektor 7 bzw. die Wärmepumpe 3 über übliche Regelungen und Steuerungen zur Optimierung des Wärmeertrages gesteuert werden. Hierbei kommen übliche Regelalgorithmen zur Regelung der Förderleistung der Pumpen in Betracht.Generally, in the Darge in the figure set heating system the solar collector 7 or the heat pump 3 be controlled by conventional controls and controls to optimize the heat yield. In this case, customary control algorithms for regulating the delivery rate of the pumps come into consideration.

Zur Steuerung und Regelung des Volumenstromes über den Wärmetauscher 24 ist bevorzugt in/an dem ersten Anschluss 21 ein Temperatursensor zur Erfassung der Soletemperatur vorgesehen.For controlling and regulating the volume flow via the heat exchanger 24 is preferred in / at the first port 21 a temperature sensor is provided for detecting the brine temperature.

Der die Soletemperatur messende Temperatursensor liefert einen Referenzwert, der mit dem von einem Temperatursensor in dem Solarkreislauf 6 (vorzugsweise direkt am Solarkollektor 7) gemessenen Wert verglichen wird. Liefert dieser Vergleich das Ergebnis, dass eine nutzbare Temperaturdifferenz zwischen dem Solarkollektor 7 und dem Wärmepumpenkreislauf 5 vorliegt, nimmt die Solepumpe 25 ihren Betrieb auf.The temperature sensor measuring the brine temperature supplies a reference value that matches that of a temperature sensor in the solar circuit 6 (preferably directly on the solar collector 7 ) measured value is compared. If this comparison yields the result that a usable temperature difference between the solar collector 7 and the heat pump cycle 5 present, takes the brine pump 25 their operation on.

D. h, dass bei Betrieb der Wärmepumpe 3 dieser zusätzliche von dem Solarkollektor 7 gelieferte Wärme zugeführt oder bei Stillstand der Wärmepumpe 3 der Regenerationsbetrieb aufgenommen wird.That is, when operating the heat pump 3 this additional from the solar collector 7 delivered heat supplied or at standstill of the heat pump 3 the regeneration operation is recorded.

Der Temperatursensor in dem Wärmepumpenkreislauf 5 ist vorzugsweise in/an dem ersten Anschluss 21 vorgesehen, wodurch gut die Temperatur der von dem Wärmetauscher kommenden Sole gemessen werden kann. Hierdurch kann vorteilhafter Weise verhindert werden, dass Temperaturhöchstgrenzen in dem Wärmepumpenkreislauf 5 überschritten werden. Ist der Solarertrag zu groß, d. h. die Temperatur der von dem Wärmetauscher kommenden Sole zu hoch, werden im Kombinationsbetrieb die Pumpen 25 und/oder 31 derart gesteuert, dass ein größerer Anteil der Sole durch das Rückschlagventil läuft, oder wird im Regenerationsbetrieb die Solepumpe 25 abgeschaltet.The temperature sensor in the heat pump cycle 5 is preferably in / at the first port 21 provided, whereby the temperature of the brine coming from the heat exchanger can be measured well. This can be advantageously prevented that maximum temperature limits in the heat pump cycle 5 be crossed, be exceeded, be passed. If the solar yield is too high, ie the temperature of the brine coming from the heat exchanger is too high, the pumps will be in combination mode 25 and or 31 controlled such that a greater proportion of the brine passes through the check valve, or is the brine pump in the regeneration mode 25 off.

Der Temperatursensor, der die Soletemperatur der von dem Wärmetauscher 24 kommenden Sole misst, ist in der Regel innerhalb eines Gebäudes verbaut und nimmt aus diesem Grund nach einer gewissen Nichtnutzungszeit des Wärmepumpenkreislaufes 5 Raumtemperatur an. Damit dieser Temperatursensor zuverlässig die Temperatur der Sole von dem Wärmetauscher 24 messen kann, wird die Solepumpe 25 in gleichmäßigen, einstellbaren Zeitabschnitten angesteuert und hierdurch die Temperatur der Sole erfasst.The temperature sensor, which determines the brine temperature of the heat exchanger 24 is usually installed within a building and therefore takes after a certain non-use time of the heat pump cycle 5 Room temperature. So that this temperature sensor reliably the temperature of the brine from the heat exchanger 24 can measure, the brine pump 25 controlled in uniform, adjustable periods and thereby detects the temperature of the brine.

Wird bei der Temperaturmessung festgestellt, dass eine nutzbare Temperaturdifferenz zwischen Solarkollektorkreislauf 6 und Wärmepumpenkreislauf 5 vorliegt, geht die Solepumpe 25 in Betrieb.When measuring the temperature, it is found that there is a usable temperature difference between the solar collector circuit 6 and heat pump cycle 5 is present, the brine pump goes 25 in operation.

Wird keine nutzbare Temperaturdifferenz festgestellt, wird die Solepumpe 25 wieder gestoppt und der Vorgang zu einem späteren Zeitpunkt wiederholt.If no usable temperature difference is detected, the brine pump becomes 25 stopped again and the process repeated at a later time.

Sollte nach einer gewissen Anzahl von Ansteuerungen der Solepumpe 25 wiederholt keine nutzbare Temperaturdifferenz festgestellt werden, kann bevorzugt für eine einstellbare Zeit auf die Ansteuerung der Solepumpe 25 verzichtet werden. Erst wenn die Temperatur am Solarkollektor eine Nutzung wieder sinnvoll erscheinen lässt oder ein eingestellter Unterbrechungszeitraum abgelaufen ist, wird die Solepumpe 25 erneut angesteuert. Aufgrund dieser Betriebsweise kann auf eine Schaltuhr verzichtet werden, die unter Umständen durch Ungenauigkeit zu Fehlfunktionen der Anlage führen kann.Should after a certain number of activations of the brine pump 25 repeatedly no usable temperature difference can be determined, may preferably for an adjustable time to the control of the brine pump 25 be waived. Only when the temperature at the solar collector makes a use sense again or a set interruption period has expired, the brine pump 25 redirected. Due to this mode of operation can be dispensed with a timer, which may result inaccuracy due to malfunction of the system.

In dem Steuerungsbetrieb wird immer auf die Einhaltung einstellbarer Temperaturgrenzen geachtet, um verschiedene verbaute Materialien und Bauteile vor Überhitzung zu schützen. Der Schutz erfolgt je nach Betriebsart und Betriebszustand durch Regelung der Solarpumpe 63 und/oder der Pumpen in dem Wärmepumpenkreislauf.In the control mode, attention is always paid to the observance of adjustable temperature limits in order to protect various built-in materials and components against overheating. Depending on the operating mode and operating status, protection is provided by controlling the solar pump 63 and / or the pumps in the heat pump cycle.

Wie aus der obigen Beschreibung hervorgeht, kann mit der erfindungsgemäßen Anschlussvorrichtung eine weitere Wärmequelle ohne Probleme, schnell und einfach in einen Wärmepumpenkreislauf eingebunden werden, wobei keine komplizierte Steuerung von Absperrventilen, Weichen oder dergleichen eingesetzt werden muss. Es ist lediglich notwendig die Ansteuerung der Solepumpe 25 und der Solarpumpe zu steuern.As is apparent from the above description, with the connecting device according to the invention, a further heat source without problems, quickly and easily be integrated into a heat pump cycle, with no complicated control of shut-off valves, switches or the like must be used. It is only necessary to control the brine pump 25 and the solar pump to control.

Weiterhin ist es durch die Anschlussvorrichtung möglich, ein Zusatzmodul, das den Solarkollektorkreislauf 6 und die Anschlussvorrichtung 2 umfasst, zur Nachrüstung in einen bestehenden Wärmepumpenkreislauf zu schaffen. Hierdurch wird es ermöglicht, einen Solarkollektor an den Wärmepumpenkreislauf anzuschließen, ohne überhaupt in die Steuerung der Wärmepumpe 3 eingreifen zu müssen.Furthermore, it is possible through the connection device, an additional module that the solar collector circuit 6 and the connection device 2 includes to retrofit into an existing heat pump cycle. This makes it possible to connect a solar collector to the heat pump cycle, without ever in the control of the heat pump 3 to intervene.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Claims (5)

Anschlussvorrichtung zum Anschluss einer Wärmequelle an einen Wärmepumpenkreislauf umfassend: einen ersten Anschluss und einen zweiten Anschluss, über die eine Parallelschaltung aus einer eine Pumpe und einen Wärmetauscher aufweisenden Reihenschaltung und einem Rückschlagventil in einen Wärmepumpenkreislauf eingebunden werden kann, wobei an den Wärmetauscher die Wärmequelle angeschlossen werden kann.Connecting device for connecting a heat source to a heat pump cycle comprising: a first Connection and a second connection, via which a parallel connection from a pump and a heat exchanger having Series connection and a check valve in a heat pump cycle can be involved, with the heat exchanger to the Heat source can be connected. Anschlussvorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei das Rückschlagventil derart in der Parallelschaltung angeordnet ist, dass die Pumpe keine Zirkulation in der Parallelschaltung erzeugen kann.Connecting device according to claim 1, wherein the check valve in such a way in the parallel circuit it is arranged that the pump does not circulate in parallel can generate. Anschlussvorrichtung gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei der Wärmetauscher ein Plattenwärmetauscher, ein Rohrbündelwärmetauscher, ein Luft-Wasser-Wärmetauscher oder eine Absorbermatte ist.Connecting device according to claim 1 or 2, wherein the heat exchanger is a plate heat exchanger, a shell and tube heat exchanger, an air-water heat exchanger or an absorber mat. Zusatzmodul für einen Wärmepumpenkreislauf umfassend: eine Anschlussvorrichtung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 3 und einen Solarkollektor, der an den Wärmetauscher angeschlossen ist, so dass bei Einbindung der Anschlussvorrichtung in einen Wärmepumpenkreislauf diesem von dem Sonnenkollektor gelieferte Wärme zugeführt werden kann.Additional module for a heat pump cycle full: a connection device according to a of the preceding claims 1 to 3 and a solar collector, which is connected to the heat exchanger, so that at Integration of the connection device in a heat pump cycle supplied to this supplied by the solar collector heat can be. Heizanlage umfassend: ein Zusatzmodul gemäß Anspruch 4 und eine Wärmepumpe, die mit ihrer Primärseite und einem Wärmespeicher den Wärmepumpenkreislauf ausbildet, wobei das Zusatzmodul über die Anschlussvorrichtung in den Wärmepumpenkreislauf eingebunden ist, wodurch bei Be trieb der Pumpe dem Wärmepumpenkreislauf Wärme über den Wärmetauscher zur Unterstützung der Wärmepumpe und/oder zur Speicherung in dem Wärmespeicher zugeführt werden kann.Heating system comprising: an additional module according to claim 4 and a heat pump, with its primary side and a heat storage the heat pump cycle forms, with the additional module via the connection device is involved in the heat pump cycle, whereby at Be drove the heat pump heat pump circuit over the heat exchanger to support the heat pump and / or supplied for storage in the heat accumulator can be.
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