DE202012103859U1

DE202012103859U1 - Hausstation zur Temperierung eines Gebäudes

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Publication number: DE202012103859U1
Application number: DE202012103859U
Authority: DE
Original assignee: Roth Werke GmbH
Current assignee: Roth Werke GmbH
Priority date: 2012-10-09
Filing date: 2012-10-09
Publication date: 2012-11-09
Anticipated expiration: 2022-10-10

Abstract

Hausstation zur Temperierung eines Gebäudes mit einem Fortluftwärmetauscher (16), einer Wärmepumpe (2) und einem Lüftungsmodul (4), wobei dem Fortluftwärmetauscher (16) Außenluft A zuführbar ist und aus einem Raum (17, 18, 19) des Gebäudes abgesaugte Luft mit dem Lüftungsmodul (4) in einen Sekundärluftstrom (5, 6) und einen Abluftstrom Ab teilbar ist, wobei der Abluftstrom Ab dem Fortluftwärmetauscher (16) zuführbar ist, wobei in dem Fortluftwärmetauscher (16) zur Temperierung der Außenluft A Wärme von einer Abluft Ab auf die Außenluft A oder Wärme von der Außenluft A auf die Abluft Ab übertragbar ist, wobei die in dem Fortluftwärmetauscher (16) temperierte Außenluft A dem Raum (17, 18, 19) des Gebäudes als Zuluft Z zuführbar ist, wobei aus dem Raum (18, 19) des Gebäude abgesaugte Sekundärluft (5, 6) der Wärmepumpe (2) zuführbar ist und wobei die Sekundärluft (5, 6) mit der Wärmepumpe (2) temperierbar ist, wobei die mit der Wärmepumpe (2) temperierte Sekundärluft (5,...

Description

Die Erfindung betrifft eine Hausstation zur Temperierung eines Gebäudes.
Hausstation der vorstehend genannten Art sind aus der Praxis grundsätzlich bekannt. Zur Sicherstellung einer guten Belüftung eines Raumes eines Gebäudes hat es sich bewährt, Luft aus dem Raum abzusaugen und die in der abgesaugten Abluft enthaltene Wärme auf eine angesaugte Außenluft zu übertragen, welche angesaugte Außenluft dann dem Raum als Zuluft zugeführt wird. Die Temperierung der Raumluft erfolgt bei den aus der Praxis bekannten Hausstationen, indem die Zuluft beispielsweise mit einer Wärmepumpe erwärmt oder gekühlt wird. Diese Hausstationen haben sich grundsätzlich bewährt, allerdings ist im Hinblick auf die steigenden Energiekosten die Effizienz der aus der Praxis bekannten Hausstationen verbesserungsbedürftig.
Der Erfindung liegt daher das technische Problem zugrunde, eine Hausstation der eingangs genannten Art anzugeben, mit der Gebäude problemlos und energieeffizient heizbar oder kühlbar sind und die sich durch einen einfachen Aufbau auszeichnet und problemlos steuerbar und regelbar ist.
Zur Lösung des technischen Problems lehrt die Erfindung eine Hausstation zur Temperierung eines Gebäudes mit einem Fortluftwärmetauscher, einer Wärmepumpe und einem Lüftungsmodul, wobei dem Fortluftwärmetauscher Außenluft zuführbar ist und aus einem Raum des Gebäudes abgesaugte Luft mit dem Lüftungsmodul in einen Sekundärluftstrom und einen Abluftstrom teilbar ist, wobei der Abluftstrom dem Fortluftwärmetauscher zuführbar ist, wobei in dem Fortluftwärmetauscher zur Temperierung der Außenluft Wärme von einer Abluft auf die Außenluft oder Wärme von der Außenluft auf die Abluft übertragbar ist, wobei die in dem Fortluftwärmetauscher temperierte Außenluft dem Gebäude als Zuluft zuführbar ist, wobei mit dem Lüftungsmodul aus dem Raum abgesaugte Sekundärluft der Wärmepumpe zuführbar ist und wobei die Sekundärluft mit der Wärmepumpe temperierbar ist, wobei die mit der Wärmepumpe temperierte Sekundärluft durch das Lüftungsmodul zur Temperatureinstellung einer Raumluft in das Gebäude zurückführbar ist.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist unabhängig von der Temperierung der Sekundärluft durch die Wärmepumpe ein Wärmeträgermedium mit der Wärmepumpe erwärmbar. Das erwärmte Wärmeträgermedium kann zur Erwärmung von Trinkwasser und/oder Brauchwasser und/oder Heizungswasser verwendet werden. Es ist möglich, dass mit der Wärmepumpe die Sekundärluft bevorzugt gleichzeitig mit der Erwärmung des Wärmeträgermediums temperiert wird, mit welchem Wärmeträgermedium vorzugsweise Wasser erwärmt wird. Besonders bevorzugt ist aus dem Heizbetrieb der Wärmepumpe vorteilhafterweise reversibel in den Kühlbetrieb der Wärmpumpe umschaltbar. Auf diese Weise ist es beispielsweise möglich, in Abhängigkeit vorzugsweise einer Abluftemperatur die Sekundärluft mit der Wärmepumpe zu erwärmen oder zu kühlen. Das Wärmeträgermedium wird gemäß einer Ausführungsform im Kühlbetrieb und im Heizbetrieb der Wärmepumpe erwärmt. Die Wärmepumpe ist im Rahmen der Erfindung als direktverdampfendes, reversibles Kältesystem ausgebildet.
Es liegt im Rahmen der Erfindung, dass die Wärmepumpe über eine Stelleinrichtung verfügt, mit welcher Stelleinrichtung reversibel aus einem Heizbetrieb in einen Kühlbetrieb umschaltbar ist, wobei die Sekundärluft im Heizbetrieb von der Wärmepumpe erwärmbar ist und wobei die Sekundärluft in dem Kühlbetrieb der Wärmepumpe von der Wärmepumpe kühlbar ist. Zweckmäßigerweise ist das Wärmeträgermedium im Heizbetrieb und/oder im Kühlbetrieb von der Wärmepumpe erwärmbar.
Weiterhin betrifft die Erfindung zur Lösung des technischen Problems eine Hausstation zur Temperierung eines Gebäudes mit einer Wärmepumpe, einem Warmwasserspeicher und einem Lüftungsmodul, wobei mit dem Lüftungsmodul eine Sekundärluft aus einem Raum des Gebäudes zur Wärmepumpe förderbar ist, wobei die Sekundärluft mit der Wärmepumpe in einem Heizbetrieb der Wärmepumpe erwärmbar oder in einem Kühlbetrieb der Wärmepumpe abkühlbar ist, wobei die erwärmte Sekundärluft oder abgekühlte Sekundärluft dem Raum des Gebäudes durch das Lüftungsmodul zuführbar ist, wobei mit der Wärmepumpe ein Wärmeträgermedium im Heizbetrieb und im Kühlbetrieb erwärmbar ist, welches erwärmte Wärmeträgermedium in den Warmwasserspeicher einleitbar ist und wobei die Wärmepumpe über eine Stelleinrichtung verfügt, mit welcher Stelleinrichtung reversibel aus dem Heizbetrieb der Wärmepumpe in den Kühlbetrieb der Wärmepumpe umschaltbar ist.
Es hat sich als besonders vorteilhaft herausgestellt, dass das Wärmeträgermedium im Heizbetrieb und im Kühlbetrieb der Wärmepumpe erwärmt wird bzw. erwärmbar ist. Mit dem Wärmeträgermedium kann beispielsweise Trinkwasser und/oder Brauchwasser und/oder Heizungswasser erwärmt werden. Das erwärmte Heizungswasser wird vorzugsweise zur Temperierung des Raums bzw. des Gebäudes eingesetzt. Es liegt im Rahmen der Erfindung, dass die Bereitstellung von erwärmtem Wärmeträgermedium von der Temperierung der Sekundärluft abgekoppelt ist. Zweckmäßigerweise verfügt das Lüftungsmodul über zumindest einen Sekundärluftventilator und/oder zumindest einen Sekundärluftfilter. Gemäß einer Ausführungsform ist das Sekundärluftmodul vorzugsweise durch mechanische Lüftungsklappen von der Wärmepumpe bzw. einem Verflüssiger der Wärmepumpe trennbar. Es empfiehlt sich, dass die Hausstation über ein Frischluftmodul verfügt, über welches Frischluftmodul dem Raum des Gebäudes bzw. dem Gebäude Frischluft bzw. Außenluft als Zuluft zuführbar ist. Gemäß einer Ausführungsform verfügt das Frischluftmodul vorzugsweise über einen Belüftungsventilator (Zuluftventilator). Zweckmäßigerweise wird dem Raum des Gebäudes bzw. dem Gebäude mit dem Belüftungsventilator Frischluft zugeführt. Vorteilhafterweise weist das Frischluftmodul einen Entlüftungsventilator (Abluftventilator) auf, mit welchem Entlüftungsventilator Abluft aus dem Raum des Gebäudes bzw. aus dem Gebäude absaugbar ist. Besonders bevorzugt verfügt das Frischluftmodul über den Fortluftwärmetauscher, der beispielsweise ein Rotationswärmetauscher ist. Empfohlenermaßen wird Wärme der Abluft mit dem Fortluftwärmetauscher auf die angesaugte Außenluft übertragen, welche angesaugte Außenluft nach dieser Wärmeübertragung als temperierte Zuluft in den Raum des Gebäudes bzw. in das Gebäude eingeleitet wird. Besonders bevorzugt verfügt das Frischluftmodul über ein separates Frischluftleitungssystem, welches Frischluftleitungssystem von einem Sekundärluftleitungssystem verschieden ist, in welchem Sekundärluftleitungssystem die Sekundärluft aus dem Raum bzw. aus dem Gebäude zu der Wärmepumpe und von der Wärmepumpe zurück in den Raum bzw. in das Gebäude gefördert wird.
Es ist möglich, dass der Belüftungsventilator unabhängig von dem Sekundärluftventilator gesteuert wird bzw. steuerbar ist. Vorteilhafterweise werden der Sekundärluftventilator und der Frischluftventilator mit der Maßgabe betrieben, dass ein Gesamtvolumenstrom resultiert, welcher Gesamtvolumenstrom sich aus einem Volumenstrom der Sekundärluft und einem Volumenstrom der Zuluft zusammensetzt, wobei das Verhältnis des Volumenstroms der Sekundärluft zum Volumenstrom der Zuluft bzw. Abluft 1:1 bis 10:1 und bevorzugt 2:1 bis 5:1 beträgt. Es ist möglich, dass über die Sekundärluft und die Zuluft dem Gebäude, vorzugsweise dem Trockenraum, ein Gesamtvolumenstrom von 500 bis 1.000 m³ Luft pro Stunde, bevorzugt von 700 bis 800 m³ pro Stunde und besonders bevorzugt von ungefähr 750 m³ Luft pro Stunde zugeführt wird. Es empfiehlt sich, dass dem Gebäude pro Stunde ungefähr 100 bis 350 m³ Zuluft und/oder Sekundärluft pro Stunde und bevorzugt 100 bis 250 m³ Zuluft und/oder Sekundärluft pro Stunde zugeführt wird. Gemäß einer bewährten Ausführungsform ist der Volumenstrom der Fortluft genauso groß bzw. ungefähr genauso groß wie der Volumenstrom der Zuluft.
Es empfiehlt sich, dass die Hausstation über einen Mischbehälter verfügt, in welchem Mischbehälter die Zuluft bzw. ein Zuluftstrom vor dem Einblasen bzw. Eintreten in den Raum bzw. in das Gebäude mit der Sekundärluft vermischt wird bzw. mischbar ist. Vorzugsweise wird eine Mischung aus der Zuluft und der Sekundärluft in den Raum bzw. das Gebäude gefördert. Gemäß einer Ausführungsform verfügt das Gebäude über zumindest einen Raum und bevorzugt über eine Mehrzahl bzw. Vielzahl an Räumen. Vorteilhafterweise erfolgt die Aufteilung des Luftstroms in den Sekundärluftstrom und in den Abluftstrom derart, dass der Abluftstrom durch zumindest einen Nassraum des Gebäudes geführt wird, bevor der Abluftstrom erfindungsgemäß dem Fortluftwärmetauscher zugeführt wird. Nassraum meint im Rahmen der Erfindung beispielsweise ein Badezimmer, einen Toilettenraum oder eine Küche. Es empfiehlt sich, dass der Sekundärluftstrom einem Trockenraum des Gebäudes entnommen und nach der Temperierung mit der Wärmepumpe dem Trockenraum wieder zugeführt wird. Trockenraum meint im Rahmen der Erfindung einen Wohnbereich, beispielsweise ein Wohnzimmer oder Schlafzimmer, des Gebäudes. Zweckmäßigerweise ist eine Luftfeuchtigkeit in dem Nassraum höher als eine Luftfeuchtigkeit in dem Trockenraum. Gemäß einer Ausführungsform wird der Luftstrom einem Trockenraum entnommen, wobei gemäß einer Ausführungsform der Sekundärluftstrom der Wärmepumpe zugeführt wird und der Abluftstrom nach dem Durchströmen eines Nassraums dem Fortluftwärmetauscher zugeführt wird. Nach dem Durchströmen der Wärmepumpe wird der Sekundärluftstrom zweckmäßigerweise in den Trockenraum zurückgeführt. Es empfiehlt sich, dass die Zuluft in den Trockenraum des Gebäudes eingeführt wird. Es hat sich als vorteilhaft herausgestellt, dass eine Belüftung des Gebäudes mit der Außenluft bzw. Zuluft unabhängig von einer Temperierung einer Raumluft des Gebäudes durch die Sekundärluft mit der Wärmepumpe erfolgt bzw. durchgeführt wird. Die Zufuhr von Zuluft zu dem Gebäude erfolgt gemäß einer bevorzugten Ausführungsform unabhängig und/oder separat von der Temperierung der Sekundärluft. Zweckmäßigerweise wird die in dem Fortluftwärmetauscher temperierte Außenluft mit dem Frischluftleitungssystem dem Gebäude zugeführt. Empfohlenermaßen ist mit dem Frischluftleitungssystem Abluft aus dem Gebäude absaugbar, welche Abluft dem Fortluftwärmetauscher und nach dem Durchlaufen des Fortluftwärmetauschers der Umgebung des Gebäudes als Fortluft zugeführt wird. Bevorzugt ist der Fortluftwärmetauscher ein Rotationswärmetauscher.
Es empfiehlt sich, dass mit dem Sekundärluftleitungssystem der aus der abgesaugten Luft abgezweigte Sekundärluftstrom zu dem Lüftungsmodul und von dem Lüftungsmodul zu dem Gebäude bzw. in einen Raum des Gebäudes pumpbar ist. Gemäß eine Ausführungsform ist das Sekundärluftleitungssystem getrennt von dem Frischluftleitungssystem ausgebildet. D. h., dass die Sekundärluft ausschließlich in dem Sekundärluftleitungssystem geführt wird bzw. führbar ist. Es empfiehlt sich, dass vorzugsweise das Sekundärluftleitungssystem bevorzugt in dem Lüftungsmodul zweckmäßigerweise durch mechanische Lüftungsklappen von der Wärmepumpe, vorzugsweise von einem Wärmeübertrager der Wärmepumpe, getrennt ist, insbesondere wenn die Sekundärluft bzw. der Sekundärluftstrom nicht temperiert wird. Gemäß einer Ausführungsform wird eine Verbindung zwischen dem Sekundärluftleitungssystem bzw. dem Sekundärluftstrom und der Wärmepumpe, bevorzugt dem Wärmeübertrager der Wärmepumpe, beispielsweise durch Öffnen der Lüftungsklappen hergestellt, wenn die Sekundärluft durch die Wärmepumpe temperiert wird. Zweckmäßigerweise weist das Lüftungsmodul zumindest einen Sekundärluftventilator empfohlenermaßen in dem Sekundärluftleitungssystem und/oder vorzugsweise einen Sekundärluftfilter bevorzugt in dem Sekundärluftleitungssystem auf, wobei zweckmäßigerweise die aus dem Raum bzw. aus dem Gebäude entnommene Sekundärluft bevorzugt durch den Sekundärluftfilter und besonders bevorzugt nach einem Wärmetransfer an dem Fortluftwärmetauscher der Wärmepumpe in den Raum bzw. in das Gebäude zurückgefördert wird. Es liegt im Rahmen der Erfindung, dass in einem Kühlbetrieb der Wärmepumpe die Sekundärluft und vorzugsweise ausschließlich die Sekundärluft von der Wärmepumpe kühlbar ist. Zweckmäßigerweise ist eine Temperatur der Außenluft im Kühlbetrieb höher als eine Temperatur der Fortluft bzw. der Raumluft. Gemäß einer Ausführungsform ist die Wärmepumpe in einem Heizbetrieb betreibbar, in welchem Heizbetrieb bevorzugt ausschließlich die Sekundärluft von der Wärmepumpe erwärmt wird. In einem Kühlbetrieb der Wärmepumpe ist vorzugsweise lediglich die Sekundärluft von der Wärmepumpe kühlbar. Zeckmäßigerweise ist die Zuluft im Heizbetrieb und/oder im Kühlbetrieb der Wärmepumpe abgesehen von einer Wärmeübertragung zwischen der Abluft und der Frischluft (Außenluft) in dem Fortluftwärmetauscher nicht temperierbar. Mit anderen Worten wird die Zuluft abgesehen von einem Wärmetransfer zwischen der Abluft und der Außenluft untemperiert in das Gebäude bzw. den Raum eingeführt. In dem Heizbetrieb ist die Temperatur der Raumluft bzw. der Abluft empfohlenermaßen größer als die Temperatur der Außenluft. Besonders bevorzugt ist die Zuluft abgesehen von der Wärmeübertragung in dem Fortluftwärmetauscher nicht zusätzlich heizbar oder kühlbar. Es liegt im Rahmen der Erfindung, dass lediglich die Sekundärluft durch ein Zusammenwirken des Lüftungsmoduls mit der Wärmepumpe kühlbar bzw. erwärmbar ist.
Die Außenluft (Frischluft) wird in dem Fortluftwärmetauscher mit der Maßgabe temperiert, dass eine Temperatur der Zuluft ungefähr einer Temperatur der Abluft entspricht. Zweckmäßigerweise wird mit dem Fortluftwärmetauscher im Heizbetrieb Wärme von der Abluft auf die Außenluft übertragen. Gemäß einer alternativen Ausführungsform wird in dem Kühlbetrieb Wärme von der Außenluft in dem Fortluftwärmetauscher auf die Abluft übertragen. Besonders bevorzugt ist mit dem Fortluftwärmetauscher eine Feuchtigkeit der Abluft auf die Außenluft übertragbar. Vorteilhafterweise zeichnet sich die Zuluft durch den gleichen bzw. im Wesentlichen gleichen Feuchtegehalt aus wie die Abluft. Auf diese Weise wird eine kontinuierliche Trocknung der Gebäudeluft bzw. Raumluft verhindert. Es ist möglich, dass lediglich Feuchtigkeit von der Abluft auf die Außenluft übertragen wird, wenn beispielsweise die Abluft die gleiche bzw. ungefähr die gleiche Temperatur wie die Außenluft aufweist.
In einer bevorzugten Ausführungsform werden der Abluftstrom und der Außenluftstrom dem Fortluftwärmetauscher jeweils permanent (unterbrechungsfrei) und jeweils vorzugsweise regelbar zugeführt. Der Abluftstrom wird nach dem Durchströmen des Fortluftwärmetauschers als Fortluftstrom in die das Gebäude umgebende Atmosphäre entlassen bzw. gefördert. Zweckmäßigerweise ist ein Volumenstrom der Abluft und der Außenluft einstellbar. Dadurch, dass der Abluftstrom und der Außenluftstrom dem Fortluftwärmetauscher permanent zugeführt werden, erfolgt eine kontinuierliche Belüftung des Gebäudes. Das erfindungsgemäße Verfahren wird beispielsweise zur Belüftung von Niedrigenergiehäusern und/oder Passivhäusern verwendet.
Vorzugsweise verfügt die Hausstation über zumindest einen Sensor, mit welchem Sensor zumindest eine aus der Gruppe "Temperatur, Luftfeuchtigkeit, Kohlendioxidkonzentration, Anwesenheitsfunktion" ausgewählte Messgröße ermittelbar ist. Bevorzugt ist die Temperierung der Sekundärluft mittels der von dem Sensor ermittelten Messgröße einstellbar. Es liegt im Rahmen der Erfindung, dass durch den Sensor eine Leistung der Wärmepumpe und/oder eine Förderung der Sekundärluft und/oder eine Steuerung des Volumenstroms der Zuluft und/oder Abluft erfolgt. Besonders bevorzugt ist mit dem Sensor die Messgröße der Abluft bzw. des Abluftstroms feststellbar. Zweckmäßigerweise wird durch den Sensor die Wärmepumpe im Heizbetrieb oder Kühlbetrieb aktiviert. Bevorzugt ist der Sensor als Temperatursensor ausgebildet, der die Temperatur des Abluftstroms misst. Wird durch den Sensor eine Temperatur festgestellt, die außerhalb eines dem Sensor vorgegebenen bzw. vorgebbaren Temperaturbereichs liegt, wird durch den Sensor vorzugsweise die Wärmepumpe aktiviert. Die Sekundärluft wird gekühlt, wenn die vorzugsweise von dem Sensor erfasste Temperatur oberhalb eines dem Sensor vorgegebenen Temperaturintervalls bzw. einer dem Sensor vorgegebenen Temperatur liegt. Es empfiehlt sich, dass die Sekundärluft erwärmt wird, wenn die von dem Sensor festgestellte Temperatur unterhalb des vorgegebenen Temperaturintervalls bzw. der vorgegebenen Temperatur liegt. Vorzugsweise erfasst der Sensor die Luftfeuchtigkeit und/oder Kohlendioxidkonzentration der Abluft und regelt vorzugsweise in Abhängigkeit der Luftfeuchtigkeit und/oder der Kohlendioxidkonzentration den Volumenstrom der Zuluft und/oder den Volumenstrom und/oder einen Feuchtegehalt der bevorzugt temperierten Sekundärluft. Anwesenheitsfunktion meint im Rahmen der Erfindung, dass durch den Sensor sich im Gebäude bzw. in dem Raum aufhaltende Personen erfasst werden. Durch den Sensor werden eine Steuerung des Volumenstroms der Zuluft und/oder des Volumenstroms der Sekundärluft und/oder die Temperierung der Sekundärluft bewirkt, sobald Personen durch den Sensor detektiert werden. Zweckmäßigerweise wird, wenn der Sensor den Aufenthalt einer Person in dem Raum bzw. in dem Gebäude feststellt, der Volumenstrom der Zuluft und/oder der Volumenstrom der Sekundärluft erhöht und/oder die Sekundärluft temperiert.
Die Wärmepumpe weist vorzugsweise einen Kühlmittelkreislauf mit einem Verdichter, einem Verflüssiger und einem Verdampfer auf, wobei ein Kühlmittel mit dem Verdichter verdichtbar ist, wobei ein Wärmetauscher in den Kühlmittelkreislauf in Strömungsrichtung des Kühlmittels hinter dem Verdichter eingebunden ist, in welchem Wärmetauscher Wärme von dem Kühlmittel auf das Wärmeträgermedium übertragbar ist. Bevorzugt ist der Wärmetauscher als Plattenwärmetauscher ausgebildet. Gemäß einer Ausführungsform ist der Verflüssiger als Wärmeübertrager ausgebildet, mit welchem Wärmeübertrager Wärme von der Wärmepumpe bzw. von einem in dem Kühlmittelkreislauf strömenden Kühlmittel auf die Sekundärluft bzw. Wärme von der Sekundärluft auf das Kühlmittel übertragbar ist. Bewährtermaßen ist der Verdampfer als Wärmeübertrager ausgebildet, mit welchem Verdampfer im Heizbetrieb Wärme vorzugsweise von dem den Fortluftwärmetauscher verlassenden Fortluftstrom und/oder der Außenluft auf das Kühlmittel und im Kühlbetrieb Wärme von dem Kühlmittel auf die Fortluft und/oder Außenluft übertragbar ist. Es ist möglich, dass der Verflüssiger und/oder der Verdampfer jeweils als Lamellenwärmetauscher und bevorzugt jeweils als Luft-Lamellenwärmetauscher ausgebildet sind. Zwischen dem Verflüssiger und dem Verdampfer ist zweckmäßigerweise eine Expansionseinheit vorgesehen, welche Expansionseinheit besonders bevorzugt bidirektional betreibbar ist bzw. von dem Kühlmittel bidirektional durchströmbar ist. Die Expansionseinheit verfügt beispielsweise über ein Expansionsventil, das zwischen zwei Trocknern angeordnet ist, welche Trockner empfohlenermaßen jeweils als Filtertrockner ausgebildet sind. Besonders bevorzugt ist in den Kühlmittelkreislauf der Wärmetauscher integriert, mit welchem Wärmetauscher Wärme von dem in dem Kühlmittelkreislauf strömenden Kühlmittel auf das Wärmeträgermedium übertragbar ist. Auf diese Weise ist es beispielsweise möglich, mit dem Wärmeträgermedium vorzugsweise unabhängig von der Temperierung der Sekundärluft Wärme für beliebige Heizzwecke zur Verfügung zu stellen. Vorteilhafterweise ist eine Erwärmung des Wärmeträgermediums mit der Wärmepumpe im Heizbetrieb und im Kühlbetrieb möglich.
Besonders bevorzugt ist die Stelleinrichtung als Mehrwegeventil ausgebildet, mit welchem Mehrwegventil ein Kühlmittelstrom in dem Kühlmittelkreislauf mit der Maßgabe leitbar ist, dass das verdichtete Kühlmittel zunächst dem Wärmetauscher und in einer Heizstellung der Stelleinrichtung anschließend dem Verflüssiger oder in einer Kühlstellung der Stelleinrichtung anschließend dem Verdampfer zuführbar ist. Im Heizbetrieb ist das von dem Verdichter verdichtete Kühlmittel zunächst zu dem Wärmetauscher förderbar, in welchem Wärmetauscher zumindest ein Teil der in dem Kühlmittel gespeicherten Wärme auf das Wärmeträgermedium übertragbar ist, wobei das den Wärmetauscher verlassende Kühlmittel zu dem Verflüssiger förderbar ist, in welchem Verflüssiger Wärme von dem Kühlmittel auf die Sekundärluft übertragen wird. Auf diese Weise wird das im Heizbetrieb von dem Verdichter komprimierte Kühlmittel zunächst dem Wärmetauscher zugeführt und strömt dann von dem Wärmetauscher durch einen ersten Strömungskanal der in der Heizstellung befindlichen Stelleinrichtung zu dem Verflüssiger, von welchem Verflüssiger aus das Kühlmittel durch die Expansionseinheit vorzugsweise als entspanntes Kühlmittel zu dem Verdampfer strömt. Von dem Verdampfer fließt das entspannte und vorzugsweise im Verdampfer erwärmte Kühlmittel durch einen zweiten Strömungskanal der Stelleinrichtung im Heizbetrieb zurück zu dem Verdichter.
Vorzugsweise ist in der Kühlstellung der Stelleinrichtung die in dem von dem Verdichter verdichteten Kühlmittel gespeicherte Wärme zunächst in dem Wärmetauscher auf das Wärmeträgermedium übertragbar ist, wobei das Kühlmittel anschließend dem in dem Kühlmittelkreislauf angeordneten Verdampfer zuleitbar ist, welcher Verdampfer mit einer Kühleinrichtung zur Kondensierung und zur Verminderung der in dem Kühlmittel enthaltenen Wärme ausgestattet ist, wobei der Verdampfer an den Verflüssiger angeschlossen ist, in welchem Verflüssiger das Kühlmittel durch Aufnahme von Wärme aus der Sekundärluft erwärmbar ist. In der Kühlstellung der Stelleinrichtung strömt das durch den Verdichter komprimierte Kühlmittel zunächst von dem Verdichter zu dem Wärmetauscher und durch einen dritten Strömungskanal der Stelleinrichtung zu einem Ausgang des Verdampfers. In dem Verdampfer gibt das Kühlmittel im Kühlbetrieb vorzugsweise Wärme an die Fortluft und/oder Außenluft ab und strömt dann vorzugsweise durch die Expansionseinheit zu einem Ausgang des Verflüssigers. In dem Verflüssiger nimmt das Kühlmittel besonders bevorzugte Wärme aus der Sekundärluft auf und strömt dann als erwärmtes Kühlmittel durch einen Eingang des Verflüssigers und einen vierten Strömungskanal der Stelleinrichtung zurück zu dem Verdichter. Vorteilhafterweise sind in dem Kühlmittelkreislauf in Strömungsrichtung des Kühlmittels vor und hinter dem Verdichter jeweils ein Drucksensor und jeweils ein Temperatursensor angeordnet. Empfohlenermaßen sind die Temperatursensoren jeweils als NTC-Temperatursensoren (Negative Temperature Coefficient-Temperatursensoren) ausgebildet. Werden durch die Temperatursensoren einen vorgegebenen Schwellenwert überschreitende Temperaturen festgestellt, wird durch die Sensoren eine Deaktivierung des Verdichters bewirkt. Wird im Heizbetrieb in dem Verdampfer bzw. auf einer Saugseite des Verdichters ein Druck von zumindest 3, vorzugsweise von zumindest 5 bar detektiert, wird ein den Verdampfer mit Fortluft und/oder Außenluft beaufschlagender Lüfter aktiviert. Wird im Kühlbetrieb am Ausgang bzw. auf einer Druckseite des Verdichters ein Druck in dem Kühlmittelkreislauf von zumindest 25 bar, bevorzugt von zumindest 35 bar detektiert, wird zweckmäßigerweise der Lüfter des Verdampfers aktiviert, wodurch vorteilhafterweise dem Verdampfer Fortluft und/oder Außenluft zugeführt wird.
Gemäß einer Ausführungsform wird der Zuluftventilator (Belüftungsventilator) und/oder der Fortluftventilator (Abluftventilator) zusammen mit dem Verdichter der Wärmepumpe angesteuert. Zweckmäßigerweise wird der Wärmepumpe bzw. dem Verdampfer durch eine synchronisierte Aktivierung des Verdichters mit dem Zuluftventilator und/oder Fortluftventilator beim Temperieren der Sekundärluft und/oder beim Bereitstellen des erwärmten Wassers Fortluft und/oder Außenluft als Wärmequelle zugeführt. Es hat sich bewährt, dass im Kühlbetrieb der Zuluftventilator und/oder der Fortluftventilator aktiviert wird, wobei dem Verdampfer zweckmäßigerweise mit dem Fortluftventilator und/oder Zuluftventilator Fortluft zugeführt wird.
Zur Vermeidung von Druckschlägen empfiehlt es sich, einen Druck im Kühlmittelkreislauf beim Umschalten von dem Heizbetrieb in den Kühlbetrieb bzw. von dem Kühlbetrieb in den Heizbetrieb vorzugsweise durch eine Verminderung der Leistung des Verdichters zu senken. Zweckmäßigerweise erfolgt die Druckabsenkung in dem Kühlmittelkreislauf durch eine Verminderung der Drehzahl des Kompressors (Verdichters).
Es liegt im Rahmen der Erfindung, dass die Hausstation über zumindest einen Warmwasserspeicher verfügt, in welchem Warmwasserspeicher beispielsweise Trinkwasser bevorratbar ist. Vorteilhafterweise verfügt die Hausstation über einen integrierten Trinkwasserspeicher, in welchem erwärmtes Trinkwasser vorrätig haltbar ist. Zweckmäßigerweise ist das Trinkwasser mit dem Wärmeträgermedium erwärmbar. Es empfiehlt sich, dass in dem integrierten Trinkwasserspeicher ein vorzugsweise innenliegender Trinkwasserwärmetauscher angeordnet ist, mit welchem innenliegenden Trinkwasserwärmetauscher Wärme des Wärmeträgermediums auf das Trinkwasser übertragbar ist. Gemäß einer Ausführungsform verfügt die Hausstation über einen Warmwasserspeicher, in welchem Warmwasserspeicher beispielsweise erwärmtes Brauchwasser und/oder Heizungswasser vorrätig haltbar ist. Zweckmäßigerweise ist in dem Warmwasserspeicher ein Brauchwasserwärmetauscher vorgesehen, mit dem Wärme von dem Wärmeträgermedium auf das Brauchwasser und/oder Heizungswasser übertragbar ist. Empfohlenermaßen wird das von der Wärmepumpe erwärmte Wärmeträgermedium in den Warmwasserspeicher eingeleitet und/oder einem Heizungselement zugeführt. Es liegt im Rahmen der Erfindung, dass das Wärmeträgermedium Wasser bzw. Pufferwasser ist, welches Pufferwasser gemäß einer Ausführungsform in dem Warmwasserspeicher bevorratet ist. Zweckmäßigerweise ist in dem Warmwasserspeicher zumindest ein Trinkwasserwärmetauscher angeordnet, wobei mit dem Trinkwasserwärmetauscher Wärme des Wärmeträgermediums auf zu erwärmendes Trinkwasser (Brauchwasser) übertragen wird. Vorzugsweise wird das Trinkwasser mit dem Trinkwasserwärmetauscher in dem Warmwasserspeicher im Durchlaufprinzip erwärmt. Das erwärmte, vorzugsweise in dem Warmwasserspeicher aufgenommene Pufferwasser wird beispielsweise als Heizungswasser für ein Heizungselement eingesetzt, welches Heizungselement vorzugsweise als Flächenheizelement ausgebildet ist. Es ist möglich, dass die Erwärmung des Pufferwassers in Abhängigkeit eines Bedarfs an Warmwasser erfolgt (Bedarfsvorgabe). Grundsätzlich ist es möglich, dass die Erwärmung des Pufferwassers über vorzugsweise nicht veränderbare, feste Vorgaben erfolgt (Festwerteinstellung).
Vorteilhafterweise ist eine Pumpeinrichtung vorgesehen, mit welcher Pumpeinrichtung das Wärmeträgermedium in einem Wärmeträgermediumkreislauf umpumpbar ist. Gemäß einer Ausführungsform ist der Wärmeträgermediumkreislauf derart ausgestaltet, dass das Wärmeträgermedium von dem Wärmetauscher zu dem Trinkwasserwärmetauscher und/oder Brauchwasserwärmetauscher und/oder in den Warmwasserspeicher förderbar ist.
Abgekühltes Wärmeträgermedium ist vorzugsweise zu dem Wärmetauscher zurückförderbar.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform verfügt die Hausstation über eine Zusatzheizeinrichtung, mit welcher Zusatzheizeinrichtung das Wärmeträgermedium erwärmbar ist. Die Zusatzheizeinrichtung ist beispielsweise als Elektroheizung und/oder Solarthermiemodul ausgebildet. Besonders bevorzugt ist eine Elektroheizpatrone als Zusatzheizung einsetzbar. In Strömungsrichtung des Wärmeträgermediums ist die Zusatzheizung bevorzugt hinter dem Wärmetauscher und vorzugsweise vor dem Trinkwasserwärmetauscher und/oder Brauchwasserwärmetauscher angeordnet.
Empfohlenermaßen ist die Wärmepumpe vorzugsweise eine leistungsregelbare Luft/Wasser-Wärmepumpe. Gemäß einer Ausführungsform wird eine Leistung der Wärmepumpe vorzugsweise durch den Sensor gesteuert. Zweckmäßigerweise wird die Leistung der Wärmepumpe gesteuert, indem bevorzugt eine Drehzahl eines Kompressors (Verdichters) gesteuert wird, mit welchem Kompressor ein Kühlmittel der Wärmepumpe verdichtet wird. Quellseitig dient bei der Wärmepumpe vorteilhafterweise die Fortluft und/oder die Außenluft als Wärmequelle. Die in der Fortluft und/oder in der Außenluft enthaltene Wärme wird vorteilhafterweise in dem Verdampfer auf das Kühlmittel übertragen. Es liegt im Rahmen der Erfindung, dass das durch den Verdichter komprimierte und vorzugsweise erwärmte Kühlmittel Wärme in dem Wärmetauscher auf das Wärmeträgermedium, vorzugsweise auf Pufferwasser, überträgt, und dass mit dem Verflüssiger ein Wärmetransfer zwischen dem Kühlmittel und der Sekundärluft erfolgt. Die Wärmepumpe beinhaltet empfohlenermaßen ein Luft/Luft-Wärmemodul zur Erwärmung der Sekundärluft und ein Luft/Wasser-Modul zur Erwärmung des Wärmeträgermediums bzw. Pufferwassers.
Es ist möglich, dass die Hausstation eine Energieerzeugungseinheit, vorzugsweise eine Photovoltaikeinheit aufweist. Zweckmäßigerweise stellt die Photovoltaikeinheit die elektrische Energie zum Betrieb der Wärmepumpe und/oder des Lüftungsmoduls bereit. Dadurch, dass die Hausstation zumindest einen Teil der erforderlichen elektrischen Energie und vorzugsweise die gesamte zum Betrieb der Hausstation erforderliche Energie erzeugt, zeichnet sich die erfindungsgemäße Hausstation durch eine besondere Nachhaltigkeit und Kohlendioxidemissionsarmut aus. Gemäß einer Ausführungsform verfügt die Hausstation über eine Detektoreinheit, mit welcher Detektoreinheit beispielsweise eine Außentemperatur und/oder eine Sonneneinstrahlung detektierbar ist. Es ist möglich, dass Fenster des Gebäudes verschattet werden, wenn durch die Detektoreinheit eine Sonneneinstrahlung und/oder eine Temperatur festgestellt wird, die oberhalb einer vorgebbaren, maximalen Sonneneinstrahlung und/oder oberhalb einer vorgegebenen Temperatur liegen. Zweckmäßigerweise werden durch die Verschattung eine unkontrollierte Temperierung und ein unerwünschtes Erwärmen des Raumes bzw. des Gebäudes vermieden. Es empfiehlt sich, dass Rollläden des Gebäudes von der Detektoreinheit gesteuert werden, wobei zweckmäßigerweise Fenster des Gebäudes mit den Rollläden verschlossen werden, wenn beispielsweise die Außentemperatur einen vorgegebenen Schwellenwert unterschreitet. Durch das Verschließen von Fensteröffnungen mit Rollläden wird vorzugsweise eine zusätzliche Isolierung des Gebäudes bzw. der Fensterflächen bereitgestellt, wodurch vorteilhafterweise die von der Wärmepumpe aufzubringende Wärme zur Temperierung der Sekundärluft vermindert wird.
Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass mit dem erfindungsgemäßen Verfahren und der erfindungsgemäßen Hausstation eine optimale Belüftung eines Gebäudes erfolgt. Wesentlich bei dem erfindungsgemäßen Verfahren ist, dass die Versorgung des Gebäudes mit Zuluft bzw. Frischluft von der Temperierung des Gebäudes abgekoppelt ist. Insbesondere bei der Verwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens in einem Niedrigenergiehaus bzw. Passivhaus ist eine Verschlechterung der Luftqualität nicht zu befürchten, wodurch beispielsweise auch die Bildung von Schimmelkulturen vermieden wird. Durch die effiziente Nutzung der in der Fortluft enthaltenen Energie zeichnen sich das erfindungsgemäße Verfahren und die erfindungsgemäße Hausstation durch eine besondere Energieeffizienz aus. Weiterhin erlaubt die erfindungsgemäße Hausstation und das erfindungsgemäße Verfahren die von der Temperierung der Gebäudeluft unabhängige Erzeugung von erwärmtem Wasser, das beispielsweise als Brauchwasser und/oder Heizungswasser einsetzbar ist. Das erfindungsgemäße Verfahren zeichnet sich dabei durch eine einfache und flexible Steuerbarkeit aus. Fernerhin ist die erfindungsgemäße Hausstation problemlos in bestehende Gebäude und auch bestehende Heizungsanlagen integrierbar.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung erläutert. Es zeigen schematisch:
1 eine erfindungsgemäße Hausstation für Gebäude in einer ersten Ausführungsform im Heizbetrieb,
2 die erfindungsgemäße Hausstation gemäß 1 im Kühlbetrieb,
3 die erfindungsgemäße Hausstation für Gebäude in einer zweiten Ausführungsform im Heizbetrieb,
4 die erfindungsgemäße Hausstation gemäß 3 im Kühlbetrieb und
5 eine schematische Darstellung eines Lüftungsmoduls des erfindungsgemäßen Energiesystems.
In 1 ist eine Hausstation 1 mit einer Wärmepumpe 2 und einem Warmwasserspeicher 3 dargestellt. Die Wärmepumpe 2 verfügt gemäß dem Ausführungsbeispiel über ein Lüftungsmodul 4, mit welchem Lüftungsmodul 4 eine durch die Pfeile 5 und 6 dargestellte Sekundärluft heizbar oder kühlbar ist. Die Wärmepumpe 2 weist gemäß 1 einen Wärmetauscher 7 auf, der in dem Ausführungsbeispiel als Plattenwärmetauscher ausgebildet ist. Mit dem Wärmetauscher 7 ist ein Wärmeträgermedium erwärmbar, mit welchem Wärmeträgermedium in dem Warmwasserspeicher 3 aufgenommenes Wasser erwärmbar ist.
Weiterhin ist in 1 dargestellt, dass die Wärmepumpe 2 über einen Kühlmittelkreislauf 8 verfügt, wobei in dem Kühlmittelkreislauf 8 ein Verdichter 9, der Wärmetauscher 7, eine als Vier-Wege-Ventil ausgebildete Stelleinrichtung 10, ein Verflüssiger 11, eine Expansionseinheit 12 und ein Verdampfer 13 angeordnet sind. Im in 1 dargestellten Heizbetrieb der Hausstation 1 wird ein Kühlmittel in dem Verdichter 9 verdichtet, zu dem Wärmetauscher 7 und von dem Wärmetauscher 7 durch einen ersten Strömungskanal 10a der Stelleinrichtung 10 zu dem Verflüssiger 11 gefördert. Mit dem Verflüssiger 11 wird die in dem Kühlmittel gespeicherte Wärme an die Sekundärluft 5 abgegeben, woraufhin die Sekundärluft 5 als erwärmte Sekundärluft 6 das Lüftungsmodul 4 verlässt. Nicht dargestellt ist, dass die Sekundärluft 5 einem Raum eines Gebäudes entnommen und nach der Wärmeaufnahme an dem Verflüssiger 11 als erwärmte Sekundärluft 6 mit einem Sekundärluftventilator in den Raum bzw. in das Gebäude zurückgefördert wird. Das Kühlmittel wird nach der Wärmeübertragung auf die Sekundärluft 5 zu der Expansionseinheit 12 geführt, welche Expansionseinheit gemäß 1 aus zwei Filtertrocknern 12a und einem zwischen den Filtertrocknern 12a angeordneten Expansionsventil 12b besteht. Das nach dem Durchlaufen der Expansionseinheit 12 expandierte und abgekühlte Kühlmittel wird in den Verdampfer 13 geleitet, in welchem Verdampfer 13 das Kühlmittel Wärme aus einer Außenluft oder einer aus dem Raum des Gebäudes bzw. aus dem Gebäude abgesaugten Fortluft aufnimmt. Von dem Verdampfer 13 aus strömt das Kühlmittel durch einen zweiten Strömungskanal 10b der Stelleinrichtung 10 zu dem Verdichter 9, in welchem Verdichter 9 das Kühlmittel erneut verdichtet bzw. komprimiert wird.
Weiterhin ist in 1 dargestellt, dass der Wärmetauscher 7 Teil eines Wärmeträgermediumkreislaufs 14 ist. Abgesehen von einem möglichen Energie- bzw. Wärmeübertrag von dem Kühlmittel auf ein in dem Wärmeträgermediumkreislauf 14 strömendes Wärmeträgermedium ist kein Stoffaustausch zwischen dem Kühlmittelkreislauf 8 und dem Wärmeträgermediumkreislauf 14 möglich. Zur Aufrechterhaltung einer Zirkulation des Wärmeträgermediums in dem Wärmeträgermediumkreislauf 14 verfügt der Wärmeträgermediumkreislauf 14 über eine als Effizienzpumpe ausgebildete Pumpe 15. In 1 ist dargestellt, dass die aus dem Raum bzw. aus dem Gebäude angesaugte Sekundärluft 5 mit dem Verflüssiger erwärmt und als erwärmte Sekundärluft 6 in den Raum bzw. in das Gebäude zurückgefördert wird. Parallel zu der Erwärmung der Sekundärluft 5 erfolgt gemäß 1 eine Erwärmung von in dem Warmwasserspeicher 3 aufgenommenem Pufferwasser, indem mit dem Wärmetauscher 7 Wärme von dem Kühlmittel auf das in dem Wärmeträgermediumkreislauf 14 strömende Wärmeträgermedium übertragen wird. Gemäß dem Ausführungsbeispiel ist das Wärmeträgermedium Pufferwasser. In 1 ist nicht dargestellt, dass in dem Warmwasserspeicher 3 ein innenliegender Wärmeübertrager angeordnet ist, mit welchem innenliegenden Wärmeübertrager die Wärme des Wärmeträgermediums auf das in dem Warmwasserspeicher 3 bevorratete Wasser übertragen wird.
In 2 ist die Hausstation 1 gemäß 1 in einem Kühlbetrieb dargestellt. Das von dem Verdichter 9 komprimierte Kühlmittel durchströmt den Wärmetauscher 7 und wird von dem Wärmetauscher 7 durch einen dritten Strömungskanal 10c der Stelleinrichtung 10 zu dem Verdampfer 13 geführt. Ausgehend von der Strömungsrichtung des Kühlmittels gemäß 1 durchströmt das Kühlmittel im Kühlbetrieb gemäß 2 den Verdampfer 13 in umgekehrter Richtung. In dem Verdampfer 13 gibt das Kühlmittel gemäß 2 Wärme an die Außenluft ab. In der Expansionseinheit 12 wird das mit dem Verdampfer 13 abgekühlte Kühlmittel entspannt, dadurch abgekühlt und dem Verflüssiger 11 zugeführt. Im Vergleich zur Anströmung des Verflüssigers 11 in 1 strömt das Kühlmittel gemäß 2 in umgekehrter bzw. entgegengesetzter Richtung in den Verflüssiger 11. Die aus dem Raum des Gebäudes angesaugte Sekundärluft 6 wird gemäß 2 an dem Verflüssiger 11 gekühlt und als gekühlte Sekundärluft 5 in den Raum zurückgefördert. Von dem Verflüssiger 11 strömt das abgekühlte Kühlmittel durch einen vierten Strömungskanal 10d der Stelleinrichtung 10 zu dem Verdichter 9, in dem es erneut unter Erwärmung komprimiert wird. Aus den 1 und 2 ist ersichtlich, dass unabhängig von der Betriebsart der Wärmepumpe 2 das in dem Wärmeträgermediumkreislauf 14 strömende Pufferwasser mit dem Wärmetauscher 7 stets erwärmt wird.
Die Hausstation 1' gemäß den 3 und 4 weist den gleichen Kühlmittelkreislauf 8 wie die Hausstation 1 gemäß den 1 und 2 auf. Unabhängig von der Betriebsart des Kühlmittelkreislaufs 8 bzw. der Wärmepumpe 2 ist durch die Wärmepumpe 2 gemäß den 3 und 4 mit dem Wärmetauscher 7 ein Wärmeträgermedium erwärmbar. In den 3 und 4 ist erkennbar, dass die Hausstation 1' über einen Wärmeträgermediumkreislauf 14' verfügt, in welchen Wärmeträgermediumkreislauf 14' ein mit einem Warmwasserspeicher 3' in Reihe schaltbares Flächenheizelement 3a angeordnet ist. Gemäß den 3 und 4 ist von dem Wärmetauscher 7 das erwärmte Wärmeträgermedium dem Flächenheizelement 3a und dem Wärmespeicher 3' zuführbar. Das Wärmeträgermedium gemäß den 3 und 4 ist Pufferwasser.
In dem Warmwasserspeicher 3' ist gemäß 3 und 4 ein Trinkwasserwärmetauscher 22 angeordnet, mit dem von einer nicht dargestellten Quelle stammendes Trinkwasser erwärmbar und einem Verbraucher 23 zuführbar ist. Der Verbraucher 23 ist in den 3 und 4 als eine Dusche dargestellt. Weiterhin ist in den 3 und 4 erkennbar, dass in dem Warmwasserspeicher 3' ein Solarthermiewärmetauscher 24 angeordnet ist. Der Solarthermiewärmetauscher 24 ist Bestandteil eines weiteren bzw. separaten Wärmeträgermediumkreislaufs 25, in dem ein weiteres Wärmeträgermedium von einem Solarthermiemodul 26 zu dem Solarthermiewärmetauscher 24 strömt. Mit dem weiteren Wärmeträgermedium ist durch das Solarthermiemodul 26 gewonnene Wärme auf das Wärmeträgermedium übertragbar, wobei dazu der Solarthermiewärmetauscher 24 von dem weiteren Wärmeträgermedium nach dem Aufheizen in dem Solarthermiemodul 26 durchströmt wird.
Das Wärmeträgermedium gemäß den 3 und 4 wird durch die Wärmepumpe 2 bzw. den Wärmetauscher 7 erwärmt. Zur Sicherstellung einer ausreichenden Zirkulation des Wärmeträgermediums in dem Wärmeträgermediumkreislauf 14' verfügt der Wärmeträgermediumkreislauf 14' über eine Pumpe bzw. Pumpeinrichtung 15, mit welcher das Wärmeträgermedium in dem Wärmeträgermediumkreislauf 14' umgepumpt wird.
In 5 ist die Verbindung der Bereitstellung von erwärmtem Wasser mit der Belüftung des Gebäudes dargestellt. Das Lüftungsmodul 4 verfügt gemäß 5 über einen als Rotationswärmetauscher 16 ausgebildeten Wärmeübertrager, durch welchen Rotationswärmetauscher 16 von außerhalb des Gebäudes angesaugte Außenluft A bzw. Frischluft A angesaugt wird. Aus einem Raum 18, 19 des Gebäudes abgesaugte Abluft Ab wird gemäß 5 ebenfalls durch den Rotationswärmetauscher 16 geführt, wobei die in der Abluft Ab enthaltene Wärme auf die angesaugte Frischluft A in dem Rotationswärmetauscher 16 übertragen wird. Die auf diese Weise erwärmte Frischluft A wird als Zuluft Z in das Gebäude eingeführt. Gemäß dem Ausführungsbeispiel und 5 erfolgt die Einführung der Zuluft Z in einen Wohnbereich 17 (Trockenraum) des Gebäudes. Aus dem Wohnbereich wird gemäß 5 die Sekundärluft 6 abgesaugt und dem Verflüssiger 11 der Wärmepumpe 2 zugeführt, wobei in dem Verflüssiger 11 eine Temperierung der Sekundärluft 6 erfolgt, welche Sekundärluft 6 dann als temperierte Sekundärluft 5 in den Wohnbereich 17 zurückgeführt wird. Gemäß 5 wird die Zuluft Z vor dem Einführen in den Wohnbereich 17 in dem Mischbehälter 20 mit der temperierten Sekundärluft 5 vermischt. Die Temperierung einer Raumluft R des Wohnbereichs 17 erfolgt gemäß 5 durch eine Temperierung der Sekundärluft 5, wobei vorzugsweise und gemäß dem Ausführungsbeispiel die Zuluft Z abgesehen von der Wärmeübertragung in dem Rotationswärmetauscher 16 von der Abluft Ab auf die Außenluft A nicht weiter temperiert wird. Von dem Wohnbereich 17 wird die temperierte Raumluft 17 zu einem Nassraum 18 und einer Küche 19 geführt. Aus dem Nassraum 18 und der Küche 19 wird jeweils ein Abluftstrom Ab abgesaugt und dem Rotationswärmetauscher 16 zugeführt. Der den Rotationswärmetauscher 16 verlassende Fortluftstrom F verfügt gemäß 5 über einen höheren Energieinhalt als die Frischluft bzw. Außenluft A und wird gemäß 5 dem Verdampfer 13 der Wärmepumpe 2 als Wärmequelle zugeführt. Mit anderen Worten wird die Fortluft F nach Durchlaufen des Rotationswärmetauschers 16 quellseitig der Wärmepumpe 2 zugeführt. Gemäß 5 wird zur Erhöhung des Volumenstroms an den Verdampfer 13 dem Fortluftstrom F Außenluft A zugefügt. In 5 ist dargestellt, dass durch die Wärmepumpe 2 die Sekundärluft 5 erwärmt wird, so dass der Wohnbereich 17 geheizt wird. Parallel zur Beheizung des Wohnbereichs 17 wird gemäß 5 Wasser in dem Warmwasserspeicher 3 erwärmt.

Claims

Hausstation zur Temperierung eines Gebäudes mit einem Fortluftwärmetauscher (16), einer Wärmepumpe (2) und einem Lüftungsmodul (4), wobei dem Fortluftwärmetauscher (16) Außenluft A zuführbar ist und aus einem Raum (17, 18, 19) des Gebäudes abgesaugte Luft mit dem Lüftungsmodul (4) in einen Sekundärluftstrom (5, 6) und einen Abluftstrom Ab teilbar ist, wobei der Abluftstrom Ab dem Fortluftwärmetauscher (16) zuführbar ist, wobei in dem Fortluftwärmetauscher (16) zur Temperierung der Außenluft A Wärme von einer Abluft Ab auf die Außenluft A oder Wärme von der Außenluft A auf die Abluft Ab übertragbar ist, wobei die in dem Fortluftwärmetauscher (16) temperierte Außenluft A dem Raum (17, 18, 19) des Gebäudes als Zuluft Z zuführbar ist, wobei aus dem Raum (18, 19) des Gebäude abgesaugte Sekundärluft (5, 6) der Wärmepumpe (2) zuführbar ist und wobei die Sekundärluft (5, 6) mit der Wärmepumpe (2) temperierbar ist, wobei die mit der Wärmepumpe (2) temperierte Sekundärluft (5, 6) durch das Lüftungsmodul (4) zur Temperatureinstellung einer Raumluft in des Raums (17, 18, 19) des Gebäudes zurückführbar ist.
Hausstation nach Anspruch 1, wobei vorzugsweise unabhängig von der Temperierung der Sekundärluft (5, 6) durch die Wärmepumpe (2) ein Wärmeträgermedium mit der Wärmepumpe (2) erwärmbar ist.
Hausstation nach einem der Ansprüche 1 oder 2, wobei die Wärmepumpe (2) über eine Stelleinrichtung (10) verfügt, mit welcher Stelleinrichtung (10) reversibel aus einem Heizbetrieb in einen Kühlbetrieb umschaltbar ist, wobei die Sekundärluft (6) im Heizbetrieb von der Wärmepumpe (2) erwärmbar ist und wobei die Sekundärluft (6) in dem Kühlbetrieb der Wärmepumpe (2) von der Wärmepumpe (2) kühlbar ist.
Hausstation zur Temperierung eines Gebäude mit einer Wärmepumpe (2), einem Warmwasserspeicher (3, 3') und einem Lüftungsmodul (4), wobei mit dem Lüftungsmodul (4) eine Sekundärluft (5, 6) aus einem Raum (17) des Gebäudes zur Wärmepumpe (2) förderbar ist, wobei die Sekundärluft (5, 6) mit der Wärmepumpe (2) in einem Heizbetrieb der Wärmepumpe (2) erwärmbar oder in einem Kühlbetrieb der Wärmepumpe (2) abkühlbar ist, wobei die erwärmte Sekundärluft (6) oder die abgekühlte Sekundärluft (5) dem Raum (17) des Gebäudes durch das Lüftungsmodul (4) zuführbar ist, wobei mit der Wärmepumpe (2) ein Wärmeträgermedium im Heizbetrieb und im Kühlbetrieb erwärmbar ist, welches erwärmte Wärmeträgermedium in den Warmwasserspeicher (3, 3') einleitbar ist, wobei die Wärmepumpe (2) über eine Stelleinrichtung (10) verfügt, mit welcher Stelleinrichtung (10) reversibel aus dem Heizbetrieb der Wärmepumpe (2) in den Kühlbetrieb der Wärmepumpe (2) umschaltbar ist.
Hausstation nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Hausstation (1) über einen Mischbehälter (20) verfügt, in welchem Mischbehälter (20) die Zuluft Z bzw. ein Zuluftstrom Z vor dem Einblasen bzw. Eintreten in den Raum (17, 18, 19) bzw. in das Gebäude mit der Sekundärluft (5, 6) vermischt wird bzw. mischbar ist.
Hausstation nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei der Fortluftwärmetauscher (16) ein Rotationswärmetauscher (16) ist.
Hausstation nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die Wärmepumpe (2) einen Kühlmittelkreislauf (8) mit einem Verdichter (9), einem Verflüssiger (11) und einem Verdampfer (13) aufweist, wobei das Kühlmittel mit dem Verdichter (9) verdichtbar ist, wobei ein Wärmetauscher (7) in den Kühlmittelkreislauf in Strömungsrichtung des Kühlmittels hinter dem Verdichter (9) eingebunden ist, in welchem Wärmetauscher (7) Wärme von dem Kühlmittel auf das Wärmeträgermedium übertragbar ist.
Hausstation nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei der Wärmetauscher (7) als Plattenwärmetauscher ausgebildet ist.
Hausstation nach einem der Ansprüche 3 bis 8, wobei die Stelleinrichtung (10) als Mehrwegventil ausgebildet ist, mit welchem Mehrwegventil ein Kühlmittelstrom in dem Kühlmittelkreislauf (8) mit der Maßgabe leitbar ist, dass das verdichtete Kühlmittel zunächst dem Wärmetauscher (7) und in einer Heizstellung der Stelleinrichtung (10) anschließend dem Verflüssiger (11) oder in einer Kühlstellung der Stelleinrichtung (10) anschließend dem Verdampfer (13) zuführbar ist.
Hausstation nach einem der Ansprüche 3 bis 9, wobei im Heizbetrieb das von dem Verdichter (9) verdichtete Kühlmittel zunächst zu dem Wärmetauscher (7) förderbar ist, in welchem Wärmetauscher (7) zumindest ein Teil der in dem Kühlmittel gespeicherten Wärme auf das Wärmeträgermedium übertragbar ist, wobei das den Wärmetauscher (7) verlassende Kühlmittel zu dem Verflüssiger (11) förderbar ist, in welchen Verflüssiger (11) Wärme von dem Kühlmittel auf die Sekundärluft (5) übertragen wird.
Hausstation nach einem der Ansprüche 3 bis 10, wobei im Kühlbetrieb in dem von dem Verdichter (9) verdichteten Kühlmittel gespeicherte Wärme zunächst in dem Wärmetauscher (7) auf das Wärmeträgermedium übertragbar ist, wobei das Kühlmittel anschließend dem in dem Kühlmittelkreislauf (8) angeordneten Verdampfer (13) zuleitbar ist, welcher Verdampfer (13) mit einer Kühleinrichtung zur Kondensierung und zur Verminderung der in dem Kühlmittel enthaltenen Wärme ausgestattet ist, wobei der Verdampfer (13) an den Verflüssiger (11) angeschlossen ist, in welchem Verflüssiger (11) das Kühlmittel durch Aufnahme von Wärme aus der Sekundärluft (6) erwärmbar ist.
Hausstation nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Hausstation (1) über zumindest einen Warmwasserspeicher (3, 3´) verfügt, in welchem Warmwasserspeicher (3, 3´) bevorzugt Trinkwasser bevorratbar ist.
Hausstation nach einem der Ansprüche 1 bis 12, wobei eine Pumpeinrichtung (15) vorgesehen ist, mit welcher Pumpeinrichtung (15) das Wärmeträgermedium in einem Wärmeträgermediumkreislauf (14, 14') umpumpbar ist.
Hausstation nach einem der Ansprüche 1 bis 15, wobei die Hausstation (1) über einen integrierten Trinkwasserspeicher (17) verfügt, in welchem erwärmtes Trinkwasser vorrätig haltbar ist.
Hausstation nach einem der Ansprüche 1 bis 14, wobei die Hausstation (1) über einen Warmwasserspeicher (3, 3´) verfügt, in welchem Warmwasserspeicher erwärmtes Brauchwasser und/oder Heizungswasser vorrätig haltbar ist.
Hausstation nach einem der Ansprüche 1 bis 15, wobei ein Temperaturniveau des die Wärmepumpe (2) verlassenden, erwärmten Wärmeträgermediums vor dem Eintritt in den Warmwasserspeicher (3, 3´) mit einer Zusatzheizeinrichtung anhebbar ist.
Hausstation nach Anspruch 16, wobei die Zusatzheizeinrichtung als Elektroheizung und/oder Solarthermiemodul (26) ausgebildet ist.
Hausstation nach einem der Ansprüche 1 bis 17, wobei die Wärmepumpe (2) vorzugsweise eine leistungsregelbare Luft/Wasser-Wärmepumpe ist.
Hausstation nach einem der Ansprüche 1 bis 18, wobei die Hausstation (1) eine Energieerzeugungseinheit, vorzugsweise eine Photovoltaikeinheit aufweist.