DE20203713U1 - Device in a building for obtaining thermal energy for a heat pump - Google Patents

Device in a building for obtaining thermal energy for a heat pump

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Description

DE 8303 PatentanwaltDE 8303 Patent Attorney

Diplom-PhysikerGraduate Physicist

Reinfried Frhr. v. SchorlemerReinfried Frhr. v. Schorlemer

Karthäuserstr. 5A 34117 Kassel AllemagneKarthäuserstr. 5A 34117 Kassel Allemagne

Telefon/Telephone (0561) 15335Telephone/Telephone (0561) 15335

(0561)780031 Telefax/Telecopier (0561)780032(0561)780031 Fax/Telecopier (0561)780032

Martina Orth, 34308 Bad Emstal
Günter Hinrichs, 22149 Hamburg
Martina Orth, 34308 Bad Emstal
Günter Hinrichs, 22149 Hamburg

Vorrichtung in einem Gebäude zur Gewinnung von Wärmeenergie mit einer WärmepumpeDevice in a building for generating thermal energy using a heat pump

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung der im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Gattung.The invention relates to a device of the type specified in the preamble of claim 1.

In Gebäuden sind häufig mit Wärmepumpen arbeitende Vorrichtungen zur Gewinnung von zusätzlicher Wärmeenergie vorgesehen, um mit dieser zumindest teilweise das zum Betrieb von Heizungsanlagen, Waschmaschinen, Geschirrspülern und anderen Haushaltsgeräten, aber auch zum Duschen, Baden usw. benutzte Wasser zu erwärmen. Als Wärmequellen für die Wärmepumpen diesen dabei z.B. Wasser, Luft oder Erdwärme. Besonders zweckmäßig ist in diesem Zusammenhang die Nutzung der Latentwärme von Wasser bzw. die in einem Wasserspeicher beim Übergang vom Wasser auf Eis entstehende, als Latentwärme bezeichnete Umwandlungswärme, da die sich hierbei ergebende Speicherdichte mit 84,4 kWh/m3 erheblich größer als die Speicherdichte von Wasser ist. Alternativ oder zusätzlich sind derartige Gebäude häufig mit Luft/Flüssigkeit-Wärmeaustauschern in Form von Sonnenkollektoren bzw. Solarabsorbern versehen, die ebenfalls als Wärmequellen für die Wärmepumpen dienen (z.B. DE 26 37 784 C2, DE 27 17 075 Al, DE 198 39 867 Al, US-PS 5 207 075). Bekannt ist es auch, als Wärmequelle diejenige Wärmeenergie zu nutzen, die in der Abluft von Küchen, Bädern, WCs oder dergleichen enthalten ist, indem die Abluft entweder der Kaltseite einer zur Warmwasser-Buildings often have devices that work with heat pumps to generate additional heat energy in order to use this energy to at least partially heat the water used to operate heating systems, washing machines, dishwashers and other household appliances, but also for showering, bathing, etc. The heat sources for the heat pumps can be water, air or geothermal energy. In this context, it is particularly useful to use the latent heat of water or the heat of conversion that occurs in a water tank when water changes to ice, known as latent heat, since the resulting storage density of 84.4 kWh/m 3 is considerably greater than the storage density of water. Alternatively or additionally, such buildings are often equipped with air/liquid heat exchangers in the form of solar collectors or solar absorbers, which also serve as heat sources for the heat pumps (e.g. DE 26 37 784 C2, DE 27 17 075 Al, DE 198 39 867 Al, US-PS 5 207 075). It is also known to use the heat energy contained in the exhaust air from kitchens, bathrooms, toilets or the like as a heat source by feeding the exhaust air either to the cold side of a

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bereitung bestimmten Wärmepumpe oder einem Zuluft/Abluft-Wärmeaustauscher (z.B. DE 299 22 865 Ul) zugeführt wird, der unter Rückgewinnung der in der Abluft enthaltenen Wärmeenergie die einem Gebäude notwendigerweise zuzuführende Zuluft vorwärmt. Die mit Abluft betriebenen Wärmepumpen oder Wärmeaustauscher besitzen allerdings meistens einen vergleichsweise kleinen Wirkungsgrad und erfordern beträchtliche Investitionen. preparation or a supply air/exhaust air heat exchanger (e.g. DE 299 22 865 Ul), which preheats the supply air that must be supplied to a building by recovering the thermal energy contained in the exhaust air. However, heat pumps or heat exchangers operated with exhaust air usually have a comparatively low efficiency and require considerable investment.

Dem gegenüber liegt der vorliegenden Erfindung das technische Problem zugrunde, die in der Abluft gespeicherte Wärmeenergie bei einer Vorrichtung der eingangs bezeichneten Gattung ohne große Investitionskosten und dennoch mit einem hohen Wirkungsgrad nutzbar zu machen.In contrast, the present invention is based on the technical problem of making the thermal energy stored in the exhaust air usable in a device of the type described at the beginning without large investment costs and yet with a high degree of efficiency.

Zur Lösung dieser Aufgabe dienen die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1.The characterizing features of claim 1 serve to solve this problem.

Die Erfindung beruht auf der überraschenden Erkenntnis, daß sich ein flüssiges Wärmeaustauschmedium, das einen herkömmlichen Luft/Flüssigkeit-Wärmeaustauscher, insbesondere in Form eines Solarabsorbers durchströmt, selbst bei fehlender Sonneneinstrahlung und/oder in kälteren Jahreszeiten allein dadurch beträchtlich erwärmen läßt, daß die Unterseite des Wärmeaustauschers mit aus dem Gebäude stammender Abluft umspült wird. Offenbar sind viele Solarabsorber gleichzeitig gute Luft/ Flüssigkeit- Wärmeaustauscher bzw. umgekehrt, die es ermöglichen, die in Luft und damit auch in Abluft enthaltene Wärmeenergie wieder zu gewinnen. Da außerdem die Leistungszahl einer üblichen Wärmepumpe nicht nur von der Temperaturdifferenz zwischen Vor- und Rücklauf abhängt, sondern vor allem weitgehend linear mit der Höhe der Rücklauftemperatur ansteigt, kann verbrauchte, aber noch warme Luft, die andernfalls als Abluft ungenutzt in die Atmosphäre gelangen würde, zur merklichen Steigerung der Wirkungsgrades der Wärmepumpe dienen, selbst wenn sie das Wärmeaustauschmedium nur um wenige Grad erwärmt. Die erfindungsgemäße Sammelleitung erfüllt ihren Zweck außerdem völlig wartungsfrei und kann in Gebäuden mit mehreren Etagen z.B. über den üblichen Abluftschacht zum Luft/Flüssigkeit-Wärmeaustauscher geleitet werden.The invention is based on the surprising discovery that a liquid heat exchange medium flowing through a conventional air/liquid heat exchanger, particularly in the form of a solar absorber, can be heated considerably, even in the absence of sunlight and/or in colder seasons, simply by flushing the underside of the heat exchanger with exhaust air from the building. Apparently, many solar absorbers are also good air/liquid heat exchangers, or vice versa, which make it possible to recover the thermal energy contained in the air and thus also in the exhaust air. In addition, since the coefficient of performance of a conventional heat pump does not only depend on the temperature difference between the flow and return lines, but above all increases largely linearly with the level of the return temperature, used but still warm air, which would otherwise be released unused into the atmosphere as exhaust air, can serve to noticeably increase the efficiency of the heat pump, even if it only heats the heat exchange medium by a few degrees. The collecting line according to the invention also fulfils its purpose completely maintenance-free and can be routed to the air/liquid heat exchanger in buildings with several floors, for example via the usual exhaust air shaft.

-3-Weitere
vorteilhafte Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
-3-More
Advantageous features of the invention emerge from the subclaims.

Die Erfindung wird nachfolgend in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen an einem Ausfuhrungsbeispiel näher erläutert. Es zeigen:
5
The invention is explained in more detail below in conjunction with the accompanying drawings using an exemplary embodiment. They show:
5

Fig. 1 ein schematisches Schalt- und Funktionsdiagramm einer erfindungsgemäßen Vorrichtung;Fig. 1 is a schematic circuit and functional diagram of a device according to the invention;

™ Fig. 2 eine Draufsicht auf einen erfindungsgemäßen Wärmeaustauscher für die Vor-™ Fig. 2 is a plan view of a heat exchanger according to the invention for the pre-

richtung nach Fig. 1;direction according to Fig. 1;

Fig. 3 einen schematischen Schnitt längs der Linie &Igr;&Pgr;-&Pgr;&Igr; der Fig. 1;Fig. 3 is a schematic section along the line ΛΠ-ΛΠ of Fig. 1;

Fig. 4 einen vergrößerten Ausschnitt der Fig. 3;
15
Fig. 4 is an enlarged detail of Fig. 3;
15

Fig. 5 eine schematische Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Abluftführang zur zusätzlichen Nutzung der in der Abluft enthaltenen Wärmeenergie;Fig. 5 is a schematic side view of an exhaust air duct according to the invention for additional use of the thermal energy contained in the exhaust air;

Fig. 6 eine schematische Vorderansicht der Abluftführung nach Fig. 5; und ■™ 20 Fig. 6 is a schematic front view of the exhaust air duct according to Fig. 5; and ■■ 20

Fig. 7 schematisch den beispielsweisen Anschluß einer Wärmepumpe in einem Gebäude.Fig. 7 shows a schematic example of the connection of a heat pump in a building.

Nach Fig. 1 enthält eine Vorrichtung zur Gewinnung von Wärmeenergie unter beispielsweiser Nutzung der Latentwärme von Wasser hauptsächlich eine Wärmepumpe 1 und eine Wärmequelle in Form eines Wasserspeichers 2. Die Wärmepumpe 1 kann irgendeine herkömmliche, z. B. mit einem Kompressor und einer Umwälzpumpe 3 versehene Wärmepumpe sein, die je einen nicht dargestellten Verdampfer (kalte Seite) und Kondensator (warme Seite) aufweist. Die Wärmepumpe 1 hat auf der kalten Seite je einen Vorlauf 4 und Rücklauf 5. Der Vorlauf 4 ist mit dem Eingang eines Wärmeaustauschabschnitts 6 eines Wärmeaustauschers 7 verbunden, der am Boden des Wasserspeichers 2 angeordnet ist, während der Ausgang des Wärmeaustauschabschnitts 6 an den Rücklauf 5 ange-According to Fig. 1, a device for obtaining thermal energy using, for example, the latent heat of water mainly contains a heat pump 1 and a heat source in the form of a water tank 2. The heat pump 1 can be any conventional heat pump, e.g. provided with a compressor and a circulation pump 3, each of which has an evaporator (cold side) and a condenser (warm side) (not shown). The heat pump 1 has a flow line 4 and a return line 5 on the cold side. The flow line 4 is connected to the inlet of a heat exchange section 6 of a heat exchanger 7, which is arranged at the bottom of the water tank 2, while the outlet of the heat exchange section 6 is connected to the return line 5.

schlossen ist. Der genannte Kreislauf wird von einem geeigneten Wärmeaustauschmedium, &zgr;. B. Wasser, durchströmt. Der Wärmeaustauscher 7 entzieht dem im Wasserspeicher 2 befindlichen Wasservorrat Wärmeenergie und führt dem Rücklauf 5 daher wärmeres Wasser zu, als ihm vom Vorlauf 4 zuströmt, wodurch die erforderliche Verdampfungswärme für das Arbeite- bzw. Kältemittel der Wärmepumpe 1 aufgebracht wird. Außerdem hat die warme Seite der Wärmepumpe 1 je einen Vor- und Rücklauf 8 bzw. 9, die beide mit einem Warmwasserspeicher 10 verbunden sind und den darin befindlichen Wasservorrat erwärmen, der in einem Gebäude als Warmwasser oder als Heizwasser für eine Wandoder Fußbodenheizung 11 verwendet werden kann.is closed. A suitable heat exchange medium, e.g. water, flows through the circuit mentioned. The heat exchanger 7 extracts heat energy from the water supply in the water tank 2 and therefore supplies the return line 5 with warmer water than flows into it from the flow line 4, whereby the necessary heat of evaporation for the working or cooling medium of the heat pump 1 is generated. In addition, the warm side of the heat pump 1 has a flow and a return line 8 and 9, respectively, both of which are connected to a hot water tank 10 and heat the water supply therein, which can be used in a building as hot water or as heating water for a wall or underfloor heating system 11.

Der Wasserspeicher 2 kann in bekannter Weise als eine mehrere Kubikmeter fassende, z. B. aus Beton hergestellte Zisterne ausgebildet sein, die in ausreichender Tiefe eines Gebäudes oder im Erdreich angeordnet ist, so daß der in ihr befindliche Wasservorrat durch Wärmeaustausch mit der umgebenden Erde, wie durch Pfeile 12 angedeutet ist, stets auf einer ausreichend hohen Temperatur gehalten wird, die oberhalb von 0 0C liegt und meistens größer als die Temperatur des vom Vorlauf 4 her zuströmenden Wassers ist.The water reservoir 2 can be designed in a known manner as a cistern with a capacity of several cubic metres, e.g. made of concrete, which is arranged at a sufficient depth in a building or in the ground, so that the water supply in it is always kept at a sufficiently high temperature, which is above 0 0 C and is usually higher than the temperature of the water flowing in from the flow line 4, by heat exchange with the surrounding earth, as indicated by arrows 12.

Das vom Vorlauf 4 kommende Wasser, das mit einer ausreichenden Menge an Gefrierbzw. Frostschutzmittel wie z. B. Glykol vermischt ist und z. B. eine Temperatur von -10 0C annehmen kann, hat an denjenigen Flächen des Wärmeaustauschers 7, die mit dem im Wasserspeicher 2 befindlichen Wasservorrat in Berührung stehen, die Bildung von Eis zur Folge. Je dicker diese Eisschicht wird, umso schlechter ist der Wärmeübergang vom Wasserspeicher 2 zu dem im Wärmeaustauschabschnitt 6 fließenden Wasser, da die Eisschicht als Isolator wirkt. Es ist daher erforderlich, die Eisbildung zu vermeiden, wie dem Fachmann allgemein bekannt ist und nicht näher erläutert werden braucht (z. B. DE 30 11 840 Al, DE 44 05 991 Cl, DE 198 39 867 Al).The water coming from the flow line 4, which is mixed with a sufficient amount of antifreeze or anti-freeze agent such as glycol and can reach a temperature of -10 ° C, for example, causes ice to form on those surfaces of the heat exchanger 7 that are in contact with the water supply in the water tank 2. The thicker this layer of ice becomes, the poorer the heat transfer from the water tank 2 to the water flowing in the heat exchange section 6, since the layer of ice acts as an insulator. It is therefore necessary to avoid the formation of ice, as is generally known to those skilled in the art and does not need to be explained in more detail (e.g. DE 30 11 840 Al, DE 44 05 991 Cl, DE 198 39 867 Al).

Erfindungsgemäß sind zur Vermeidung der Eisbildung bzw. zur Ablösung von bereits gebildeten Eisschichten die nachfolgend erläuterten Maßnahmen vorgesehen. 30According to the invention, the measures explained below are provided to prevent ice formation or to remove layers of ice that have already formed. 30

Zunächst wird der Wärmeaustauscher 7 erfindungsgemäß entsprechend Fig. 2 und 3First, the heat exchanger 7 is prepared according to Fig. 2 and 3

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ausgebildet. Danach enthält der Wärmeaustauschabschnitt 6 einen ersten Abschnitt 6a, der vorzugsweise als hohlzylindrisches Rohr mit gerader Achse 14 ausgebildet ist und einen kreisförmigen Querschnitt besitzt. Das untere Ende des Abschnitts 6a ist flüssigkeitsdicht auf einem Standfuß 15 befestigt, der z. B. aus einer senkrecht zur Achse 14 angeordneten, planparallelen Platte besteht. An dem Abschnitt 6a sind mehrere Wärmeleitelemente 16 befestigt, die mit glatten, im wesentlichen radial zur Achse 14 und einander gegenüberliegend angeordneten Wärmeaustauschflächen 16a versehen sind. Vorzugsweise bestehen die einzelnen Wärmeleitelemente 16 aus planparallelen Platten, die die Achse 14 entsprechend Fig. 2 sternförmig umgeben. Die Wärmeleitelemente 16 sind dabei vorzugsweise teils an der Außenseite und teils an der Innenseite des Mantels des Abschnitts 6a angeordnet, so daß sie von diesem teilweise radial nach außen abstehen und teilweise nach innen in den Abschnitt 6a hineinragen. Die Herstellung des Wärmeaustauschers 7 aus einem gut wärmeleitenden Material wie z. B. Aluminium kann daher z. B. dadurch erfolgen, daß die plattenförmigen Wärmeleitelemente 16 in parallel zur Achse 14 verlaufende Schlitze des rohrförmigen Abschnitts 6a eingesetzt und dann mit diesem durch Löten oder Schweißen verbunden werden. Alternativ kann die gesamte Einheit aber auch aus einem durch Strangpressen hergestellten Aluminiumprofil durch Ablängen erhalten werden. Die Wärmeaustauschflächen 16a werden dabei jeweils durch die einander gegenüberliegenden Breitseiten der plattenförmigen Wärmeleitelemente 16 gebildet, wodurch äußere und innere Kammern 17a und 17b (Fig. 2) entstehen.formed. The heat exchange section 6 then contains a first section 6a, which is preferably designed as a hollow cylindrical tube with a straight axis 14 and has a circular cross-section. The lower end of the section 6a is fastened in a liquid-tight manner to a base 15, which consists, for example, of a plane-parallel plate arranged perpendicular to the axis 14. A plurality of heat conducting elements 16 are fastened to the section 6a, which are provided with smooth heat exchange surfaces 16a arranged essentially radially to the axis 14 and opposite one another. The individual heat conducting elements 16 preferably consist of plane-parallel plates which surround the axis 14 in a star shape according to Fig. 2. The heat conducting elements 16 are preferably arranged partly on the outside and partly on the inside of the casing of the section 6a, so that they partly protrude radially outwards from it and partly protrude inwards into the section 6a. The heat exchanger 7 can therefore be manufactured from a material with good heat conduction, such as aluminum, for example, by inserting the plate-shaped heat conducting elements 16 into slots in the tubular section 6a that run parallel to the axis 14 and then connecting them to it by soldering or welding. Alternatively, the entire unit can also be obtained from an aluminum profile produced by extrusion by cutting it to length. The heat exchange surfaces 16a are each formed by the opposing broad sides of the plate-shaped heat conducting elements 16, which creates outer and inner chambers 17a and 17b (Fig. 2).

Am unteren, dem Standfuß 15 zugeordneten Ende weist der Abschnitt 6a in seiner Mantelfäche eine Einlaßöffnung 18 auf, mit der von außen her ein zweiter Abschnitt 6b des Wärmeaustauschabschnitts 6 wasserdicht verbunden ist. Der Abschnitt 6b besteht vorzugsweise aus einem hohlzylindrischem Rohr, das an seinem unteren Ende entsprechend gekrümmt und in die Einlaßöffnung 18 eingesetzt ist. Dieses Rohr ist im übrigen zweckmäßig in einer der Kammern 17a zwischen zwei der Wärmeleitelemente 16 und parallel zur Achse 14 angeordnet, so daß der gesamte Wärmeaustauscher 7 eine kompakte Baueinheit bildet.At the lower end associated with the base 15, the section 6a has an inlet opening 18 in its outer surface, to which a second section 6b of the heat exchange section 6 is connected in a watertight manner from the outside. The section 6b preferably consists of a hollow cylindrical tube which is correspondingly curved at its lower end and is inserted into the inlet opening 18. This tube is also expediently arranged in one of the chambers 17a between two of the heat conducting elements 16 and parallel to the axis 14, so that the entire heat exchanger 7 forms a compact structural unit.

Die Wärmeleitelemente 16 sind in ihren unteren und in den Abschnitt 6a ragendenThe heat conducting elements 16 are in their lower and in the section 6a projecting

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Bereichen vorzugweise mit Ausnehmungen 19 versehen, damit sie dem Standfuß 15 mit einem gewissen axialen Abstand gegenüber stehen, der größer als der axiale Abstand der Einlaßöffnung 18 vom Standfuß 15 ist. Dadurch wird ein Verteilerraum geschaffen, mittels dessen durch den Abschnitt 6b zuströmendes Wasser ohne wesentlichen Druckverlust auf die inneren Kammern 17b verteilt wird.Areas are preferably provided with recesses 19 so that they are opposite the base 15 at a certain axial distance which is greater than the axial distance of the inlet opening 18 from the base 15. This creates a distribution space by means of which water flowing in through the section 6b is distributed to the inner chambers 17b without any significant pressure loss.

Auf dem oberen Ende der in den Abschnitt 6a ragenden Teile der Wärmeleitelemente 16 ist eine koaxiale, kreisrunde Abdeckplatte 20 wasserdicht befestigt, die einen zylindrischen Raum 21 abdeckt, an dem sich die inneren Ränder der Wärmeleitelemente 16 radial gegenüber stehen. Der Außenquerschnitt der Abdeckplatte 20 ist kleiner als der Innenquerschnitt des Abschnitts 6a, so daß zwischen dem äußeren Rand der Abdeckplatte 20 und dem Innenmantel des Abschnitts 6a Zwischenräume 6c verbleiben. Das obere Ende des Abschnitts 6a ist an einer oberhalb der Abdeckplatte 21 befindlichen Stelle mit einer weiteren Abdeckplatte 22 abgedeckt, die eine Auslaßöffnung aufweist, mit der ein Anschlußstutzen 23 wasserdicht verbunden ist. Außerdem ist ein aus dem Wärmeaustauscher 7 herausragendes Ende des Abschnitts 6b des Wärmeaustauschabschnitts 6 als Anschlußstutzen 24 ausgebildet.A coaxial, circular cover plate 20 is fastened in a watertight manner to the upper end of the parts of the heat conducting elements 16 that protrude into the section 6a, which covers a cylindrical space 21 in which the inner edges of the heat conducting elements 16 are radially opposite one another. The outer cross section of the cover plate 20 is smaller than the inner cross section of the section 6a, so that gaps 6c remain between the outer edge of the cover plate 20 and the inner casing of the section 6a. The upper end of the section 6a is covered at a point above the cover plate 21 with a further cover plate 22, which has an outlet opening to which a connection piece 23 is connected in a watertight manner. In addition, an end of the section 6b of the heat exchange section 6 that protrudes from the heat exchanger 7 is designed as a connection piece 24.

Weiterhin wird der anhand der Fig. 2 und 3 beschriebene Wärmeaustauscher 7 gemäß Fig. 1 mit seinem Standfuß 15 am Boden des Wasserspeichers 2 angeordnet, so daß die Achse 14 und die Wärmeaustauschflächen 16a vertikal angeordnet sind. Die Wärmeaustauschflächen 16a kommen dadurch in innigen wärmeleitenden Kontakt mit dem im Wasserspeicher 2 befindlichen Wasservorrat, der bis zu einem schematisch angedeuteten Wasserspiegel 2a reicht. Die Anschlußstutzen 23, 24 werden über wasserdichte Leitungen mit dem Rücklauf 5 bzw. Vorlauf 4 verbunden.Furthermore, the heat exchanger 7 described with reference to Figs. 2 and 3 is arranged according to Fig. 1 with its base 15 on the bottom of the water tank 2, so that the axis 14 and the heat exchange surfaces 16a are arranged vertically. The heat exchange surfaces 16a thus come into intimate heat-conducting contact with the water supply in the water tank 2, which reaches up to a schematically indicated water level 2a. The connecting pieces 23, 24 are connected to the return line 5 and the flow line 4 via watertight lines.

Nach einem weiteren vorteilhaften Merkmal der Erfindung ist vorgesehen, den Vorlauf mit einem zweiten Kreislauf zu verbinden, der zur Erwärmung des den Wärmeaustauschabschnitt 6 durchfließenden Wassers dient. Diese zweite Kreislauf enthält eine erste Strömungsleitung 25, die am Ausgang eines Wärmeaustauschers 26 beginnt und an einer Verzweigung 27 endet, die in der vom Vorlauf 4 zum Anschlußstutzen 24 führendenAccording to a further advantageous feature of the invention, the flow line is connected to a second circuit which serves to heat the water flowing through the heat exchange section 6. This second circuit contains a first flow line 25 which begins at the outlet of a heat exchanger 26 and ends at a branch 27 which is in the line leading from the flow line 4 to the connection piece 24.

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Leitung vorgesehen ist, und eine zweite Strömungsleitung 28, die von einer Verzweigung 29 ausgeht, die in der vom Anschlußstutzen 23 zum Rücklauf 5 führenden Leitung angeordnet ist und am Eingang des Wärmeaustauschers 26 endet. Der Wärmeaustauscher 26 ist ein Luft/Flüssigkeit-Wärmeaustauscher, der mit der umgebenden Atmosphäre wechselwirkt, und besteht vorzugsweise aus einem auf dem Dach eines Gebäudes od. dgl. montierten Solarabsorber bzw. -kollektor, der insbesondere bei Sonneneinstrahlung das in den Strömungsleitungen 25, 28 fließende Wasser erwärmt, das wie das von der Wärmepumpe 1 kommende Wasser mit einem Frostschutzmittel angereichert ist. In die Strömungsleitung 28 ist außerdem eine Umwälzpumpe 30 geschaltet. Um zu verhindern, daßline, and a second flow line 28, which starts from a branch 29, which is arranged in the line leading from the connection piece 23 to the return line 5 and ends at the inlet of the heat exchanger 26. The heat exchanger 26 is an air/liquid heat exchanger which interacts with the surrounding atmosphere and preferably consists of a solar absorber or collector mounted on the roof of a building or the like, which, in particular when exposed to sunlight, heats the water flowing in the flow lines 25, 28, which, like the water coming from the heat pump 1, is enriched with an antifreeze. A circulation pump 30 is also connected to the flow line 28. In order to prevent

ICi das in den Strömungsleitungen 25, 28 zirkulierende Wasser durch den Vorlauf 4 zur Wärmepumpe 1 gelangt, ist zwischen diesem und der Verzweigung 27 ein Rückschlagventil 31 vorgesehen.In order for the water circulating in the flow lines 25, 28 to reach the heat pump 1 through the flow line 4, a check valve 31 is provided between the flow line 4 and the branch 27.

Zur zusätzlichen Erwärmung des im Wasserspeicher 2 befindlichen Wassers kann 15! Regenwasser dienen, das über eine Zulaufrinne 32 in den oben offenen Behälter des Wasserspeichers 2 eingeleitet wird.For additional heating of the water in the water tank 2, 15! rainwater can be used, which is fed via an inlet channel 32 into the container of the water tank 2 which is open at the top.

Erfindungsgemäß ist weiter vorgesehen, in der Leitung zwischen dem Anschlußstutzen 23 und dem Rücklauf 5 einen weiteren, der Wärmerückgewinnung dienenden Wärmeaustau-2Ci scher 33 anzuordnen, dem mittels einer Leitung 34 warmes Abwasser von Duschen, Spülmaschinen od. dgl. aus einem Gebäude od. dgl. zugeführt wird, um das der Wärmepumpe 1 zugeführte Wasser zusätzlich zu erwärmen.According to the invention, it is further provided to arrange a further heat exchanger 33 for heat recovery in the line between the connection piece 23 and the return line 5, to which warm waste water from showers, dishwashers or the like from a building or the like is fed by means of a line 34 in order to additionally heat the water fed to the heat pump 1.

Schließlich ist es möglich, in der Strömungsleitung 25 wenigstens ein Dreiwegeventil 35, 36 vorzusehen, um das im Luft/Luft- oder Solarkreislauf erwärmte Wasser direkt einem Wärmeaustauscher 37 zuzuführen, der zur Zubereitung von Warmwasser und/oder Heizzwecken dient und im Warmwasserspeicher 10 angeordnet ist.Finally, it is possible to provide at least one three-way valve 35, 36 in the flow line 25 in order to supply the water heated in the air/air or solar circuit directly to a heat exchanger 37 which serves to prepare hot water and/or heating purposes and is arranged in the hot water tank 10.

Die beschriebene Vorrichtung arbeitet im wesentlichen wie folgt: 30The device described works essentially as follows: 30

Beim normalen Betrieb der Vorrichtung im Winter wird die Wärmepumpe 1 immer dannDuring normal operation of the device in winter, heat pump 1 is always

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eingeschaltet, wenn Bedarf an Wärmeenergie für den Warmwasserspeicher 10 besteht. Dabei wird am Ausgang der kalten Seite, d. h. am Vorlauf 4, z. B. Wasser von -10 0C abgegeben, das beim Anschlußstutzen 24 in den Abschnitt 6b eintritt, dann durch die Einlaßöffnung 18 in den Abschnitt 6a gelangt, diesen durch die Öffnungen 6c und den Anschlußstutzen 23 hindurch verläßt und schließlich durch den Rücklauf 5 zurück zur Verdampferseite der Wärmepumpe 1 strömt. Dabei wird das Wasser im Wasserspeicher 2 erwärmt, so daß es im Rücklauf z. B. eine Temperatur von 0 0C besitzt.switched on when there is a need for heat energy for the hot water tank 10. At the outlet of the cold side, ie at the flow 4, water of e.g. -10 0 C is released, which enters section 6b at the connection piece 24, then passes through the inlet opening 18 into section 6a, leaves this through the openings 6c and the connection piece 23 and finally flows through the return line 5 back to the evaporator side of the heat pump 1. The water in the water tank 2 is heated so that it has a temperature of e.g. 0 0 C in the return line.

Während des Betriebs der Wärmepumpe 1 bildet sich an den Wärmeaustauschflächen 16a (Fig. 2) eine Eisschicht, deren Dicke davon abhängt, wie häufig die Wärmepumpe 1 eingeschaltet wird. Die sich bildende Eisschicht ist in Fig. 2 durch zwischen den Wärmeleitelementen 16 bzw. in den äußeren Kammern 17a entstehende, stabförmige Eisklötze 38 angedeutet. Die Eisbildung wird einerseits dazu genutzt, die beim Übergang von Wasser zu Eis freiwerdende Latentwärme von 84 kWh/m3 zu nutzen und vergleichsweise kleine Wasserspeicher verwenden zu können. Andererseits behindert aber der den Wärmeaustauscher 7 umgebende Eispanzer den Übergang der Wärme von außen liegenden Wasserschichten in den Wärmeaustauschabschnitt 6. Normalerweise würde die Wärmepumpe 1 daher automatisch abschalten, sobald die Temperaturdifferenz zwischen Vor- und Rücklauf 4,5 nicht mehr ausreichend groß ist. Erfindungsgemäß wird dies dadurch vermieden, daß parallel zum Wärmepumpenkreislauf ein Kreislauf durch den Wärmeaustauscher 26 vorgesehen ist.During operation of the heat pump 1, a layer of ice forms on the heat exchange surfaces 16a (Fig. 2), the thickness of which depends on how often the heat pump 1 is switched on. The ice layer that forms is indicated in Fig. 2 by rod-shaped ice blocks 38 that form between the heat conducting elements 16 or in the outer chambers 17a. The formation of ice is used on the one hand to utilize the latent heat of 84 kWh/m 3 released during the transition from water to ice and to be able to use comparatively small water reservoirs. On the other hand, however, the ice armor surrounding the heat exchanger 7 hinders the transfer of heat from external water layers into the heat exchange section 6. Normally, the heat pump 1 would therefore switch off automatically as soon as the temperature difference between the flow and return 4.5 is no longer sufficiently large. According to the invention, this is avoided by providing a circuit through the heat exchanger 26 parallel to the heat pump circuit.

Bei sonnigem, kaltem Wetter ist auch im Winter die Temperatur im Kreislauf des Wärmeaustauschers 26 zumindest tagsüber ausreichend groß, um bei eingeschalteter Umwälzpumpe 30 das vom Vorlauf 4 kommende Wasser durch Mischung im Bereich der Abzweigung 27 auf eine Temperatur oberhalb von 0 0C zu erwärmen, bevor es in den Wärmeaustauschabschnitt 6 eintritt. Dadurch wird erreicht, daß der Abschnitt 6a des Wärmeaustauschabschnitts 6 Wärme an die Wandung des ihn bildenden Rohrs und damit von innen her auch an die Wärmeleitelemente 16 abgibt. Als Folge davon wird zwischen den Wärmeaustauschflächen 16a und den Eisklötzen 38 ein dünner Wasserfilm gebildet, der bewirkt, daß das Eis von den Wärmeaustauschflächen 16 abgelöst bzw. abgesprengtIn sunny, cold weather, even in winter, the temperature in the circuit of the heat exchanger 26 is sufficiently high, at least during the day, to heat the water coming from the flow 4 to a temperature above 0 0 C by mixing in the area of the branch 27 before it enters the heat exchange section 6 when the circulation pump 30 is switched on. This ensures that the section 6a of the heat exchange section 6 gives off heat to the wall of the pipe forming it and thus also to the heat conducting elements 16 from the inside. As a result, a thin film of water is formed between the heat exchange surfaces 16a and the ice blocks 38, which causes the ice to be detached or broken off from the heat exchange surfaces 16.

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wird und sofort aufgrund des Auftriebs bis zum Wasserspiegel 2a des Wasserspeichers 1 nach oben steigt, wie in Fig. 1 mit dem Bezugszeichen 39 angedeutet ist. Zu diesem Zweck wird die Höhe des zweckmäßig oben offenen Speicherbehälters 2 vorzugsweise zumindest um so viel größer als die Höhe des Wärmeaustauschers 7 gewählt, daß die Wärmeaustauschflächen 16a bei voll mit Wasser gefülltem Wasserspeicher 2 auch dann weitgehend eisfrei bleiben oder automatisch eisfrei gemacht werden, wenn sich die gebildeten Eisstücke 39 nicht sofort durch die Erdwärme oder sonstwie wieder in Wasser umwandeln. Mit anderen Worten wird oberhalb des Wärmeaustauschers 7 ein Wasservorrat vorgesehen, der ausreichend groß ist und alles gebildete Eis oberhalb des Wärmeaustauschers 7 aufschwimmen zu lassen.and immediately rises due to buoyancy up to the water level 2a of the water reservoir 1, as indicated in Fig. 1 with the reference number 39. For this purpose, the height of the storage tank 2, which is expediently open at the top, is preferably chosen to be at least so much greater than the height of the heat exchanger 7 that the heat exchange surfaces 16a remain largely ice-free when the water reservoir 2 is full of water, or are automatically made ice-free, even if the ice pieces 39 that have formed are not immediately converted back into water by the earth's heat or otherwise. In other words, a water supply is provided above the heat exchanger 7 that is large enough to allow all the ice that has formed to float above the heat exchanger 7.

In den Pausen zwischen aufeinander folgenden Betriebszyklen der Wärmepumpe 1 reicht normalerweise bereits die Temperatur des Wassers, das den Wärmeaustauscher 26 und auch den Wärmeaustauschabschnitt 6 durchfließt, zum vollständigen Ablösen von gebildeten Eisschichten aus, so daß diese nach oben aufsteigen und die Wärmepumpe 1 bereits beim erneuten Einschalten wieder mit optimalem Wirkungsgrad arbeiten kann. Dagegen werden die Eisstücke 39 in der Regel allmählich durch die mittels der Erdwärme in den Wasserspeicher 2 eingeführte Wärmeenergie wieder aufgetaut. Es wäre aber auch möglich, die Schicht der Eisstücke 39 in kalten Tagen, z. B. während des Winters, immer stärker anwachsen zu lassen, um sie dann im Sommer mit Hilfe der Erdwärme oder des Wärmeaustauschers 26 allmählich wieder zu beseitigen. Dadurch kann das Auftauen der Eisschicht auf einen späteren Zeitpunkt verlegt und die dazu erforderliche Wärme aus sonst nutzlos verbrauchter Energie gewonnen werden.In the breaks between successive operating cycles of the heat pump 1, the temperature of the water flowing through the heat exchanger 26 and the heat exchange section 6 is normally sufficient to completely remove any layers of ice that have formed, so that they rise upwards and the heat pump 1 can operate with optimum efficiency again when it is switched on again. In contrast, the pieces of ice 39 are generally gradually thawed again by the thermal energy introduced into the water tank 2 by means of the geothermal energy. It would also be possible, however, to allow the layer of pieces of ice 39 to grow ever larger on cold days, e.g. during the winter, and then gradually remove them again in the summer with the help of the geothermal energy or the heat exchanger 26. In this way, the thawing of the layer of ice can be postponed to a later time and the heat required for this can be obtained from energy that would otherwise be wasted.

Unabhängig davon, wann die Eisschicht 39 aufgetaut wird, werden die Wärmeaustauschflächen 16a weitgehend automatisch eisfrei gehalten, so daß der Wärmeübergang vom Wasserspeicher 2 zum Abschnitt 6a des Wärmeaustauschabschnitts 6 stets ausreichend gut ist. Dabei ist es nicht erforderlich, die volle Umwandlungsenergie von 84 kWh/m3 aufzubringen. Vielmehr reicht ein sehr kleiner Teil davon aus, um dünne Wasserfilme zu bilden und dadurch die Eisklötze 38 dort, wo sie in den Kammern 17a an den Wärmeaustauschflächen 16a haften, abzulösen.Regardless of when the ice layer 39 is thawed, the heat exchange surfaces 16a are largely automatically kept free of ice, so that the heat transfer from the water reservoir 2 to the section 6a of the heat exchange section 6 is always sufficiently good. It is not necessary to apply the full conversion energy of 84 kWh/m 3 . Rather, a very small part of it is sufficient to form thin water films and thereby detach the ice blocks 38 where they adhere to the heat exchange surfaces 16a in the chambers 17a.

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Für den beschriebenen Automatismus sind keinerlei aufwendige Regel- oder Steuermechanismen erforderlich. Dadurch kann die gesamte Vorrichtung preisgünstig hergestellt und störunanfällig betrieben werden. Außerdem kann die vom Wärmeaustauscher 26 erzeugte Wärme immer dann, wenn sie nicht zum Ablösen der Eisklötze 38 benötigt wird, über die Dreiwegeventile 35, 36 direkt zur Warmwasserbereitung genutzt werden. Dies gilt insbesondere für die wärmeren Jahreszeiten, in denen die Wärmepumpe 1 bei entsprechender Dimensionierung der Gesamtvorrichtung praktisch nicht benötigt wird.No complex regulation or control mechanisms are required for the described automation. This means that the entire device can be manufactured inexpensively and operated without being prone to failure. In addition, the heat generated by the heat exchanger 26 can be used directly for hot water preparation via the three-way valves 35, 36 whenever it is not needed to remove the ice blocks 38. This is especially true for the warmer seasons, when the heat pump 1 is practically not needed if the entire device is dimensioned accordingly.

Die automatisch erfolgende Ablösung der Eisklötze 38 wird hauptsächlich dadurch IC' erreicht, daß diese im wesentlichen nur in dünnen Zonen aufgetaut werden, die zwischen ihnen und den vertikal angeordneten, möglichst glatten Wärmeaustauschflächen 16a angeordnet sind. Im unteren Bereich des Wärmeaustauschers 7, wo das Wasser im Wasserspeicher 2 durchweg oberhalb von 0 0C liegt, findet ohnehin keine oder nur eine kurzzeitige Eisbildung statt. Die Bildung eines dünnen Wasserfilms reicht daher aus, um die Eisklötze 38 völlig abzutrennen und nach oben aufsteigen zu lassen. Wegen der speziellen Gestaltung des Wärmeaustauschers 7 weisen die Eisklötze 38 außerdem keine die Wärmeleitelemente 16 ringförmig umgebenden Bereiche auf, und auch sonst sind keine das Hochsteigen der Eisklötze 38 behindernden Bauteile od. dgl. vorhanden. Das gilt selbst dann, wenn die Eisbildung auch in den inneren Kammern 17b (Fig. 2) stattfinden sollte. Da schließlich die Wärmeleitelemente 16 radial von innen nach außen angeordnet sind, wachsen die Eisklötze 38 ebenfalls von innen nach außen mit der Folge, daß sie bei passender Dimensionierung die radial äußeren Enden der Wärmeleitelemente 16 niemals erreichen.The automatic detachment of the ice blocks 38 is mainly achieved by the fact that they are essentially only thawed in thin zones which are arranged between them and the vertically arranged, as smooth as possible heat exchange surfaces 16a. In the lower area of the heat exchanger 7, where the water in the water reservoir 2 is consistently above 0 0 C, no or only short-term ice formation takes place. The formation of a thin film of water is therefore sufficient to completely separate the ice blocks 38 and allow them to rise upwards. Due to the special design of the heat exchanger 7, the ice blocks 38 also have no areas surrounding the heat conducting elements 16 in a ring shape, and there are also no components or the like which prevent the ice blocks 38 from rising. This applies even if ice formation should also take place in the inner chambers 17b (Fig. 2). Finally, since the heat conducting elements 16 are arranged radially from the inside to the outside, the ice blocks 38 also grow from the inside to the outside with the result that, if appropriately dimensioned, they never reach the radially outer ends of the heat conducting elements 16.

Im übrigen kann vorgesehen sein, dem Wärmeaustauscher 26 und dem Wasserspeicher 2 Temperturfühler zuzuordnen und eine Steuerung derart vorzusehen, daß der Wärmeaustauscher 26 nur eingeschaltet wird, wenn das die Leistungen 25, 28 durchströmende Wasser z.B. um wenigstens 5 0C wärmer als das im Wasserspeicher 2 befindliche Wasser ist.Furthermore, it can be provided to assign temperature sensors to the heat exchanger 26 and the water tank 2 and to provide a control such that the heat exchanger 26 is only switched on when the water flowing through the lines 25, 28 is, for example, at least 5 ° C warmer than the water in the water tank 2.

Ein weitere Vorteil der erfindungsgemäßen Vorrichtung besteht darin, daß die Wärme-A further advantage of the device according to the invention is that the heat

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pumpe 1 meistens in einem sehr günstigen Leistungsbereich betrieben werden kann, da die Temperatur im Rücklauf 5 vergleichsweise groß ist. Dies gilt insbesondere dann, wennzusätzlich Abwärme (Wärmeaustauscher 33) oder Regenwasser (Zulaufrinne 32) genutzt werden, um das der Wärmepumpe 1 zugeführte Wasser vorzuwärmen. Aber selbst bei ausschließlicher Anwendung eines Wärmeaustauschers 26 in Form eines Solarabsorbers ist die Erwärmung des in den Leitungen 25, 28 strömenden Wassers auch bei fehlender Sonneneinstrahlung aufgrund der Nutzung von Diffusstrahlung, Regen oder Wind ausreichend groß.pump 1 can usually be operated in a very favorable performance range, since the temperature in the return line 5 is comparatively high. This is especially true if additional waste heat (heat exchanger 33) or rainwater (inlet channel 32) is used to preheat the water supplied to the heat pump 1. But even when a heat exchanger 26 in the form of a solar absorber is used exclusively, the heating of the water flowing in the lines 25, 28 is sufficiently high even in the absence of solar radiation due to the use of diffuse radiation, rain or wind.

Zur Steigerung des Wirkungsgrades des Wärmeaustauschers 26 ist erfindungsgemäß vorgesehen, die im Gebäude unvermeidlich entstehende Abluft zur zusätzlichen Erwärmung des den Wärmeaustauscher 26 durchströmenden Wärmeaustauschmediums zu nutzen. Zu diesem Zweck wird der Wärmeaustauscher 26 z.B. gemäß Fig. 5 bis 7 aus parallel zueinander angeordneten Plattenelementen 41 aufgebaut, die auf dem Dach oder an einer Hauswand montiert werden und Strömungskanäle 42 aufweisen, die in nicht näher dagestellter Weise mit den Strömungsleitungen 25, 28 nach Fig. 1 verbunden sind. Jedes Plattenelement 41 wird z.B. aus zwei flexiblen, parallel zueinander angeordneten Platten 41a, 41b und einem zwischen diesen angeordneten, nicht näher dargestellten, flexiblen Gitternetz aufgebaut, das als Abstandhalter wirkt und zwischen den Platten 41a, 41b dieIn order to increase the efficiency of the heat exchanger 26, the invention provides for the exhaust air that inevitably arises in the building to be used for additional heating of the heat exchange medium flowing through the heat exchanger 26. For this purpose, the heat exchanger 26 is constructed, for example, according to Fig. 5 to 7, from plate elements 41 arranged parallel to one another, which are mounted on the roof or on a house wall and have flow channels 42 that are connected in a manner not shown in detail to the flow lines 25, 28 according to Fig. 1. Each plate element 41 is constructed, for example, from two flexible plates 41a, 41b arranged parallel to one another and a flexible grid network (not shown in detail) arranged between them, which acts as a spacer and between the plates 41a, 41b the

20' Strömungskanäle 42 frei läßt. Dabei ist wenigstens je eine Platte 41a, 41b mit Anschlußflanschen oder dgl. zum Anschluß der Strömungskanäle 25, 28 versehen, wie in Fig. 5 und 6 schematisch durch zwei an den Enden der Strömungskanäle 42 angebrachte Anschlußkanäle 43, 44 angedeutet ist, die sich jeweils über die gesamte Breite der Plattenelemente 41 erstrecken.20' leaves flow channels 42 free. At least one plate 41a, 41b is provided with connecting flanges or the like for connecting the flow channels 25, 28, as is schematically indicated in Fig. 5 and 6 by two connecting channels 43, 44 attached to the ends of the flow channels 42, which each extend over the entire width of the plate elements 41.

Die Platten 41a, 41b bestehen mit besonderem Vorteil aus einem weichen Polyvinylchlorid (Weich - PVC), Polyurethan, einem Mischpolymerisat oder einem sythetischen Kautschuk mit einem hohen Wärmeaustauch - Wirkungsgrad gegenüber Sonnenenergie, Luft oder Wind. Als Gitternetzwerk können sogenannte Abstandsgewebe aus Polyester oder NylonThe plates 41a, 41b are particularly advantageously made of a soft polyvinyl chloride (soft PVC), polyurethane, a copolymer or a synthetic rubber with a high heat exchange efficiency against solar energy, air or wind. So-called spacer fabrics made of polyester or nylon can be used as a grid network.

3Ci verwendet werden, so daß der gesamte Wärmeaustauscher 26 aus großflächigen Matten zusammengesetzt werden kann. Plattenelemente 41 dieser Art sind allgemein bekannt,3Ci can be used, so that the entire heat exchanger 26 can be composed of large-area mats. Plate elements 41 of this type are generally known,

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(z.B. DE 30 33 451 Al, DE 36 11 916 Al) und brauchen dem Fachmann daher nicht näher erläutert werden.(e.g. DE 30 33 451 Al, DE 36 11 916 Al) and therefore do not need to be explained in more detail to the person skilled in the art.

Erfmdungsgemäß ist weiter vorgesehen, die Plattenelemente 41 mit einem geringen Abstand von der Dachfläche, der Hauswand oder dgl. anzuordnen um dadurch einen hohlen Zwischenraum 45 (Fig. 5) zwischen den Unterseiten der Plattenelemente 41 und der jeweiligen Dachziegel- oder Putzschicht oder dgl. zu schaffen. Die Dicke bzw. Tiefe des Zwischenraums 45 kann z.B. 20 mm bis 200 mm betragen und beträgt vorzugsweise ca. 60 mm bis 100 mm. Die zur Montage der Plattenelemente 41 verwendbaren Bauteile sind an sich bekannt und daher nicht einzeln dargestellt. Im übrigen ist der dadurch gebildete Zwischenraum 45 zweckmäßig nach allen Seiten offen.According to the invention, it is further provided that the plate elements 41 are arranged at a small distance from the roof surface, the house wall or the like in order to thereby create a hollow space 45 (Fig. 5) between the undersides of the plate elements 41 and the respective roof tile or plaster layer or the like. The thickness or depth of the space 45 can be, for example, 20 mm to 200 mm and is preferably approximately 60 mm to 100 mm. The components that can be used to assemble the plate elements 41 are known per se and are therefore not shown individually. Furthermore, the space 45 thus formed is expediently open on all sides.

Das Gebäude ist zur Nutzung der Abluft mit wenigstens einer Sammelleitung 46 versehen, die im Gebäude entstehende Abluft an einer Eingangsseite aufnimmt und an einer Ausgangsseite in den Zwischenraum 45 abgibt. In Fig. 5 und 6 ist eine solche Sammelleitung 46 schematisch dargestellt. Sie durchragt mit ihrem Ausgangsende 48 eine Dach- und/oder Wandkonstruktion 47 des Gebäudes und endet im Zwischenraum 45. Dabei ist der Wärmeaustauscher 26 im Ausführungsbeispiel auf einem Schrägdach, z.B. einem Satteldach, montiert, wobei sich die Plattenelemente 41 von der tiefer gelegenen Traufe bis zum höher gelegenen First 50 erstrecken. Die Sammelleitung 46 endet in diesem Fall vorzugsweise im Traufenbereich, damit die Abluft nach Art eines BCaminabzugs abgezogen wird und in Richtung der eingezeichneten Pfeile an der Unterseite der Plattenelemente 41 entlang strömt, bis sie im Firstbereich an die freie Atmosphäre gelangt. Dabei tritt die Abluft in intensive, wärmeaustauschende Wechselwirkung mit dem in den Plattenelementen 41 strömenden Wärmeaustauschmedium.To use the exhaust air, the building is provided with at least one collecting line 46, which takes in exhaust air generated in the building at an inlet side and releases it into the intermediate space 45 at an outlet side. Such a collecting line 46 is shown schematically in Fig. 5 and 6. Its outlet end 48 projects through a roof and/or wall construction 47 of the building and ends in the intermediate space 45. In this embodiment, the heat exchanger 26 is mounted on a sloping roof, e.g. a gable roof, with the plate elements 41 extending from the lower eaves to the higher ridge 50. In this case, the collecting line 46 preferably ends in the eaves area so that the exhaust air is extracted like a carbon dioxide extractor and flows along the underside of the plate elements 41 in the direction of the arrows shown until it reaches the free atmosphere in the ridge area. The exhaust air enters into intensive, heat-exchanging interaction with the heat exchange medium flowing in the plate elements 41.

Auf diese Weise wird insbesondere in in kalten Jahreszeiten, in denen das Gebäude stärker beheizt wird und die Abluft Temperaturen von 20 0C und mehr erreicht, eine gute Vorwärmung des Wärmeaustauschmediums erreicht, bevor dieses in den Wärmeaustauscher eintritt. Gleichzeitig wird dadurch erreicht, daß die Rücklauftemperatur der Wärmepumppe 1 angehoben und damit deren Leistungszahl erheblich gesteigert wird.In this way, particularly in cold seasons when the building is heated more and the exhaust air reaches temperatures of 20 0 C and more, the heat exchange medium is well preheated before it enters the heat exchanger. At the same time, this increases the return temperature of heat pump 1 and thus significantly increases its coefficient of performance.

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Fig. 6 und 7 zeigen, daß unterschiedlichen Plattenelementen 41 auch unterschiedliche Abluftströme zugeführt werden können. So sind in Fig. 6 z.B. vier nebeneinander liegende, zum Zwischenraum 45 führende Sammelleitungen 51 bis 54 vorgesehen, die z.B. zur Sammlung und Weiterleitung der Abluft eines Wohnraums, irgendeines Haushaltsgerätes wie z.B. einer Dunstabzugshaube oder eines Wäschetrockners oder aber auch der üblichen Kanalentlüftung dienen. In ähnlicher Weise zeigt Fig. 7, wie diese Leitungen 51 bis 54 z.B. in einem Gebäude verlegt sind und auch an anderen Stellen als dem Traufenbereich in den Zwischenraum 45 münden können. Dabei kann je nach Bedarf in eine oder mehrere der Leitungen je ein Abluft-Ventilator 55 geschaltet sein.Fig. 6 and 7 show that different exhaust air flows can be supplied to different plate elements 41. For example, in Fig. 6, four collecting lines 51 to 54 are provided that are arranged next to one another and lead to the intermediate space 45. These lines are used, for example, to collect and convey the exhaust air from a living room, from any household appliance such as an extractor hood or a tumble dryer, or from the usual duct ventilation. In a similar way, Fig. 7 shows how these lines 51 to 54 are laid in a building, for example, and can also open into the intermediate space 45 at places other than the eaves area. An exhaust air fan 55 can be connected to one or more of the lines as required.

Die Erfindung ist nicht auf das beschriebene Ausführungsbeispiel beschränkt, das auf vielfache Weise abgewandelt werden könnte. Das gilt insbesondere für die spezielle Gestaltung des Wärmeaustauschers 7. Es ist lediglich darauf zu achten, daß die Wärmeleitelemente 16 so konstruiert sind, daß sie selbst bzw. ihre Wärmeaustauschflächen 16a keine Hindernisse bilden, die das Aufsteigen der gebildeten Eisklötze 38 verhindern. Erst recht muß verhindert werden, daß die Eisklötze 38 die Wärmeleitelemente 16 ringförmig und so umschließen, daß sie praktisch vollständig aufgelöst werden müssen, bevor die Wärmeleitelemente 16 wieder eisfrei sind. Weiterhin ist es im Prinzip gleichgültig, ausThe invention is not limited to the embodiment described, which could be modified in many ways. This applies in particular to the special design of the heat exchanger 7. It is only necessary to ensure that the heat conducting elements 16 are constructed in such a way that they themselves or their heat exchange surfaces 16a do not form any obstacles that prevent the ice blocks 38 that are formed from rising. It is especially important to prevent the ice blocks 38 from enclosing the heat conducting elements 16 in a ring shape and in such a way that they have to be practically completely dissolved before the heat conducting elements 16 are free of ice again. Furthermore, it is in principle irrelevant whether

2Cl welchem Material der Wärmeaustauscher 7 hergestellt wird, sofern es sich nur um ein ausreichend gut wärmeleitendes Material handelt. Daher kann der Wärmeaustauscher 7 gegebenenfalls auch aus Kunststoff und durch Extrudieren anstatt aus Metall, insbesondere Aluminium, hergestellt werden. Auch die Querschnitte der Abschnitte 6a, 6b können anders als kreisrund, insbesondere z.B. quadratisch, rechteckig oder oval sein. Dabei können die Abschnitte 6a, 6b auch eine andere Lage im Wärmeaustauscher 7 einnehmen. Insbesondere könnte der Abschnitt 6b radial innerhalb statt außerhalb des Abschnitts 6a angeordnet sein, in welchem Fall die Einlaßöffnung 18 entfallen würde. Abgesehen davon, kann der Wärmetauscher 7 durch einen anderen Wärmeaustauscher ersetzt werden, da die Wirkung des Wärmeaustauschers 26 unabhängig davon ist, mit welcher Wärmequelle die Wärmepumpe 1 betrieben wird. Bei Bedarf könnte dabei dem Zwischenraum 45 auch zusätzlich Luft zugeführt werden, die z.B. durch Erdwärme vorgewärmt wird, indem sie2Cl the material from which the heat exchanger 7 is made, provided that it is a material that conducts heat sufficiently well. Therefore, the heat exchanger 7 can also be made of plastic and by extrusion instead of metal, in particular aluminum. The cross-sections of the sections 6a, 6b can also be other than circular, in particular square, rectangular or oval. The sections 6a, 6b can also take up a different position in the heat exchanger 7. In particular, the section 6b could be arranged radially inside instead of outside the section 6a, in which case the inlet opening 18 would be omitted. Apart from that, the heat exchanger 7 can be replaced by another heat exchanger, since the effect of the heat exchanger 26 is independent of the heat source with which the heat pump 1 is operated. If necessary, additional air could also be supplied to the intermediate space 45, which is preheated, for example, by geothermal energy by

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durch eine ausreichend lange und ausreichend tief im Erdboden verlegte Leitung angesaugt wird (Erdwärmetauscher). Außerdem ist klar, daß der Wärmeaustauscher 26 nur beispielhaft beschrieben wurde und in zahlreichen anderen zweckmäßigen Ausführungsformen hergestellt und angewendet werden kann. Schließlich versteht sich, daß die verschiedenen Merkmale auch in anderen als den dargestellten und beschriebenen Kombinationen angewendet werden können.through a pipe laid in the ground at a sufficient length and sufficiently deep (ground heat exchanger). It is also clear that the heat exchanger 26 has been described only as an example and can be manufactured and used in numerous other suitable embodiments. Finally, it is understood that the various features can also be used in combinations other than those shown and described.

Claims (7)

1. Vorrichtung in einem Gebäude zur Gewinnung von Wärmeenergie mit einer Wärmepumpe (1), die auf der kalten, von einem Wärmeaustauschmedium durchströmten Seite mit einem Vorlauf (4) und einem Rücklauf (6) versehen ist und einen zwischen den Vorlauf (4) und den Rücklauf (6) geschalteten, an einer Wand oder auf dem Dach des Gebäudes montierten Luft/Flüssigkeit-Wärmeaustauscher (26) aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß der Wärmeaustauscher (26) unter Bildung eines Zwischenraums (45) mit geringem Abstand von der Wand oder dem Dach angeordnet ist und der Zwischenraum (45) mit wenigstens einer im Gebäude verlegten Sammelleitung (46, 51 bis 54) für im Gebäude entstehende Abluft in Verbindung steht. 1. Device in a building for obtaining thermal energy with a heat pump ( 1 ) which is provided with a flow line ( 4 ) and a return line ( 6 ) on the cold side through which a heat exchange medium flows and which has an air/liquid heat exchanger ( 26 ) connected between the flow line ( 4 ) and the return line ( 6 ) and mounted on a wall or on the roof of the building, characterized in that the heat exchanger ( 26 ) is arranged a short distance from the wall or roof to form an intermediate space ( 45 ) and the intermediate space ( 45 ) is connected to at least one collecting line ( 46 , 51 to 54 ) laid in the building for exhaust air generated in the building. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Sammelleitung (46) mit einer Mehrzahl von Räumen des Gebäudes in Verbindung steht. 2. Device according to claim 1, characterized in that the collecting line ( 46 ) is connected to a plurality of rooms of the building. 3. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Sammelleitung (46) mit dem Abluftausgang wenigstens eines Haushaltsgeräts in Verbindung steht. 3. Device according to one of claims 1 or 2, characterized in that the collecting line ( 46 ) is connected to the exhaust air outlet of at least one household appliance. 4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Sammelleitung (46) mit der Kanalentlüftung des Gebäudes in Verbindung steht. 4. Device according to one of claims 1 to 3, characterized in that the collecting line ( 46 ) is connected to the duct ventilation of the building. 5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Zwischenraum (45) mit mehreren, mit unterschiedlichen Abluftquellen verbundenen Sammelleitungen (51 bis 54) in Verbindung steht. 5. Device according to one of claims 1 to 4, characterized in that the intermediate space ( 45 ) is connected to several collecting lines ( 51 to 54 ) connected to different exhaust air sources. 6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine Sammelleitung (46, 51 bis 54) mit einem Abluft-Ventilator (55) versehen ist. 6. Device according to one of claims 1 to 5, characterized in that at least one collecting line ( 46 , 51 to 54 ) is provided with an exhaust air fan ( 55 ). 7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Sammelleitung (46) bei einem an einem Schrägdach verlegten Wärmeaustauscher (26) im Traufenbereich (49) in den Zwischenraum (45) mündet. 7. Device according to one of claims 1 to 6, characterized in that the collecting line ( 46 ) opens into the intermediate space ( 45 ) in the eaves region ( 49 ) of a heat exchanger ( 26 ) installed on a pitched roof.
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