DE2403328A1 - METHOD OF HEATING ROOMS OF A BUILDING AND HEATING SYSTEM - Google Patents

METHOD OF HEATING ROOMS OF A BUILDING AND HEATING SYSTEM

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Description

STIEBEL ELTROIM GmbH & Co. KGSTIEBEL ELTROIM GmbH & Co. KG

3450 Holzminden / Weser3450 Holzminden / Weser

15. Januar 1974 2 4 U 3 O ^ OJanuary 15, 1974 2 4 U 3 O ^ O

ZE 6 - Akte 330ZE 6 - file 330

Verfahren zur Beheizung von Räumen eines
Gebäudes und HeizungsanlageMethod for heating rooms of a
Building and heating system

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Beheizung von Räumen
eines Gebäudes mit einer Wärmepumpe/ die die Verdampfungswärme aus der Umgebung nimmt, insbesondere nach Patentanmeldung
P 24 01 556.3 . Die Erfindung betrifft weiterhin eine Anlage zur Durchführung dieses Verfahrens.The invention relates to a method for heating rooms
a building with a heat pump / which takes the evaporation heat from the environment, in particular according to a patent application
P 24 01 556.3. The invention also relates to a system for carrying out this method.

Heizungsanlagen, die mit Wärmepumpen arbeiten, sind für einen wirtschaftlichen Betrieb so ausgelegt, daß sie die zu beheizenden Räume nur dann ausreichend erwärmen, wenn eine Wärmequelle mit ganzjährig relativ hohen Temperaturen zur Verfügung stiht. Schwankt die Temperatur der Wärmequelle stark, dann sind für die Heizung an sehr kalten Tagen in den zu beheizenden Räumen elektrische Zusatzheizeinrichtungen vorgesehen. Dies hat jedoch den Nachteil, daß die Wärmepumpe unterschiedliche Temperaturdifferenzen bewältigen muß, wobei ihre Leistungsziffer bei großen Temperaturdifferenzen kleiner ist als bei kleineren. Dies führt dazu, daß gerade an
kalten Tagen der Wirkungsgrad der Wärmepumpe vermindert ist.Heating systems that work with heat pumps are designed for economical operation in such a way that they only heat the rooms to be heated sufficiently if a heat source with relatively high temperatures all year round is available. If the temperature of the heat source fluctuates significantly, additional electrical heating devices are provided for heating on very cold days in the rooms to be heated. However, this has the disadvantage that the heat pump has to cope with different temperature differences, with its coefficient of performance being smaller for large temperature differences than for smaller ones. This leads to that straight on
On cold days the efficiency of the heat pump is reduced.

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In der Hauptanmeldung ist ein Verfahren beschrieben, bei dem durchs die von der Wärmepumpe abgegebene Wärme ein Transportmedium auf eine Temperatur gebracht wird, die zwischen der Temperatur der Umgebung und der zur Heizung eines Raumes erforderlichen Äufheiztemperatur liegt, und bei dem in wenigstens einem der zu beheizenden Räume eine zweite Wärmepumpe vorgesehen wird, die dem Transportmedium Wärme entzieht und diese auf eine gewünschte Aufheiztemperatur bringt. Hierbei ist es wünschenswert, die Temperatur des Transportmediums beim Heizbetrieb im wesentlichen konstant zu halten, da sich in diesem Falle einfache Regelmöglichkeiten für die Wärmeabgabe der zweiten Wärmepumpe ergeben.The main application describes a method in which the heat given off by the heat pump creates a transport medium is brought to a temperature that is between the temperature of the environment and that for heating a room required heating temperature, and at the in at least one of the rooms to be heated is provided with a second heat pump that extracts heat from the transport medium and brings it to a desired heating temperature. It is desirable here to keep the temperature of the transport medium essentially constant during heating operation, because in this case there are simple control options for the heat output of the second heat pump.

Aufgabe der Erfindung ist es danach, die Differenz zwischen der konstanten Soll-Temperatur des Transportmediums und der veränderlichen Temperatur der Wärmequelle im wesentlichen konstant zu halten.The object of the invention is then the difference between the constant target temperature of the transport medium and to keep the variable temperature of the heat source essentially constant.

Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß dann, wenn die Temperatur der Umgebung unter die Temperatur sinkt, auf die die Wärmepumpe ausgelegt ist, dem Verdampfer der Wärmepumpe zusätzlich Wärme zugeführt wird. Vorteilhaft hierbei ist, daß einerseits die Wärmepumpe nur auf eine durchschnittlich kalte Umgebungstemperatur ausgelegt zu werden braucht, bei der sie eine günstige Leistungsziffer hat und andererseits sich die Leistungsziffer bei besonders niedrigen Umgebungstemperaturen nicht verschlechtert, da verhindert ist,According to the invention this is achieved in that when the temperature of the environment falls below the temperature, on which the heat pump is designed, additional heat is supplied to the evaporator of the heat pump. Advantageous here is that on the one hand the heat pump only needs to be designed for an average cold ambient temperature, in which it has a favorable coefficient of performance and, on the other hand, the coefficient of performance at particularly low ambient temperatures not worsened because it is prevented

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daß der Verdampfer von einer Wärmequelle mit einer Temperatur beaufschlagt wird, die unterhalb der Temperatur liegt, auf die er ausgelegt ist.. Ein weiterer Vorteil, der sich durch diese zusätzliche Beheizung des Verdampfers ergibt, besteht darin, daß die Vereisungsgefahr beseitigt ist.that the evaporator is acted upon by a heat source with a temperature which is below the temperature which it is designed for. Another advantage that results from this additional heating of the evaporator, is that the risk of freezing is eliminated.

Ein weiterer vorteilhafter Verfahrensschritt besteht darin, daß die zusätzlich dem Verdampfer zuzuführende Wärmemenge in Abhängigkeit von der jeweiligen Temperatur der Umgebung selbsttätig gesteuert wird.Another advantageous process step is that the additional amount of heat to be supplied to the evaporator depends on the respective temperature of the environment is controlled automatically.

Eine Heizungsanlage zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzeugung der zusätzlichen Wärme eine elektrische Zusatzheizung vorgesehen ist.A heating system for carrying out the method according to the invention is characterized in that for generating the additional heat an additional electrical heater is provided.

Eine andere Heizungsanlage zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens führt dem Verdampfer Wärme aus dem Transportmedium selbst zu. Dies läßt sich dadurch erreichen, daß ein den Verdampfer zusätzlich erwärmender» Wärmetaus eher in den Kreislauf des erwärmten Transportmediums einschaltbar ist. Diese Art der zusätzlichen Beheizung des Verdampfers ist vor allem in Zeiten vorteilhaft, in denen im Transportmedium mehr Wärme zur Verfügung steht als zur Raumheizung benötigt wird.Another heating system for carrying out the method according to the invention supplies the evaporator with heat from the transport medium even too. This can be achieved by the fact that a heat exchange that additionally heats the evaporator is more likely to be in the circuit of the heated transport medium can be switched on. This type of additional heating of the evaporator is particularly advantageous in times when there is more heat available in the transport medium than for room heating is needed.

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Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung. Die Figur zeigt ein Ausführungsbeispiel einer Heizungsanlage mit der erfindungsgemäßen Zusatzheizung. Advantageous developments of the invention emerge from the following description. The figure shows an embodiment a heating system with the additional heater according to the invention.

In der Figur ist eine Zentralheizungsanlage dargestellt, bei der eine erste Wärmepumpe 1 in einem Heizungskeller vorgesehen ist. Diese Wärmepumpe ist über Rohre wenigstens mit einer Wärmepumpe 2 in einem der zu beheizenden Räume verbunden. Die Wärmepumpen 1 und 2 bestehen in bekannter Weise aus Verdampfern V 1 bzw. V 2, Verdichtern P 1 bzw. P 2, Kondensatoren K 1 bzw» K 2 und Drosselventilen D 1 bzw. D 2. In den Wärmepumpen 1 und 2 zirkulieren Kühlmittel. Die Rohre führen ein Transportmedium, insbesondere Wasser.In the figure, a central heating system is shown in which a first heat pump 1 is provided in a boiler room. This heat pump is connected via pipes to at least one heat pump 2 in one of the rooms to be heated. The heat pumps 1 and 2 consist in a known manner of evaporators V 1 and V 2, compressors P 1 and P 2, capacitors K 1 and K 2 and throttle valves D 1 and D 2. Coolant circulates in heat pumps 1 and 2. The tubes carry a transport medium, in particular Water.

Der Verdampfer V 1 der Wärmepumpe 1 wird beispielsweise von Außenluft beaufschlagt, die beispielsweise eine Temperatur von O 0C hat. Durch den Verdichter P 1 wird das verdampfte Kühlmittel auf ein höheres Temperaturniveau, beispielsweise 40 °C gebracht. Dieses schlägt sich im Kondensator K 1 nieder und gibt Wanne über den Wärmetauscher W 1 an das unter der Wirkung einer Pumpe 3 fließende Wasser ab. Das erwärmte Wasser verdampft über einen ■Wärmeaustauscher W 2 Kühlmittel im Verdampfer V 2 der Wärmepumpe 2. Mittels des Verdichters P 2 wird das im Verdampfer V 2 verdampfte Kühlmittel auf eine zur Raumheizung notwendige höhere Temperatur gebracht.The evaporator V 1 of the heat pump 1 is acted upon by outside air, for example, which has a temperature of 0 ° C., for example. The evaporated coolant is brought to a higher temperature level, for example 40 ° C., by the compressor P 1. This precipitates in the condenser K 1 and releases the tub via the heat exchanger W 1 to the water flowing under the action of a pump 3. The heated water evaporates via a heat exchanger W 2 coolant in the evaporator V 2 of the heat pump 2. By means of the compressor P 2, the coolant evaporated in the evaporator V 2 is brought to a higher temperature necessary for space heating.

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Die Anlage ist so dimensioniert, daß sie an normalen Wintertagen eine genügende Raumheizung sicherstellt.The system is dimensioned so that it can be used on normal winter days ensures sufficient space heating.

Um auch an ' besonders kalten Tagen eine ausreichende Kühlmittel-Verdampfung im Verdampfer V 1 zu gewährleisten, ist dieser an einen Wärmetauscher W O angeschlossen. Dieser Wärmetauscher ist an die Verrohrung des Transportmediums über ein Ventil 4 angeschlossen. Außerdem liegt im Kreislauf des Transportmediums ein Speicherbehälter 5, in dem ein Heizkörper 6 vorgesehen ist.To ensure sufficient coolant evaporation even on particularly cold days To ensure in the evaporator V 1, this is connected to a heat exchanger W O. This The heat exchanger is connected to the piping of the transport medium via a valve 4. It is also in the cycle of the transport medium, a storage container 5 in which a heating element 6 is provided.

Sinkt nun die Temperatur Ta des Umgebungsmediums, dann wird über den Wärmetauscher W O der Verdampfer V 1 zusätzlich erwärmt. Dies kann bei der dargestellten Anlage auf verschiedene Weise erfolgen. Entzieht beispielsweise die Wärmepumpe 2 dem Transportmedium Wärme und das Ventil 4 ist zur Speisung des Wärmetauschers W O geöffnet, dann wird der elektrische Heizkörper 6 eingeschaltet, so daß ein über den Wärmetauscher W O erfolgender Wärmeentzug sich nicht nachteilig auf die Raumheizung auswirkt.If the temperature Ta of the ambient medium now falls, then the evaporator V 1 is additionally via the heat exchanger W O warmed up. This can be done in various ways in the system shown. For example, draws the heat pump 2 the transport medium heat and the valve 4 is open to feed the heat exchanger W O, then the electrical The heating element 6 is switched on, so that heat extraction via the heat exchanger W O is not disadvantageous affects space heating.

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Ist die Wärmepumpe 2 nicht eingeschaltet und arbeitet die Wärmepumpe 1 hauptsächlich auf den Speicher 5, dann kann die für die Erwärmung des Wärmetauschers W O notwendige Wärme dem Speicher entnommen, ohne daß der Heizkörper 6 eingeschaltet wird.If the heat pump 2 is not switched on and is working Heat pump 1 mainly on the memory 5, then the heat necessary for heating the heat exchanger W O taken from the memory without the heating element 6 being switched on.

Das erfindungsgemäße Verfahren läßt sich auch bei Heizungsanlagen anwenden, bei denen anstelle der Wärmepumpe 2 andere Raumheizkörper vorgesehen sind. Darüber hinaus ist es möglich, die Zusatzheizung für den Verdampfer V 1 auch auf verschiedene andere Weisen zu realisieren. Beispielsweise kann anstelle des Wärmetauschers W O eine elektrische Zusatz-Heizeinrichtung vorgesehen sein, die im Strom des den Verdampfer V 1 beaufschlagenden Luftstroms liegt. Auch diese Zusatz-Heizeinrichtung wird nur dann eingeschaltet, wenn die Temperatur des den Verdampfer V 1 beaufschlagenden Mediums unterhalb der Temperatur liegt, für die die Wärmepumpe ausgelegt ist.The inventive method can also be used in heating systems in which instead of the heat pump 2 others Space heaters are provided. In addition, it is possible to set the additional heating for the evaporator V 1 on different other ways to realize. For example, instead of the heat exchanger W O, an additional electrical heating device can be used be provided, which lies in the flow of the air flow acting on the evaporator V 1. Also this additional heating device is only switched on when the temperature of the medium acting on the evaporator V 1 is below the temperature for which the heat pump is designed.

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Claims (8)

PatentansprücheClaims /l.' Verfahren zur Beheizung von Räumen eines Gebäudes mit einer Wärmepumpe, die die Verdampfungswärme aus der Umgebung, nimmt,, insbesondere nach Patentanmeldung P 24 Ol 556.3, dadurch gekennzeichnet , daß dann, wenn die Temperatur der Umgebung unter die Temperatur sinkt, auf die die Wärmepumpe ausgelegt ist, dem Verdampfer der Wärmepumpe zusätzlich Wärme zugeführt wird./ l. ' Method for heating rooms in a building with a Heat pump, which takes the heat of evaporation from the environment, in particular according to patent application P 24 Ol 556.3, thereby characterized in that when the temperature of the environment drops below the temperature to which the heat pump is applied is designed, the evaporator of the heat pump is additionally supplied with heat. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zusätzlich dem Verdampfer zugeführte Wärmemenge in Abhängigkeit von der jeweiligen Temperatur der Umgebung selbsttätig gesteuert wird. 2. The method according to claim 1, characterized in that the amount of heat additionally supplied to the evaporator is automatically controlled as a function of the respective temperature of the environment. 3. Heizungsanlage zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch3. Heating system for performing the method according to claim 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zur zusätzlichen Erwärmung des Verdampfers (Vl) eine elektrische Zusatz-Heizeinrichtung vorgesehen ist.1 or 2, characterized in that the additional Heating of the evaporator (Vl) an additional electrical heating device is provided. 4. Heizungsanlage nach Anspruch 3, dadurch g e kenn ζ e ich net , ;daß die Zusatz-Heizeinrichtung im Strom des den Verdampfer beaufschlagenden Umgebungsmediums liegt.4. Heating system according to claim 3, characterized in that I know net,; that the additional heating device in the stream of the evaporator surrounding medium acting on it. 509832/0821509832/0821 5.' Heizungsanlage nach Anspruch 3, dadurch g e k e η η ze i c h η e t , daß dem Verdampfer (V 1) ein Wärmetauscher (W O ) zugeordnet ist.5. ' Heating system according to Claim 3, characterized in that a heat exchanger (WO) is assigned to the evaporator (V 1). 6. Heizungsanlage nach Anspruch S1 dadurch gekennzeichnet , daß der Wärmetauscher (W O) aus einem zusätzlich elektrisch beheizten Speicher (5) gespeist
ist.6. Heating system according to claim S 1, characterized in that the heat exchanger (WO) is fed from an additionally electrically heated memory (5)
is. 7. Heizungsanlage nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet , daß der Wärmetauscher (W O) an den Transportmedium-Kreislauf angeschlossen ist.7. Heating system according to claim 6, characterized in that the heat exchanger (WO) is connected to the transport medium circuit. 8. Heizungsanlage zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß der den Verdampfer (V 1) erwärraende Wärmetauscher (W O) in den Kreislauf des Transportraediums einschaltbar' ist.8. Heating system for performing the method according to claim 1 or 2, characterized in that the heat exchanger (W O) heating the evaporator (V 1) can be switched into the circulation of the transport media. 509832/0821509832/0821
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