DE2620133A1

DE2620133A1 - Air conditioning system with heat pump - has intermediate circuit between input heat exchanger and heat pump

Info

Publication number: DE2620133A1
Application number: DE19762620133
Authority: DE
Inventors: Albin Dipl Phys Kehl; Willi Dipl Ing Kragl; Friedrich Dipl Phys Dr Scharf
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1976-05-07
Filing date: 1976-05-07
Publication date: 1977-11-24

Abstract

The air heating and conditioning system has a heat exchanger (10) connected by a three way valve (14) to an intermediate circuit (A) which is in turn connected to an evaporator (16) forming an input to a heat pump. This is connected to a condenser (20) forming the input to the room heating or cooling circuit (B). The heat exchanger is in contact with atmospheric conditions. An auxiliary heat exchanger (18) between the condenser (20) and a circulating pump (23) is supplied from the three way valve (14). In an alternative design, the intermediate circuit is connected directly to the room heating or cooling circuit.

Description

Ή. 3 2 MΉ. 3 2 M

7.4.1976 Wd/Ht7.4.1976 Wd / Ht

Anlage zurAttachment to

Patent- undPatent and

GebrauchsmusterhilfsanmeldungUtility model registration

ROBERT BOSCH GMBH, 7 Stuttgart Device for heating or cooling rooms

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Beheizen oder Kühlen von Räumen mit einer Wärmepumpe, die der Umgebung (Luft, Gewässer, Erdreich) Wärme entzieht bzw. an diese abgibt, und bei der der Verbraucher (Heizung, Kühlung) über einen geschlossenen Verbraucherkreislauf an den Kondensator der Wärmepumpe angeschlossen ist.The invention relates to a device for heating or cooling rooms with a heat pump, the environment (Air, water, soil) extracts heat or gives it off, and the consumer (heating, cooling) over a closed consumer circuit is connected to the condenser of the heat pump.

Bei derarigen bekannnten Einrichtungen ist es notwendig, zwischen dem äußeren Wärmetauscher,z. B. Luftwärmetauscher₃ und der Kompressoreinheit der Wärmepumpe besondere Verbind-In such known devices, it is necessary between the external heat exchanger, e.g. B. Air heat exchanger ₃ and the compressor unit of the heat pump special connection

7098*7/01*77098 * 7/01 * 7

- Z - R. 32 1 ί- Z - row 32 1 ί

ungsleitungen anzuordnen, die rait Kältemittel gefüllt sind. Das hat den Nachteil, daß bei der Installation derartiger Einrichtungen am Einsatzort die Kältemittelleitungen nur von quailifiziertem Personal verlegbar sind, außerdem ist die Betriebssicherheit nicht optimal.to arrange pipelines that are filled with refrigerant. This has the disadvantage that when installing such devices on site, the refrigerant lines only can be laid by qualified personnel, and the operational safety is not optimal.

Es ist eine Aufgabe der Erfindung, eine Einrichtung der eingangs erwähnten Art zu schaffen, die einfach zu installieren und betriebssicher ist.It is an object of the invention to provide a device of the type mentioned in the opening paragraph which is easy to install and is operationally safe.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Kennzeichenteil des Anspruchs 1 genannten Mittel gelöst.This object is achieved according to the invention by the means mentioned in the characterizing part of claim 1.

Damit ergibt sich der Vorteil, daß im Verbraucherkreislauf und im Zwischenkreislauf nur Wasserleitungen notwendig sind, die von jedem Heizungsinstallateur montiert werden könnnen. Die Betriebbsicherheit wird verbessert, da Lekagen außerhalb des kompakten Wärmepurnpenaggregats den Betrieb weniger beeinflussen. Außerdem ist eine solche Einrichtung besonders flexibel, z. B. hinsichtlieh des Anschlusses beliebiger Wärmequellen wie Luftwärmetauscher, Sonnenkollektoren, Wärmespeicher, Erdreich usw.This has the advantage that only water pipes are necessary in the consumer circuit and in the intermediate circuit, which can be installed by any heating installer. The operational safety is improved because leaks are outside of the compact heat pump unit have less of an effect on operation. In addition, such a device is particularly flexible, e.g. B. regarding the connection of any heat sources such as air heat exchangers, solar collectors, heat accumulators, Soil etc.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung wiedergegeben. Diese zeigt inAn embodiment of the invention is shown in the drawing. This shows in

Fig. 1 ein erstes Ausführungsbeispiel einer Heizeinrichtung;1 shows a first embodiment of a heating device;

Pig. 2 eine Abwandlung des Ausführungsbeispiels nach Fig. 1.;Pig. 2 shows a modification of the embodiment according to FIG. 1;

Fig. 3 ein drittes Ausführungsbeispiel, das auch zum Kühlen geeignet ist.3 shows a third exemplary embodiment which is also suitable for cooling.

Die Einreichtung nach Fig. 1 besteht im wesentlichen aus einem Luftwärmetauscher 10, einer Wärmepumpe 11 und einemVer-The device according to Fig. 1 consists essentially of an air heat exchanger 10, a heat pump 11 and a

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-JS--JS- R. 3 2 1 JR. 3 2 1 y

braucher 12 (Heizung). Vom Luftwärmetauscher führt eine Leitung 13 über ein Dreiwegeventil 14 zu einer Leitung 15, welche in den Verdampfer 16 der Wärmepumpe mündet. Weiterhin führt vom Wärmetauscher 10 eine Leitung 17 zu einem Wärmetauscher 18 und von diesem zum Ventil 14. Die Leitung 15 durchdringt den Verdampfer und mündet in die Leitung 17· Vom Kondensator 20 der Wärmepumpe führt eine Leitung 21 zum Verbraucher 12 und von diesem über den Verdampfer 18 zurück zum Kondensator. In den Leitungen 17 und 21 ist je eine Umwälzpumpe 22 bzw. 23 angeordnet.consumer 12 (heating). A line leads from the air heat exchanger 13 via a three-way valve 14 to a line 15 which opens into the evaporator 16 of the heat pump. Farther leads from the heat exchanger 10 a line 17 to a heat exchanger 18 and from this to the valve 14. The line 15 penetrates the evaporator and opens into line 17 · From the condenser 20 of the heat pump leads a line 21 to the consumer 12 and from there via the evaporator 18 back to the condenser. A circulation pump 22 and 23 is arranged in each of the lines 17 and 21.

Die Leitungen 13, 15, 17 sind Wasserleitungen und stellen einen Zwischenkreislauf A dar. Die Leitung 21 ist - wie üblich ebenfalls eine Wasserleitung und bildet zusammen mit dem Verbraucher den Verbraucherkreislauf B. Diese Leitungen sind mit Wasser gefüllt und enthalten, falls notwenig, bei tiefen Temperaturen einen Zusatz von Sole. Sie sind vom internen Kreislauf der Wärmepumpe vollständig unabhängig.The lines 13, 15, 17 are water lines and represent a Intermediate circuit A represents. The line 21 is - as usual also a water line and forms together with the consumer the consumer circuit B. These lines are filled with water and contain, if necessary, at low temperatures an addition of brine. They are completely independent of the internal circuit of the heat pump.

Die im Luftwärmetauscher 10 entnommene Wärme wird an das in der Leitung 13 fließende Wasser abgegeben, welches über das Ventil 14 und die Leitung 15 in den Verdampfer 16 der Wärmepumpe gelangt. In bekannter Weise wird diese Wärme zum Kondensator übertragen und von diesem an das in der Leitung 21 fliessende Wasser abgegeben, das die Heizung besorgt.The heat extracted in the air heat exchanger 10 is given off to the water flowing in the line 13, which via the Valve 14 and line 15 enters the evaporator 16 of the heat pump. In a known way, this heat becomes a condenser transferred and delivered by this to the water flowing in line 21, which worries the heater.

Bei Betriebstemperaturen unter 0 C kann der Zwischenkreislauf A mit einer wässrigen Frostschutzlösung gefüllt sein. Bei Vereisung des Luft-Wärmetauschers 10 wird das Dreiwegeventil 14 aus der normalen in die Abtaustellung gebracht, worauf Wasser aus der Leitung 13 über die Leitung 17 in den Wärmetauscher 18 fließt, dort erwärmt wird und dann wieder dem Luft-Wärmetauscher 10 zugeführt wird.·Dadurch wird dem Verbrau-At operating temperatures below 0 C, the intermediate circuit A can be filled with an aqueous anti-freeze solution. at If the air heat exchanger 10 is iced up, the three-way valve 14 is brought from the normal to the defrosting position, whereupon Water from line 13 via line 17 into the heat exchanger 18 flows, is heated there and then fed back to the air heat exchanger 10. This means that the consumer

709847/0U7709847 / 0U7

-X- R. 3 2 1 I -X- R. 3 2 1 I.

cherkreis kurzzeitig Wärme entzogen. Den Transport des Wassers bewerkstelligen die Umwälzpumpen 22, 23·heat is briefly withdrawn from the circuit. The transport of the water accomplish the circulation pumps 22, 23 ·

Beim Ausführungsbeispiel nach der Pig. 2 ist anstelle des Wärmetauschers 18 ein Absperrventil 25 vorgesehen. Ein weiterer, nicht konstruktiver Unterschied besteht darin, daß auch der Verbraucherkreis B mit wässriger Frostsehutsmittellösung gefüllt ist. über das Ventil 25 ist während der Abtauzyklen eine direkte Verbindung beider Kreise A und B möglich. Aus diesem Grund kann der Wärmetauscher 18 entfallen.In the embodiment according to the Pig. 2 is in place of the heat exchanger 18 a shut-off valve 25 is provided. Another, non-constructive difference is that the consumer group B is filled with an aqueous frostbite solution. There is a direct via the valve 25 during the defrosting cycles Connection of both circles A and B possible. For this reason, the heat exchanger 18 can be omitted.

Das Ausführungsbeispiel nach der Figur 3 zeigt eine Einrichtung, weiche Heia- oder Kühlbetrieb mit derselben Anlage gestattet. Gleiche Teile wie beim Ausführungsbeispiel nach der Fig. 1 sind mit denselben Zahlen bezeichnet. Von dem an die Leitung 13 angeschlossenen Ventil 14 führen zwei Leitungen 27, 28 su einem Dreiwegeventil 29, an welches die Leitung 21 angeschlossen ist, die sum Verbraucher- 12 führt. Hinter dem Verbraucher 12 ist an die Leitung 21 ein Dreiwegeventil 30 angeschlossen, von welchem zwei Leitungen 31, 32 su einem Dreiwegeventil 33 führen. An dieses Dreiwegeventil ist die Leitung 17 angeschlossen, welche zum Luft-Wärmeaustauscher 10 führt. Von der Leitung 27 führt eine Leitung 34 über den Verdampfer 16 zur Leitung 31. Von der Leitung 28 führt eine Leitung 35 über den Kondensator 20 zur Leitung 32. Zwischen dem Verbraucher 12 und dem Dreiwegeventil 29 ist eine Umwälzpumpe 36 angeordnet.The exemplary embodiment according to FIG. 3 shows a device which allows heating or cooling operation with the same system. The same parts as in the embodiment of FIG. 1 are denoted by the same numbers. From the one connected to line 13 Valve 14 lead two lines 27, 28 su one Three-way valve 29, to which the line 21 is connected, the sum consumer 12 leads. Behind the consumer 12 is on the line 21 is connected to a three-way valve 30, from which two lines 31, 32 lead to a three-way valve 33. At this three-way valve is connected to the line 17 which leads to the air heat exchanger 10. From the line 27 leads a line 34 via the evaporator 16 to the line 31. From the Line 28 leads a line 35 via the condenser 20 to the line 32. Between the consumer 12 and the three-way valve 29 a circulation pump 36 is arranged.

Wird mit der Einrichtung geheizt, so ist das Ventil 14 so eingestellt, daS vom Luft-Wärmetauscher 10 angewärmtes Wasser von der Leitung 13 in die Leitung 27 fließt, von dort über die Leitung 34 und den Verdampfer Io zur Leitung 31 und zurück zum Wärmetauseher 10. Vom Kondensator 20 fließt Heizwasser über die Leitung 35 und die Leitungen 32 und 21 und zum Verbraucher 12. Es fließt von dort über die Leitung 28 zurück zum Wärmetauscher 10.If the device is used for heating, the valve 14 is set so that that water heated by the air heat exchanger 10 flows from the line 13 into the line 27, from there via the line 34 and the evaporator Io to line 31 and back to Heat exchanger 10. Heating water flows from the condenser 20 via line 35 and lines 32 and 21 and to the consumer 12. From there it flows back to the heat exchanger 10 via the line 28.

_ CZ __ CZ _

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- / - R. 32 1 1- / - R. 32 1 1

Wird mit der Einrichtung gekühlt, so sind die Ventile 29 und 30 so eingestellt3 daß Wasser vom Verbraucher 12 durch die Leitung 21 in die Leitung 27 fließt, von dort über die Leitung 34 zum Verdampfer 16, wo das Wasser seine Wärme abgibt. Das Wasser tritt somit abgekühlt aus dem Verdampfer 16 aus und fließt über die Leitung 31 und die Leitung 21 zurück zum Verbraucher. Vom Kondensator 20 fließt das aufgeheizte Wasser über die Leitung 32 und das Ventil 33 zum Wärmetauscher 10, wo es seine Wärme an die Umgebung abgibt, und von dort über die Leitung 13, das Ventil Ik und die Leitungen 28 und 35 zurück zum Kondensator 20.If the device is used for cooling, the valves 29 and 30 are set3 so that water flows from the consumer 12 through the line 21 into the line 27, from there via the line 34 to the evaporator 16, where the water gives off its heat. The water thus emerges cooled from the evaporator 16 and flows via the line 31 and the line 21 back to the consumer. The heated water flows from the condenser 20 via the line 32 and the valve 33 to the heat exchanger 10, where it gives off its heat to the environment, and from there via the line 13, the valve Ik and the lines 28 and 35 back to the condenser 20.

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Claims

-X--X- ^R· 32 1 1 ^R 32 1 1

Expectations

(1. ! Equipment for heating or cooling rooms with a heat pump, which extracts or transfers heat from the environment (air, water, ground) and in which the consumer circuit (heating, cooling) via a closed consumer circuit (B. ) is connected to the condenser of the heat pump, characterized in that the heat exchanger (10) connected to the ambient heat is also connected to the evaporator (16) of the heat pump (11) via a closed intermediate circuit (A).

2. Device according to claim 1, that in the consumption cycle (B) a heat exchanger (18) is switched on, which is connected to the intermediate circuit (A) via a three-way valve (l4) can be brought.

3. Device according to claim 1 and or 2, characterized in that that the intermediate circuit (A) is directly connected to the consumer circuit (B).

4. Device according to claim 3j, characterized in that from Intermediate circuit (A) two line branches open into the consumer circuit (B), that a shut-off valve between these opening points (25) is arranged and that a three-way valve (14) in the intermediate circuit for a connection from this to the

- 7? O9847 / OU-

ORIGINAL INSPECTED

- sf - row 3 2 1 \

brewery circuit (A) is provided.

5. Device according to one of claims 1 to 4, characterized in that that from each strand (13, 17) of the intermediate circuit via two three-way valves (14, 29, JO, 33) a double String of line branches (27, 28, 31, 32) to the consumer circuit (B) leads, v / ob ei from the evaporator (16) and from the condenser (20) one line each leads to opposite parts of the double strands.

6. Device according to one of claims 1 to 5 _3, characterized in that the lines of the intermediate circuit (A) and the consumer circuit (B) and the string of line branches are water lines which are filled with water or a water-brine solution.

7. Device according to one of claims 1 to 6, characterized in that that a circulating pump (22, 23) is arranged in each circuit. , [f

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