DE2757721A1

DE2757721A1 - Temp. control system - uses heating and cooling circuits coupled by heat pump circuit

Info

Publication number: DE2757721A1
Application number: DE19772757721
Authority: DE
Inventors: Klaus Ing Grad Gollnow; Guenther Ing Grad Steinbrecher
Original assignee: Linde GmbH
Current assignee: Linde GmbH
Priority date: 1977-12-23
Filing date: 1977-12-23
Publication date: 1979-06-28

Abstract

The temp. control system uses a heating and cooling circuits which are coupled by a heat pump circuit. Heat is transferred from one medicant. The cooling circuit or from the heating circuit to the same or to another medium. In the case of excessive cooling requirement, additional heat is taken from the heating circuit and in the case excessive heating requirement, additional heat is fed to the cooling circuit. The additional feed or extraction of heat takes place in the same additional heat exchanger after its connection into the corresponding circuit.

Description

Verfahren zur Temperatureinstellung Procedure for setting the temperature

von Medien Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Temperatureinstellung von Medien gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens Wärmepumpenkreisläufe können überall dort angewendet werden, wo auf einem niedrigeren Temperaturniveau anfallende Wärme auf einem höheren Temperaturniveau genutzt werden kann. of media The invention relates to a method for setting the temperature of media according to the preamble of claim 1 and a device for Carrying out the process Heat pump circuits can be used anywhere where the heat generated at a lower temperature level is at a higher one Temperature level can be used.

Dies ist der Fall, wenn gleichzeitig ein Bedarf zur Kühlung und zur Heizung eines oder mehrerer Medien vorliegt. So ist beispielsweise aus der DT-AS 1 275 745 eine Anlage zur Gebäudeklimatisierung bekannt, bei der die im Innern des Gebäudes lie- genden Räume gewöhnlich gekühlt und die an der Außenfront liegenden Räume geheizt werden. Zu diesem Zweck sind Heizkreisläufe für die Außenräume und Kühlkreisläufe für die Innenräume vorgesehen, die über den Verdampfer und den Verflüssiger eines Wärmepumptenkreislaufes miteinander gekoppelt sind. Für den während der warmen Jahreszeit sicherlich eintretenden Fall, daß der Kühlbedarf den Heizbedarf übersteigt, ist ein Kühlturm als Teil eines Zusatzkreislaufes vorgesehen, der dem Wärmepumpenkreislauf über den Verflüssiger zusätzlich Wärme entzieht. Dieser Zusatzkreislauf ist ausschließlich für den Fall überwiegenden Kühlbedarfs verwendbar und darüber hinaus infolge der Notwendigkeit eines Kühlturmes mit Sprühanlage konstruktiv aufwendig. Für den Fall überwiegenden Heizbedarfs ist ein zusätzlicher, vom Wärmepumpenkreislauf unabhängiger Erhitzer für den Heizkreislauf vorgesehen. In ihm wird dem Heizmedium auf dem relativ hohen Temperaturniveau des Heizkreislaufes direkt Wärme zugeführt, die dazu auf diesem hohen Temperaturniveau auch zur Verfügung gestellt werden muß.This is the case when there is a need for cooling and for at the same time There is heating of one or more media. For example, from the DT-AS 1 275 745 a system for building air conditioning is known in which the inside of the Building and those on the outside are usually cooled lying rooms are heated. For this purpose there are heating circuits for the outside spaces and cooling circuits provided for the interiors, via the evaporator and the Condensers of a heat pump circuit are coupled to one another. For the while the warm season certainly occurring case that the cooling demand the heating demand exceeds, a cooling tower is provided as part of an additional circuit that the Heat pump circuit extracts additional heat via the condenser. This additional cycle can only be used in the event of a predominant cooling requirement and above In addition, due to the need for a cooling tower with a spray system, it is structurally complex. In the event that there is a predominant need for heating, there is an additional one from the heat pump circuit independent heater provided for the heating circuit. In it is the heating medium directly supplied with heat at the relatively high temperature level of the heating circuit, which must also be made available at this high temperature level.

Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zur Temperatureinstellung von Medien gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 sowie eine Vorrichtung zur Durchführung eines solchen Verfahrens bereitzustellen, die gleichermaßen auf das Auftreten sowohl eines überwiegenden Kühl bedarfs als auch eines überwiegenden Heizbedarfs abgestellt sind, und die es darüber hinaus ermöglichen, die auftretenden Betriebsfälle auf möglichst einfache und wirtschaftliche Weise einzuregeln. It is the object of the present invention to provide a method for Temperature setting of media according to the preamble of claim 1 and to provide an apparatus for carrying out such a method, which equally to the occurrence of both a preponderant Cool needs as well as a predominant heating requirement are turned off, and it is about it In addition, enable the operating cases that occur to be as simple and economical as possible Way to regulate.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß im Falle überwiegenden Kühlbedarfs dem Heizkreislauf zusätzlich Wärme entnommen sowie im Falle überwiegenden Heizbedarfs dem Kühlkreislauf zusätzlich Wärme zugeführt wird. This object is achieved in that in the case of a predominant need for cooling Additional heat is taken from the heating circuit and if there is a predominant heating requirement additional heat is supplied to the cooling circuit.

An die Stelle des einseitig mit dem Verflüssiger des Wärmepumpenkreislaufes gekoppelten Zusatzkreislaufes sowie des einseitig mit dem Heizkreislauf verbundenen Erhitzers der bekannten Anlage tritt also gemäß dem durch die Erfindung vorgeschlagenen Verfahren die Möglichkeit, je nach dem vorliegenden Betriebsfall entweder dem Heizkreislauf zusätzlich Wärme zu entnehmen oder dem Kühlkreislauf zusätzlich Wärme zuzuführen. Die Erfindung berücksichtigt das Auftreten der beiden möglichen Betriebsfälle auf gleichwertige und flexible Weise. Der besondere Vorteil der Erfindung liegt darin, daß bei überwiegendem Heizbedarf auf einem im Vergleich zum Heizkreislauf niedrigeren Temperaturniveau zur Verfügung stehende Wärme nutzbar gemacht werden kann. Wie weiter unten ausgeführt wird, ermöglicht die Symmetrie der Verfahrensführung hinsichtlich der beiden auftretenden Betriebsfälle außerdem eine einfache und wirksame Regelung. In place of the one-sided with the condenser of the heat pump circuit coupled additional circuit and the one connected to the heating circuit on one side The heater of the known system thus occurs according to that proposed by the invention Process the possibility of either the heating circuit, depending on the operating case at hand take additional heat or add additional heat to the cooling circuit. The invention takes into account the occurrence of the two possible operating cases equivalent and flexible way. The particular advantage of the invention is that that with a predominant heating requirement on a lower compared to the heating circuit Temperature level available heat can be made usable. How on is set out below, allows the symmetry of the process control with respect to of the two operating cases that occur, there is also a simple and effective regulation.

Gemäß einer besonders einfachen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens ist vorgesehen, daß die zusätzliche Zufuhr bzw. Entnahme von Wärme in demselben Wärmeaustauscher jeweils nach dessen Einschaltung in den entsprechenden Kreislauf vorgenommen wird. Während bei der bekannte Anlage für die beiden Betriebs fälle je ein eigener Wärmeaustauscher in Form eines konstruktiv aufwendigen Kühlturmes sowie eines Erhitzers vorgesehen ist, ermöglicht es die Erfindung, in beiden Betriebs fällen mit einem einzigen Wärmeaustauscher auszukommen und die Investitionskosten somit auf ein Minimum zu reduzieren. According to a particularly simple embodiment of the invention Process is provided that the additional supply or removal of heat in the same heat exchanger after it has been switched on in the corresponding Cycle is made. While at the well-known system for the two operating each case has its own heat exchanger in the form of a structurally complex cooling tower and a heater is provided, the invention makes it possible to operate in both cases get by with a single heat exchanger and the investment costs thus reduced to a minimum.

Zweckmäßig wird die im Heiz- bzw. Kühlkreislauf vorgesehene zusätzliche Entnahme bzw. Zufuhr von Wärme strömungsmäßig oberhalb der Verflüssiger bzw. Verdampfer, über die der oder die Wärmepumpenkreisläufe mit dem Heiz- bzw. Kühlkreislauf gekoppelt sind, und unterhalb der dem Wärme austausch mit den zu temperierenden Medien dienenden Wärmeaustauscher vorgenommen. Dies hat zur Folge, daß der Wärmeaustausch mit den Medien nicht beeinträchtigt wird. The additional one provided in the heating or cooling circuit is expedient Withdrawal or supply of heat in terms of flow above the condenser or evaporator, via which the heat pump circuit or circuits are coupled to the heating or cooling circuit are, and below the heat exchange with the media to be temperature-controlled Heat exchanger made. This has the consequence that the heat exchange with the Media is not affected.

Das erfindungsgemäße Verfahren bietet weiterhin die Möglici;keit einer einfachen und wirkungsvollen regelungstechnischen Anpassung an die auftretenden Betriebsfälle. The method according to the invention also offers the possibility a simple and effective control-technical adaptation to the occurring Operational cases.

Dazu ist gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform vorgesehen, daß das Ausmaß der zusätzlichen Wärmeentnahme bzw. -zufuhr im Falle überwiegenden Kühl bedarfs über im Heizkreislauf und im Falle überwiegenden Heizbedarfs über im Kühlkreislauf gemessene Temperaturen geregelt wird. For this purpose, it is provided according to a further advantageous embodiment, that the extent of the additional heat extraction or supply predominates in the case Cooling needs via in the heating circuit and in the case of predominant heating needs via im Cooling circuit measured temperatures is regulated.

Dabei kann zweckmäßig so vorgegangen werden, daß die Temperaturen zur Regelung des Ausmaßes der zusätzlichen Wärmeentnahme bzw. -zufuhr strömungsmäßig jeweils oberhalb derselben gemessen werden.It can be expedient to proceed in such a way that the temperatures to regulate the extent of the additional heat extraction or supply in terms of flow can be measured above the same.

Mit Hilfe dieser Maßnahmen gelingt es, beispielsweise für den Fall überwiegenden Kühlbedarfs die Auswirkungen von Bedarfsschwankungen im Kühlkreislauf, die über die Wärmepumpenkreisläufe auf den Heizkreislauf übertragen werden, durch entsprechende Regelung der zusätzlichen Wärmeentnahme im Heizkreislauf innerhalb der gewünschten Grenzen zu halten. Dies geschieht am günstigsten dadurch, daß die für die Regelung herangezogene Temperatur im Heizkreislauf strömungsmäßig unmittelbar oberhalb der für die zusätzliche Wärmeentnahme vorgesehenen Einrichtung gemessen wird, da so auch Last schwankungen im Heizkreislauf am besten berücksichtigt werden können. With the help of these measures it succeeds, for example in the case predominant cooling demand the effects of fluctuations in demand in the cooling circuit, which are transferred to the heating circuit via the heat pump circuits corresponding regulation of the additional heat extraction in the heating circuit within to keep the desired limits. The best way to do this is that the The temperature in the heating circuit used for the control is directly flow-wise measured above the facility provided for additional heat extraction because load fluctuations in the heating circuit are also best taken into account can.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, die Anzahl der zum Betrieb der Wärmepumpenkreisläufe benötigten Verdichterstufen dem vorliegenden Betriebsrall entsprene Jeweils mglirht gering zu halten. According to a further advantageous embodiment of the invention the number of heat pump circuits required to operate is provided Compressor stages depending on the operating environment in each case may be small to keep.

Es sollen jeweils nur soviel Verdichterstufen in Betrieb sein, wie der momentanen Last des Kreislaufes mit dem höheren Leistungsbedarf entspricht. Zum Zwecke der Regelung ist daher gemäß der weiteren Ausführungsform vorgesehen, daß die Leistung der Wärmepumpenkreisläufe im Falle überwiegenden Kühlbedarfs über im Kühlkreislauf und im Falle überwiegenden Heizbedarfs über im Heizkreislauf gemessene Temperaturen geregelt wird.There should only be as many compressor stages in operation as corresponds to the current load of the circuit with the higher power requirement. For the purpose of regulation, it is therefore provided according to the further embodiment, that the performance of the heat pump circuits in the case of predominant cooling requirements over in the cooling circuit and in the case of a predominant heating requirement via measured in the heating circuit Temperatures is regulated.

Dies kann so geschehen, daß die Temperaturen zur Regelung der Leistung der Wärmepumpenkreisläufe Jeweils oberhalb der Verdampfer bzw. Verflüssiger der Wärmepumpenkreisläufe gemessen werden.This can be done so that the temperatures to control the power the heat pump circuits each above the evaporator or condenser of the Heat pump circuits are measured.

Die Regelung der Verdichterstufen wird also im Gegensatz zur Regelung der zusätzlichen Wärmeentnahme bzw. -zufuhr von dem Kreislauf mit dem größeren Leistungsbedarf aus gesteuert. The regulation of the compressor stages is in contrast to the regulation the additional heat extraction or supply from the circuit with the greater power requirement controlled out.

Dies hat den Vorteil, daß dabei jeweils nur soviel Wärme übertragen wird, wie es dem jeweiligen Betriebs fall entsprechend unbedingt erforderlich ist. Die Gestaltung der Regelung entspricht damit zugleich einem Optimum an Wirtschaftlichkeit.This has the advantage that only so much heat is transferred in each case as it is absolutely necessary according to the respective operating case. The design of the control thus also corresponds to optimum economic efficiency.

Wenn beispielsweise bei überwiegendem, aber gleichzeitig sinkendem Kühlbedarf die an den Heizkreislauf übertragene Wärme nicht mehr ausreicht, um diesen auf dem erforderlichen Temperaturniveau zu halten, so müssen entsprechende Vorkehrungen getroffen werden, um einen einwandfreien Betrieb zu gewährleisten. If, for example, there is predominant, but at the same time falling Cooling demand the heat transferred to the heating circuit is no longer sufficient for this To keep it at the required temperature level, appropriate precautions must be taken must be taken to ensure proper operation.

Daher ist weiterhin vorgesehen, daß im Falle Ube*wiegenden Kühlbedarfs beim Unterschreiten einer vorgegebenen indesttempe- ratur im Heizkreislauf bzw. im Falle überwiegenden Heizbedarf beim Überschreiten einer vorgegebenen Höchsttemperatur im Kühlkreislauf die Regelung der zusätzlichen Wärmeentnahme bzw.It is therefore also provided that in the event of Ube * there is a significant cooling requirement when falling below a specified indesttempe- temperature in the heating circuit or in the case of predominant heating demand when a specified maximum temperature is exceeded in the cooling circuit the regulation of the additional heat extraction resp.

-zufuhr sowie die Leistung der Wärmepumpenkreisläufe auf den jeweils anderen Kreislauf übergeht.-supply as well as the performance of the heat pump circuits on the respective another cycle passes over.

Insgesamt wird durch die Erfindung somit ein Verfahren zur Verfügung gestellt, das es aufgrund seiner einfachen und symmetrischen Struktur und der dadurch ermöglichten einfachen Art der Regelung erlaubt, den auftretenden Betriebsfällen in flexibler und wirtschaftlich optimaler Weise zu entsprechen. Overall, the invention thus provides a method posed that it due to its simple and symmetrical structure and what makes it enabled simple type of regulation allows the operating cases that occur to correspond in a flexible and economically optimal way.

Die Erfindung läßt darüber hinaus die Möglichkeit zu, beispielsweise im Falle überwiegenden Kühl bedarfs einen Teil der dem Kühlkreislauf durch die Wärmepumpenkreisläufe entzogenen Wärme gar nicht erst an den Heizkreislauf zu übertragen, sondern gleich direkt den Wärmepumpenkreisläufen zu entnehmen. The invention also allows the possibility, for example in the case of predominant cooling, part of the cooling circuit through the heat pump circuits is required not even transferring the extracted heat to the heating circuit, but immediately can be taken directly from the heat pump circuits.

Diese Wärme kann zur Befriedigung eines externen Bedarfs herangezogen werden, bei dem Wärme auf dem Temperaturniveau des Heizkreislaufes verwendbar ist. Ebenso kann im Falle überwiegenden Heizbedarfs zusätzlich von außen Wärme in die Wärmepumpenkreisläufe eingespeist und damit ein eventuell vorhandener Kühlbedarf auf dem entsprechenden Temperaturniveau befriedigt werden. Demgemäß ist vorgesehen, daß über mindestens einen der Wärmepumpenkreisläufe zusätzlich Wärme an ein weiteres zu ersitzendes Medium abgegeben und/oder über mindestens einen der Wärmepumpenkreisläufe zusätzlich Wärme von einem eLceren zu kühlenden Medium aufgenommen wird. Ein besonderer Anwendungsfall wäre beispielsweise, daß das weitere, durch mindestens einen der Wärmepumpenkreisläufe zu erhitzende Medium Brauchwasser ist.This heat can be used to satisfy an external demand where heat can be used at the temperature level of the heating circuit. Likewise, if there is a predominant need for heating, additional heat can be fed into the Heat pump circuits fed in and thus a possibly existing cooling requirement be satisfied at the appropriate temperature level. Accordingly, it is provided that that at least one of the heat pump circuits additionally heat to another The medium to be seated is released and / or via at least one of the heat pump circuits additional warmth from an eLceren to be cooled medium added will. A special application would be, for example, that the further, through at least one of the heat pump circuits to be heated medium is domestic water.

Ein bevorzugtes Anwendungsgebiet der Erfindung, auf das diese jedoch keineswegs beschränkt ist, liegt in der Klimatisierung und Entfeuchtung von Raumluft.Dabei wird ständig Raumluft umgewälzt und eine Mischung aus Frischluft und Raumluft abgekühlt, entfeuchtet und angewärmt sowie ein Teil der Raumluft als Fortluft abgeführt. Dabei ist gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung vorgesehen, daß die zusätzliche Wärme aus der Fortlurt entnommen bzw. an diese abgeführt wird. Dazu dient ein Fortluftwärmeaustauscher, der wahlweise in den Kühl- oder den Heizkreislauf eingeschaltet wird. Als Kühl- und Heizmedium kann Wasser verwendet werden. A preferred field of application of the invention, however, to which this is by no means limited, lies in the air conditioning and dehumidification of room air room air is constantly circulated and a mixture of fresh air and room air is cooled, dehumidified and warmed up and part of the room air is discharged as exhaust air. Included is provided according to a further embodiment of the invention that the additional Heat is taken from the Fortlurt or dissipated to it. An exhaust air heat exchanger is used for this purpose, which is switched on either in the cooling or the heating circuit. As a cooling and heating medium, water can be used.

In dem genannten speziellen Anwendungsfall der Raumluft klimatisierung liegt also die Notwendigkeit vor, dasselbe Medium zunächst zu kühlen und nach Dscheidung von Feuchtigkeit wieder anzuwärmen. Das erfindungsgemäße Verfahren kann daher ersichtlich zur Gastrocknung ganz allgemein oder in all den Fällen angewendet werden, wo es darauf ankommt, ein Medium innerhalb eines mehrstufigen Prozesses ein oder mehrere Male abzukühlen und zu erwärmen. Die Anwendbarkeit ist Jedoch nicht auf die Behandlung eines einzigen Mediums bescnränkt, das Verfahren ist darüber hinaus geeignet, zur Temperatureinstellung zweier oder mehrerer unterschiedlicher Medien zu dienen. In the aforementioned special application of room air conditioning So there is a need to cool the same medium first and after separation to warm up again from moisture. The method according to the invention can therefore be seen can be used for gas drying in general or in all cases where it What matters is a medium within a multi-step process one or more Times to cool and warm. However, its applicability is not limited to treatment limited to a single medium, the process is beyond suitable for setting the temperature of two or more different media to serve.

Eine einfache Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist gekennzeichnet durch einen mit Verdampfer, Verdichter und Verflüssiger in Hintereinanderschaltung ausgestatteten Wärmepumpenkreislauf, Je einen jeweils mit einer Umwälzvorrichtung sowie mindestens einem Wärmeaustauscher versehenen Kühl- und Heizkreislauf, wobei Strömungsquerschnitte des Verdampfers bzw. des Verflüssigers jeweils einen Teilabschnitt des Kühl- bzw. Heizkreislaufes bilden, sowie mindestens einen Zusatzwärmeaustauscher, dessen Strömungsquerschnitte mindestens zum Teil über Zweigleitungen mit dem Kühl- und dem Heizkreislauf verbunden sind. Die Vorrichtung ist weiterhin zweckmäßig so ausgebildet, daß die vom Kühl- bzw. A simple device for carrying out the invention Process is characterized by an evaporator, compressor and condenser Series-connected heat pump circuit, one each with a circulation device and at least one heat exchanger provided cooling and heating circuit, with flow cross-sections of the evaporator and the condenser each form a section of the cooling or heating circuit, and at least an additional heat exchanger, whose flow cross-sections at least partially Branch lines are connected to the cooling and heating circuits. The device is also expediently designed so that the cooling or cooling

Heizkreislauf zu dem Zusatzwärmeaustauscher führenden, je aus Hin- und Rückleitung bestehenden Zweigleitungen strömungsmäßig jeweils oberhalb der Strömungsquerschnitte des Verdampfers bzw. Verflüssigers in den entsprechenden Kreislauf einmünden.Heating circuit leading to the additional heat exchanger, each from and return line existing branch lines in terms of flow in each case above the flow cross-sections of the evaporator or condenser open into the corresponding circuit.

Die Regelung der Vorrichtung kann so ausgebildet sein, daß an den Einündungen der Hinleitungen jeweils Regelventile sowie stromaufwärts zu diesen im Kühl- bzw. Heizkreislauf die Einstellung der Regelventile beeinflussende Temperaturfühler angeordnet sind. Weiterhin kann vorgesehen sein,da3 im Kühl-bzw. Heizkreislauf Jeweils bezüglich der Regelventile strom- aufwärts gelegene Temperaturregler angeordnet sind, die einerseits mit einem die Rückleitungen mit den Strömungsquerschnitten des Zusatzwärmeaustauschers verbindenden umschaltbaren Dreiwegeventil und andererseits mit den beiden Temperaturfühlern an den Einmündungen der Hinleitungen gekoppelt sind. Im Kühl-und Heizkreislauf können zwischen den Strömungsquerschnitten des Verdampfers bzw. Verflüssigers sowie den Einmündungen der Rückleitungen jeweils weitere, mittels der Temperaturregler einschaltbare Temperaturfühler vorgesehen sein, die mit Steuereinrichtungen für die Verdichterstufen des Wärmepumpenkreislaufes in Verbindung stehen. The control of the device can be designed so that the Inlets of the feed lines each control valves as well as upstream to these Temperature sensors influencing the setting of the control valves in the cooling or heating circuit are arranged. Furthermore, it can be provided that in the cooling or. Heating circuit each with regard to the control valves temperature regulators located upwards are arranged, on the one hand with one of the return lines with the flow cross-sections of the additional heat exchanger connecting switchable three-way valve and on the other hand coupled with the two temperature sensors at the junctions of the feed lines are. In the cooling and heating circuit, between the flow cross-sections of the evaporator or condenser and the junctions of the return lines each further, by means of the temperature controller switchable temperature sensors can be provided with control devices for the compressor stages of the heat pump circuit.

Es liegt im Rahmen der Erfindung, daß weitere Wärmepumpenkreisläufe vorgesehen sind, die ebenfalls über Verdampfer-und Verflüssigerströmungsquerschnitte mit dem Kühl- bzw. Heizkreislauf gekoppelt sind. It is within the scope of the invention that further heat pump circuits are provided, which also have evaporator and condenser flow cross-sections are coupled to the cooling or heating circuit.

Der Möglichkeit externer Wärme zu- bzw. -abfuhr in bzw. The possibility of external heat supply or removal in or

aus den Wärmepumpenkreisläufen wird dadurch Rechnung getragen, daß mindestens einer der Wärmepumpenkreisläufe zwei oder mehrere parallelgeschaltete Verflüssiger und/oder Verdampfer aufweist, von denen jeweils einer mit dem Heiz- bzw. Kühlkreislauf und der oder die anderen mit zusätzlichen, Wärme aufnehmenden bzw.from the heat pump cycles is taken into account that at least one of the heat pump circuits has two or more parallel-connected Has condenser and / or evaporator, one of which is connected to the heating or cooling circuit and the other with additional, heat absorbing respectively.

abgebenden Kreisläufen gekoppelt sind.donating cycles are coupled.

Die Abbildungen zeigen in schematischer Weise zwei Ausfihrungsbeispiele der Erfindung. The figures show two exemplary embodiments in a schematic manner the invention.

Figur 1 zeigt ein Verfahren zur Klimatisierung und Entfeuchtun von Raumluft mit einem Wärmepumpenkreislauf, Figur 2 zeigt eine Variante dieses Verfahrens mit zwei Wärmepumpenkreisläufen sowie einer zusätzlichen Brauchwassererhitzung.Figure 1 shows a method for air conditioning and dehumidification of Room air with a heat pump circuit, Figure 2 shows a variant of this method with two heat pump circuits and additional domestic water heating.

Gemäß Figur 1 wird eine Mischung aus umgewälzter Raumluft und Frischluft mit Hilfe eines Wärmeaustauschers 1 abgekühlt und entfeuchtet sowie in einem Wärmeaustauscher 2 wieder angewärmt. Als Ausgleich zu der kontinuierlich zugeführten Frisc luft wird ständig verbrauchte Fortluft abgeblasen, die über eine Wärmeaustauscher 3 geleitet und dort angewärmt oder abgekühlt wird. Der Wärmeaustauscher 1 ist Teil eines Kühlkreislaufes 4, in dem mit Hilfe einer Pumpe 5 kaltes Wasser umgewälzt wird. According to Figure 1, a mixture of circulated room air and fresh air cooled and dehumidified with the aid of a heat exchanger 1 and in a heat exchanger 2 warmed up again. Air is used to compensate for the continuously supplied fresh air constantly used exhaust air is blown off, which is passed through a heat exchanger 3 and is heated or cooled there. The heat exchanger 1 is part of a cooling circuit 4, in which cold water is circulated with the aid of a pump 5.

Der Wärmeaustauscher 2 ist Teil eines Heizkreislaufes 6, in dem mit Hilfe einer Pumpe 7 heißes Wasser umgewälzt wird. Heiz- und Kühlkreislauf sind über einen Wärmepumpenkreislauf 8 miteinander gekoppelt. In diesem Wärmepumpenkreislauf strömt ein Kältemittel das im Verdampfer 9 aus dem Kwhlkreislauf Wärme aufnimmt, im Ver dichter 10 verdichtet wird und im Verflüssiger 11 an den Heizkreislauf Wärme abgibt. Als Kältemittel kommen alle in Kompressions- oder Absorptionskälteanlagen üblichen Kältemittel, insbesondere R 11, R 12, R 22, R 114 und R 500, in Frage. Im Heiz-und im Kühlkreislauf sind Regelventile 12 bzw. 5 vorgesehen, die als Dreiwegeventile ausgebildet sind, und die den eintretenden Fluidstrom regelbar auf zwei Ausgangsleitungen verteilen können. Von den Eckdurchgängen dieser Regelventile 12, 13 führen Zweigleitungen 14 bzw. 16 zu dem Zusatzwärmeaustauscher , der hier in der Funktion eines Fortluftwärmeaustauschers verwendet wird. Von diesem aus führen über ein umschaltbares Dreiwegeventil 18 Rückleitungen 15, 17 zum Heiz- bzw. Kühlkreislauf zurück. Damit besteht die Möglichkeit, Je nach der Schaltstellung des Dreiwegeventils 18 den Fortluftwärmeaustauscher 3 entweder in den Heiz- oder in den Kühlkreislauf einzuschalten.The heat exchanger 2 is part of a heating circuit 6 in which with Using a pump 7 hot water is circulated. Heating and cooling circuit are over a heat pump circuit 8 coupled to one another. In this heat pump cycle a refrigerant flows that absorbs heat from the cooling circuit in the evaporator 9, in the United denser 10 is compressed and in the condenser 11 to the heating circuit heat gives away. All refrigerants are used in compression or absorption refrigeration systems usual refrigerants, in particular R 11, R 12, R 22, R 114 and R 500 in question. Control valves 12 and 5 are provided in the heating and cooling circuits, the are designed as three-way valves, and which regulate the incoming fluid flow can distribute on two output lines. From the corner passages of these control valves 12, 13 lead branch lines 14 and 16, respectively, to the additional heat exchanger, which is here is used in the function of an exhaust air heat exchanger. Lead from this Via a switchable three-way valve 18 return lines 15, 17 to the heating or cooling circuit return. This gives the possibility, depending on the switching position of the three-way valve 18 the exhaust air heat exchanger 3 either in the heating or in the cooling circuit to turn on.

Zum Zwecke der Regelung sind Temperaturfühler 21, 22, 23, 24 sowie Temperaturregler 19, 20 vorgesehen. Die Temperaturfühler 21 und 22 dienen zlr Einstellung der Regelventile 12 bzw. 13, die Temperaturfühler 23 und 24 zur Schaltung der Verdichterstufen des im Wärmepumpenkreislauf 8 liegenden Verdichters 10. For the purpose of regulation are temperature sensors 21, 22, 23, 24 as well Temperature regulators 19, 20 are provided. The temperature sensors 21 and 22 are used for setting the control valves 12 and 13, the temperature sensors 23 and 24 for switching the compressor stages of the compressor 10 located in the heat pump circuit 8.

Ein Ungleichgewicht zwischen dem im Kühlkreislauf auftretenden Kühl bedarf und dem m Heizkreislauf auftretenden Heizbedarf kann nun dadurch entstehen, daß die dem Härmeaustauscherl zugeführte, aus umgewälzter Raumluft und Frischluft bestehende Mischung nicht die gewünschte Raumtemperatur besitzt, da die Frischlufttemperatur ie nach der Jahreszeit entweder nach oben oder nach unten davon abweicht, in den Räumen Wärmequellen vorhanden sind oder ein nicht zu vernachlässigender Wärmeaustausch durch Wände und Fenster stattfindet. Außerdem muß die Kondensationswärme der auszuscheidenden Feuchtigkeit ebenfalls vom Kühlkreislauf mit abgeführt werden. Ein Überwiegen entweder des Heiz- oder des Kühl bedarfs stellt somit den Normalfall dar. An imbalance between the cooling occurring in the cooling circuit demand and the heating demand occurring in the m heating circuit can now arise that the heat exchanger supplied from circulated room air and fresh air existing mixture does not have the desired room temperature because the fresh air temperature ie deviates either upwards or downwards according to the season in the There are heat sources in the room or a non-negligible one Heat exchange takes place through walls and windows. In addition, the heat of condensation must be the to be separated Moisture can also be removed from the cooling circuit. A preponderance either the heating or cooling requirement is therefore the normal case.

Sinkt der Heizbedarf bis zu dem Punkt, wo der Kühlbedarf zu überwiegen beginnt, so geht die Regelung von dem Temperaturregler 20 auf den Temperaturregler 19 über. Dieser blockiert den Temperaturfühler 21, so daß das Regelventil 15 auf geraden Durchgang geschaltet bleibt, schaltet das Dreiwegeventil 18 auf die Rückleitung 15 um und gibt den Temperaturregler 22 frei, der den Eckdurchgang des Regelventils 12 öffnet. Gleichzeitig schaltet der Temperaturregler 19 auf den Temperaturfühler 23 um, der damit die Leistungsregelung der Verdichterstufen des Wärmepumpenkreislaufes 8 übernimmt. Bei überwiegendem Kühlbedarf ist der Eckdurchgang des Regelventils 12 jeweils soweit geöffnet, daß die am Temperaturfühler 22 gemessene Temperatur des Heizmediums aufgrund der Wärmeabfuhr am Fortluftwärmeaustauscher 3 konstant bleibt. Bei maximalem Kühl bedarf sind alle Verdichterstufen des Wärmepumpenkreislaufes eingeschaltet, und gleichzeitig wird ein Maximum an Wärme über den Fortluftwärmeaustauscher 9 aus dem Heizkreislauf 6 abgeführt. The heating demand drops to the point where the cooling demand predominates begins, the control goes from the temperature controller 20 to the temperature controller 19 over. This blocks the temperature sensor 21 so that the control valve 15 opens remains switched straight passage, the three-way valve 18 switches to the return line 15 to and releases the temperature controller 22, which is the corner passage of the control valve 12 opens. At the same time, the temperature controller 19 switches to the temperature sensor 23 um, which controls the output of the compressor stages in the heat pump circuit 8 takes over. If there is a predominant need for cooling, the corner passage of the control valve is 12 opened so far that the temperature measured at the temperature sensor 22 of the heating medium is constant due to the heat dissipation at the exhaust air heat exchanger 3 remain. When there is a maximum cooling requirement, all compressor stages of the heat pump circuit are shut down switched on, and at the same time a maximum of heat is generated via the exhaust air heat exchanger 9 discharged from the heating circuit 6.

Sinkt der Lelstungsbedarf im Kühlkreislauf, so werden die Verdichterstufen zu~«ckgeschaltet. Der ÖffnunsgrId des Eckdurch- ganges des Regelventiles 12 wird vermindert, da der Wärmepumpenkreislauf nun weniger Warme an den Heizkreislauf überträgt und zur Aufrechterhaltung einer konstanten Kreislauftemperatur im Heizkreislauf nicht mehr soviel Wärme über den Fortluftwärmeaustauscher 3 abgeführt werden darf. Sinkt der Kühlbedarf noch weiter, wird der Eckdurchgang des Regelventils schließlich vollständig gesperrt. Damit ist Gleichgewicht zwischen dem Kühl- und dem Heizbedarf erreicht. Wird der Kühlbedarf noch weiter reduziert, so drohen die Temperaturen im Heizkreislauf zu sinken. Um dies zu verhindern, wird bei einer vorwählbaren Temperatur auf den Temperaturregler 20 umgeschaltet. Dieser schaltet den Fortluftwärmeaustauscher über das Dreiwegeventil 18 in den Kühlkreislauf ein, blockiert den Temperaturfühler 22, so daß Regelventil 12 bei geradem Durchgang verharrt, gibt den Temperaturfühler 21 frei, der den Eckdurchgang des Regelventils 13 öffnet, und schaltet die Leistungsregelung der Verdichterstufen des Wärmepumpenkreislaufs auf den Temperaturfühler 24 um.If the demand for power in the cooling circuit drops, the compressor stages are switched on. The opening of the corner passage of the control valve 12 is reduced because the heat pump circuit now has less heat to the heating circuit transfers and to maintain a constant circuit temperature in the heating circuit no longer as much heat may be dissipated via the exhaust air heat exchanger 3. If the cooling requirement drops even further, the control valve's corner passage will eventually become completely blocked. This means that there is a balance between the cooling and heating requirements achieved. If the cooling requirement is further reduced, the temperatures threaten to decrease in the heating circuit. To prevent this, a preselectable temperature is used switched to the temperature controller 20. This switches the exhaust air heat exchanger enters the cooling circuit via the three-way valve 18, blocks the temperature sensor 22, so that control valve 12 remains with straight passage, gives the temperature sensor 21 free, which opens the corner passage of the control valve 13, and switches the power control the compressor stages of the heat pump circuit to the temperature sensor 24.

Die in Figur 2 dargestellte Verfahrensvariante ist mit zwei Wärmepumpenkreisläufen 8 sowie 25 ausgestattet. Dies kann von Vorteil sein, da bei Hintereinanderschaltung zweier Verdampfer bzw. Verflüssiger die Temperaturdifferenz bei den aarin stattfindenden Wärmeaustauschprozessen geringer sind als bei Verwendung eines einzigen Wärmepumpenkreislaufes, der die gleieinen 5värmemengen übertragen muß. Diese Verfahrensweise ist damit thermodbnamisch günstiger. Ist der Leistungsbedarf nicht so hoch, daß beide Verdichter 10 und 26 gleichzeitig in Vollast betrieb gefahren werden müssen, so wird zunächst einer der beiden Verdichter stufenweise abgeschaltet und erst nach dessen völligem Stillstand mit der Zurückschaltung des anderen Verdichters begonnen. The process variant shown in Figure 2 is with two heat pump circuits 8 and 25 equipped. This can be an advantage, as it is connected in series two evaporators or condensers the temperature difference in the aarin taking place Heat exchange processes are less than when using a single heat pump circuit, who has to transfer the same amount of heat. This practice is in order to thermodynamically cheaper. If the power requirement is not so high that both compressors 10 and 26 have to be operated at full load at the same time, then first one of the two compressors is switched off gradually and only after it is complete Standstill started to switch back the other compressor.

Die Figur 2 zeigt weiterhin einen Kreislauf 27 zur Erhitzung von Brauchwasser. Der Wärmepumpenkreislauf 8 ist dazu mit einem zum Verflüssiger 11 parallelgeschalteten zusätzlichen Verflüssiger 28 ausgestattet. Ein im Heizkreislauf 6 zwischen den Wärmepumpenkreisläufen 25 und 8 angeordnetes Dreiwegeventil 30 bietet die Möglichkeit, den Verflüssiger 11 mit Hilfe einer Umwegleitung 31 zu umgehen. Das Dreiwegeventil 30 wird von dem die Vorlauftemperatur des Brauchwasserkreislaufes 27 messenden Temperaturfühler 29 gesteuert. Bei sehr hohem Brauchwasserbedarf kann die gesamte Heizleistung des Wärmepumpenkreislaufes 8 über den Verflüssiger 28 abgegeben werden. Der gerade Durchgang des Dreiwegeventils 3D ist dann vollständig gesperrt, so daß die Gesamtmenge des im Heizkreislauf zirkulierenden Mediums durch die Umwegleitung 31 fließt. In diesem Falle muß natürlich der Wärmepumpenkreislauf 25 in Betrieb sein, da sonst keine Wärme zwischen dem Kühl- und dem Heizkreislauf übertragen erden kann. FIG. 2 also shows a circuit 27 for heating Domestic water. For this purpose, the heat pump circuit 8 is connected to a condenser 11 additional condenser 28 connected in parallel. One in the heating circuit 6 three-way valve 30 arranged between the heat pump circuits 25 and 8 offers the possibility of bypassing the condenser 11 with the aid of a detour line 31. The three-way valve 30 is the flow temperature of the domestic water circuit 27 measuring temperature sensor 29 controlled. If there is a very high demand for hot water the entire heating output of the heat pump circuit 8 is output via the condenser 28 will. The straight passage of the three-way valve 3D is then completely blocked, so that the total amount of medium circulating in the heating circuit through the bypass line 31 flows. In this case, of course, the heat pump circuit 25 must be in operation otherwise no heat will be transferred between the cooling and heating circuits can.

Claims

Method for setting the temperature of media under Use of a heating and a cooling circuit that have at least one heat pump circuit are coupled, with one of the media to the cooling circuit or from the heating circuit heat is transferred to the same or another medium and the resulting The amounts of cooling or heating requirements can vary, characterized in that that in the case of a predominant cooling requirement, additional heat is taken from the heating circuit and in the case of a predominant heating requirement, additional heat is supplied to the cooling circuit will.

2. The method according to claim 1, characterized in that the additional Supply or withdrawal of heat in the same additional heat exchanger in each case after the activation of which is carried out in the corresponding circuit.

). Method according to claim 1 or 2, characterized in that the Additional withdrawal or supply of arms provided in the heating or cooling circuit srömangsmäj g obernals der Condenser or evaporator through which the heat pump circuit (s) are coupled to the heating or cooling circuit, and below the heat exchangers used for heat exchange with the media to be tempered is made.

4. The method according to any one of claims 1 to 3, characterized in that that the extent of the additional heat extraction or supply predominates in the case Cooling requirement via in the heating circuit and in the case of predominant heating requirement via im Cooling circuit measured temperatures is regulated.

5. The method according to claim 4, characterized in that the temperatures to regulate the extent of the additional heat extraction or supply in terms of flow can be measured above the same.

6. The method according to any one of claims 1 to 5, characterized in that that the performance of the heat pump circuits in the case of predominant cooling requirements over in the cooling circuit and in the case of a predominant heating requirement via measured in the heating circuit Temperatures is regulated.

7. The method according to claim 6, characterized in that the temperatures to regulate the performance of the heat pump circuits above the evaporator or condenser of the heat pump circuits can be measured.

8. The method according to any one of claims 4 to 7, characterized in that that in the case of predominant cooling requirement when falling below a predetermined minimum temperature in the heating circuit or in the case of a predominant heating requirement when one is exceeded specified maximum temperature in the Sühlkreislauf the regulation of the additional heat extraction or -zufuh as well as the performance of the heat pump circuits on the other Cycle passes.

9. The method according to any one of claims 1 to 8, characterized in that that at least one of the heat pump circuits additionally heat to another to be heated medium delivered and / or via at least one of the heat pump circuits additional heat is absorbed by another medium to be cooled.

10. The method according to claim 9, characterized in that the further, through at least one of the heat pump circuits to erhijze.de medium custom., çasse. is.

11. The method according to any one of claims 1 to 10 for air conditioning and dehumidification of room air, where room air is recirculated and a mixture of fresh air and room air is cooled, dehumidified and heated as well as part of the room air as Exhaust air is discharged, characterized in that the additional heat from the Exhaust air is withdrawn or discharged to this.

12. Device for performing the method according to claim 1, characterized by one with evaporator, compressor and condenser in series equipped heat pump circuit, one each with a circulation device and at least one heat exchanger provided cooling and heating circuit, wherein Flow cross-sections of the evaporator and the condenser each have a partial section of the cooling or heating circuit, as well as at least one additional heat exchanger, whose flow cross-sections at least partially via branch lines with the cooling and, are connected to the heating circuit.

13. The apparatus according to claim 12, characterized in that the leading from the cooling or heating circuit to the additional heat exchanger, each from and return line existing branch lines in terms of flow in each case above the flow cross-sections of the evaporator or condenser open into the corresponding circuit.

14. The apparatus according to claim 13, characterized in that the Junctions of the feed lines each control valves as well as upstream to these Temperature sensors influencing the setting of the control valves in the cooling or heating circuit are arranged.

15. The device according to claim 14, characterized in that in the cooling or heating circuit Temperature regulators located upstream with respect to the control valves are arranged, on the one hand with a die Rücklinien.mit the flow cross sections of the additional heat exchanger connecting switchable three-way valve and on the other hand coupled with that of the temperature sensors at the junctions of the feed lines are.

16. The device according to claim 15, characterized in that in the cooling and heating circuit between the flow cross-sections of the evaporator or condenser as well as the junction of the return lines each further, by means of the temperature controller Switchable temperature sensors are provided with control devices for the compressor stages of the heat pump circuit are connected.

17. Device according to one of claims t2 to lc, characterized in that then further heat pump crises are planned are that too Via the evaporator and condenser flow cross-sections with the cooling or heating circuit are coupled.

18. Device according to one of claims 12 to 17, characterized in that that at least one of the heat pump circuits two or more parallel-connected Has condenser and / or evaporator, one of which is connected to the heating or cooling circuit and the other with additional, heat absorbing or emitting cycles are coupled.