DE2815523A1 - SYSTEM FOR HEATING AND HOT WATER SUPPLY OF BUILDINGS WITH A HEAT PUMP - Google Patents
SYSTEM FOR HEATING AND HOT WATER SUPPLY OF BUILDINGS WITH A HEAT PUMPInfo
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Description
Anlage zur Heizung; und Warmwasserversorgung von Gebäuden mit einer WärmepumpeSystem for heating; and hot water supply to buildings with a heat pump
Die Erfindung betrifft eine Anlage zur Heizung und Warmwasserversorgung von Gebäuden mit einer Wärmepumpe gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1. Die Anlage kann allein mit der Wärmepumpe oder in Verbindung mit einer zusätzlichen Wärmequelle arbeiten.The invention relates to a system for heating and hot water supply of buildings with a heat pump according to the preamble of claim 1. The system can only use the heat pump or work in conjunction with an additional heat source.
In Wohngebäuden werden zur Erzeugung des verbrauchten warmen Wassers etwa 30 $ der in den Gebäuden insgesamt benötigten Energie verbraucht· Es ist daher aus Gründen eines wirtschaftlichen Betriebes wünschenswert, die Wärmepumpe auch im größtmöglichen umfang für die Erzeugung des zum Verbrauch bestimmten Heißwassers zu verwenden. Da die Wirtschaftlichkeit des Betriebes einer Wärmepumpe im hohen Grade von den Betriebsbedingungen abhängig ist, sollte die Verwendung einer Wärmepumpe zur Erzeugung des Heißwassers nicht dazu führen, daß die Betriebsbedingungen verschlechtert werden, die durch ihre Hauptaufgabe, nämlich die Raumheizung, bestimmt werden. Dies wird im folgenden näher erklärt werden.In residential buildings, around $ 30 of the total required in the buildings is needed to generate the hot water consumed Energy consumed · It is therefore economical for the sake of it Operation desirable, the heat pump to the greatest possible extent for the generation of the intended for consumption To use hot water. Since the profitability of the operation of a heat pump depends to a large extent on the operating conditions depends, the use of a heat pump to generate the hot water should not lead to the operating conditions which are determined by their main task, namely space heating. This is explained below be explained in more detail.
Der Wärmebedarf eines Gebäudes ist etwa proportional der Differenz zwischen der Innentemperatur des Gebäudes und der Außentemperatur. Wenn das Gebäude mit Wärmeaustauscheranordnungen - imThe heat demand of a building is roughly proportional to the difference between the inside temperature of the building and the outside temperature. If the building with heat exchanger arrangements - im
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folgenden "Heizkörper*1 genannt - geheizt wird, durch welche heißes Wasser zirkuliert, so muß die Wassertemperatur um so höher sein, je größer die von den Heizkörpern abzugebende Wärmemenge ist. -The following "radiator * 1 is called - if the heating, through which hot water circulates, the water temperature must be higher, the greater the amount of heat to be given off by the radiators. -
Als Beispiel wird angenommen, daß die Heizanlage des Gebäudes so bemessen ist, daß sie eine Raumtemperatur von +20 C bei einer Außentemperatur von -2O0C aufrechtzuerhalten vermag· Unter diesen Betriebsbedingungen wird die Leistung der Heizanlage zu 100 tfo ausgenutzt. Die Heizkörper sind derart bemessen, daß sie diese maximale Leistung bei einer Zuflußtemperatur des Wassers von 6O0C und einer Abflußtemperatur von 4O0C abzugeben vermögen. Bei einer Außentemperatur von O0C werden etwa 50 $ der maximalen Leistung der Heizanlage benötigt, iur die Übertragung dieser Leistung ist eine Temperatur des einlaufenden Wassers (Speisewasser) von 4O0C und eine Temperatur des Rückwassers von 3O0C erforderlich. Bei einer Außentemperatur von +10 C werden etwa 25 f° der maximalen Leistung der Heizanlage benötigt, und die entsprechenden Wassertemperaturen betragen 30 und 250C. Die genannten· Werte sind theoretisch. Sie berücksichtigen nicht die Einflüsse von beispielsweise der Sonneneinstrahlung» unterschiedlichen Ventilationsgraden usw. Sie zeigen jedoch deutlich die mögliche starke Reduktion der Speisetemperatur bei äußeren Temperaturen, die über der der Bemessung zugrundeliegenden minimalen Temperatur liegen.As an example it is assumed that the heating system of the building is dimensioned in such a way that it is able to maintain a room temperature of +20 C with an outside temperature of -2O 0 C. Under these operating conditions, the output of the heating system is used to 100 tfo . The radiators are dimensioned such that they are able to deliver this maximum power at a Zuflußtemperatur of water from 6O 0 C and an outflow temperature of 4O 0 C. At an external temperature of from 0 ° C to about 50 $ of the maximum power of the heating required in law, the transmission of this power, a temperature of the incoming water (feed water) of 4O 0 C and a temperature of the return water of 3O 0 C is required. With an outdoor temperature of +10 C about 25 ° F of the maximum power of the heating system are needed, and the corresponding water temperatures are from 30 to 25 0 C. The values referred · are theoretical. They do not take into account the influences of, for example, solar radiation »different degrees of ventilation, etc. However, they clearly show the possible strong reduction in the feed temperature at external temperatures that are above the minimum temperature on which the measurement is based.
Bei Anlagen, in welchen Wärmepumpen vollständig oder teilweise den Wärmebedarf des Gebäudes decken, ist es besonders wertvoll,In systems in which heat pumps completely or partially cover the heating requirements of the building, it is particularly valuable to
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die obengenannten Verhältnisse zu betrachten. Für die Wärmepumpe ist es charakteristisch, daß ihre Wärmeabgabe stets größer ist als die erforderliche Antriebsleistung. Das Verhältnis von Heizleistung zur Antriebsleistung, die sogenannte Leistungsziffer, ist ein Maß für die Ausnutzung der Wärmepumpe. Je größer die leistungsziffer ist, eine um so größere Energieersparnis ist möglich. Die Leistungsziffer ist stark abhängig von der Temperatur, bei der die Wärme abgegeben wird, d.h. von der Wassertemperatur in dem obengenannten Beispiel. Je niedriger diese Wassertemperatur ist, eine um so größere Leistungsziffer wird erreicht. Für den wirtschaftlichen Einsatz von Wärmepumpen ist es notwendig, die Möglichkeit auszunutzen, die Speisetemperatur herabzusetzen bei Außentemperaturen, die über der der Bemessung zugrundegelegten Außentemperatur liegen. Bei bekannten Anordnungen wird dies dadurch erreicht, daß man die Lei-r stung der Wärmepumpe so steuert, daß das Zirkulationswasser auf eine Temperatur aufgeheizt wird, welche sich mit der Außentemperatur entsprechend dem obengenannten theoretischen Beispiel ändert·to consider the above conditions. It is characteristic of the heat pump that its heat output is always greater than the required drive power. The ratio of Heating power to drive power, the so-called performance figure, is a measure for the utilization of the heat pump. The greater the performance ratio, the greater the energy savings is possible. The performance figure is heavily dependent on the Temperature at which the heat is given off, i.e. the water temperature in the above example. The lower This is the water temperature, the greater the coefficient of performance is achieved. For the economical use of heat pumps it is necessary to take advantage of the possibility of reducing the feed temperature at outside temperatures above the the outside temperature on which the measurement is based. In known arrangements, this is achieved in that the Lei-r stung of the heat pump controls so that the circulation water is heated to a temperature which is equal to the outside temperature changes according to the above theoretical example
Das Beispiel zeigt auch, daß Temperaturen, die besonders bei hohen Außentemperaturen für die Heizung ausreichend sind, für die Aufbereitung des zu verbrauchenden Heißwassers nicht ausreichen. Aus diesem Grunde wird zum Zwecke der Aufbereitung des Heißwassers gewöhnlich von dem Umstand Gebrauch gemacht, daß das Gas nach seiner Kompression in dem Kompressor der Wärmepumpe eine Temperatur hat, die bedeutend höher ist als die Kondensationstemperatur in dem Kondensator der Wärmepumpe. Daher werden Wärmepumpen, die sowohl für die Heizung als auch für die WarmwasseraufbereitungThe example also shows that temperatures that are sufficient for heating, especially at high outside temperatures, are not sufficient for the preparation of the hot water to be consumed. For this reason, for the purpose of treating the hot water, use is usually made of the fact that the gas, after its compression in the compressor of the heat pump, has a temperature which is significantly higher than the condensation temperature in the condenser of the heat pump. Therefore, heat pumps are used for both heating and hot water
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verwendet werden, mit einem zusätzlichen Wärmeaustauscher ausgerüstet, einem sogenannten Gaskühler, zur Aufheizung des .Heißwassers. Der Gaskühler ist zwischen dem Kompressor und dem Kondensator der Wärmepumpe angeordnet. Die Wärmemenge, die dem Gaskühler entnommen werden kann, ist jedoch direkt abhängig von dem Leistungsniveau, auf welchem die Wärmepumpe arbeitet. Zu Zeiten mit geringem Heizungsbedarf ist daher die durch Kühlung des komprimierten Gases zur Verfügung stehende Wärme für die Heißwasseraufbereitung unzureichend. Dieses Problem wurde bisher in der Weise gelöst, daß man die Leistung und Kondensationstemperatur der Wärmepumpe über die Werte erhöht hat, die für die Heizung erforderlich sind, wodurch das Kühlmittel bereits in dem Gaskühler zur Kondensation gebracht wird und die Wärmezufuhr zu dem Heißwasser vergrößert wird.are used, equipped with an additional heat exchanger, a so-called gas cooler, to heat the .Hot water. The gas cooler is between the compressor and the The condenser of the heat pump is arranged. However, the amount of heat that can be drawn from the gas cooler is directly dependent the performance level at which the heat pump is working. At times when the need for heating is low, the heat available through cooling the compressed gas is therefore available for the Insufficient hot water preparation. This problem has so far been solved in such a way that one has increased the power and condensation temperature of the heat pump over the values for the heating are required, whereby the coolant is already brought to condensation in the gas cooler and the supply of heat to which hot water is enlarged.
Die der vorliegenden Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht im wesentlichen darin, den Grad der Verwendbarkeit und der Wirtschaftlichkeit des Betriebes einer Wärmepumpe zu vergrößern, die gleichzeitig der Gebäudeheizung und der Warmwasserversorgung dient·The object underlying the present invention is essentially the degree of usability and the To increase the profitability of the operation of a heat pump, the building heating and the hot water supply at the same time serves
Zur Lösung dieser Aufgabe wird eine Anlage gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1 vorgeschlagen, die erfindungsgemäß die im kennzeichnenden Teil des Anspruches 1 genannten Merkmale hat.To solve this problem, a system according to the preamble of claim 1 is proposed which, according to the invention, the in the characterizing Part of claim 1 has mentioned features.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen genannt.Advantageous further developments of the invention are set out in the subclaims called.
Bei der Anlage gemäß der Erfindung wird der gewöhnliche Kon-In the system according to the invention, the usual con-
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densator der Wärmepumpe zur Aufbereitung des Heißwassers da-condenser of the heat pump for the preparation of the hot water
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durch herangezogen, daß das Heißwasser durch das Rückwasser vom Heizkreis vorgeheizt wird und - abhängig vom Heizbedarf auch warmes Wasser direkt vom Kondensator zum Aufheizen des Heißwassers verwendet wird.due to the fact that the hot water is preheated by the return water from the heating circuit and - depending on the heating requirement too warm water is used directly from the condenser to heat the hot water.
Die Anlage gemäß der Erfindung bietet die vorteilhafte Möglichkeit, während eines vergrößerten Teils der jährlichen Heizperiode Heißwasser zu gewinnen, ohne die Kondensationstemperatur der Wärmepumpe über den Wert erhöhen zu müssen, der sich aus der erforderlichen Heizleistung für das Gebäude ergibt. Ferner kann der Gaskühler ausschließlich für die Kühlung des Kühlmittels entworfen und bemessen werden, was zu einer einfacheren und wirtschaftlicheren Ausführung führt.The system according to the invention offers the advantageous possibility to obtain hot water during a larger part of the annual heating season without the condensation temperature to have to increase the heat pump above the value that results from the required heating output for the building. Further the gas cooler can be designed and dimensioned exclusively for cooling the coolant, resulting in a simpler one and more economical execution.
Die Vorheizung des Heißwassers mittels Eückwasser von dem Heizkreis ist auch insofern vorteilhaft, als das Rückwasser vor seinem Eintritt in den Kondensator gekühlt wird, was zu einer niedrigeren Kondensationstemperatur und folglich einer höheren Leistungsziffer führt. Ein weiterer Vorteil besteht in der Möglichkeit, auf einfache Weise die von einer Wärmepumpe gelieferte Wärme auf die Gebäudeheizung und die Warmwasserversorgung entsprechend den herrschenden Anforderungen zu verteilen. Da der Gaskühler ebenso wie der Kondensator zur Gewinnung des Heißwassers verwendet werden kann, .-d schließlich ein weiterer Vorteil dadurch erzielt, daß ein bestimmter Teil der gesamten Wärmeabgabe stets bei einer Temperatur oberhalb der Kondensationstemperatur erfolgen kann, und zwar auch, wenn der Heizbedarf in dem Heizkreis gering ist oder wenn die Temperatur des Eückwasser s infolge der Verwendung einer· zusätzlichen Wärmequelle höher The preheating of the hot water by means of return water from the heating circuit is also advantageous in that the return water is cooled before it enters the condenser, resulting in a lower condensation temperature and consequently a higher coefficient of performance. Another advantage is the possibility of in a simple way the heat supplied by a heat pump to the building heating and the hot water supply accordingly to distribute the prevailing requirements. Because the gas cooler as well as the condenser to obtain the hot water can be used. -d Finally, another benefit achieved in that a certain part of the total heat release can always take place at a temperature above the condensation temperature, even if the heating requirement in the heating circuit is low or if the temperature of the return water is higher due to the use of an additional heat source
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ist als die zulässige Kondensationstemperatur.is than the allowable condensation temperature.
Anhand der in den Figuren gezeigten Ausführungsbeispiele soll die Erfindung näher erläutert werden. Es zeigenOn the basis of the exemplary embodiments shown in the figures the invention will be explained in more detail. Show it
Pig. 1 die wesentlichen Bestandteile einer Wärmepumpe, Pig. 2 ein Ausführungsbeispiel einer kleineren AnlagePig. 1 the essential components of a heat pump, Pig. 2 an embodiment of a smaller plant
gemäß der Erfindung,
Pig. 3 ein Ausführungsbeispiel einer größeren Anlage
gemäß der Erfindung.according to the invention,
Pig. 3 shows an embodiment of a larger plant according to the invention.
Gemäß Pig. 1 gehört zu der Wärmepumpe ein Gaskühler 1, ein Kondensator 2, ein Expansionsglied 3> ein Verdampfer 4 und ein Kompressor 5· In der Wärmepumpe zirkuliert ein Kältemittel, welches in dem Verdampfer Wärme bei einem niedrigen Temperaturniveau aufnimmt. Die Wärmeabgabe erfolgt einerseits in dem Gaskühler 1, wo das im Kompre ssor 5 komprimierte gasförmige Kühlmittel von einer hohen Temperatur, häufig über 10O0C, abgekühlt wird, und andererseits in dem Kondensator 2 durch Kondensation des Kühlmittels. Die Erfindung ist nicht be schränkt auf eine bestimmte Wärmepumpenanordnung. Pig. 1 dient lediglich dem Zweck, die Anordnung des Gaskühlers und des Kondensators in der Anlage zu zeigen. Die Wärmepumpenanlage kann abgewandelt werden, ihre Anordnung hat keine spezielle Bedeutung für die Erfindung. Aus diesem Grunde sind in den folgenden Figuren nur der Gaskühler 1 und der Kondensator 2 der Wärmepumpe gezeigt.According to Pig. 1, the heat pump includes a gas cooler 1, a condenser 2, an expansion element 3> an evaporator 4 and a compressor 5 · A refrigerant circulates in the heat pump, which absorbs heat at a low temperature level in the evaporator. Heat is on the one hand in the gas cooler 1, where the in Kompre SSOR 5 compressed gaseous refrigerant from a high temperature, commonly about 10O 0 C, is cooled, and on the other hand, in the condenser 2 by condensation of the refrigerant. The invention is not limited to any particular heat pump arrangement. Pig. 1 is only used to show the arrangement of the gas cooler and the condenser in the system. The heat pump system can be modified, its arrangement has no special meaning for the invention. For this reason, only the gas cooler 1 and the condenser 2 of the heat pump are shown in the following figures.
Pig. 2 zeigt ein Beispiel für die Anwendung der Erfindung in * einer kleineren Anlage, die beispielsweise für ein privates Wohnhaus geeignet ist· Zu der Anlage gehört ein Wassererhitzer 7»Pig. 2 shows an example of the application of the invention in * a smaller system, which is suitable for a private residence, for example · The system includes a water heater 7 »
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8 des sogenannten Speichertyps mit einem inneren Gefäß 7 für Verbrauchswasser, welches durch das Wasser in einem äußeren Gefäß 8 erhitzt wird. Die Verwendung eines sogenannten Durchlauferhitzers, "bei dem heißes Wasser durch ein spiralförmiges Rohr fließt, welches in einem Warmwasserspeicher eingebettet ist, hat keine Bedeutung für die grundsätzliche Verwendbarkeit der Erfindung,8 of the so-called storage type with an inner vessel 7 for consumption water, which through the water in an outer Vessel 8 is heated. The use of a so-called flow heater, "with the hot water through a spiral A pipe that is embedded in a hot water storage tank is irrelevant for its general usability the invention,
Der Gaskühler 1. ist als ein spiralförmiges Rohr in dem äußeren Gefäß 8 des Wasserbehälters ausgebildet.The gas cooler 1. is as a spiral tube in the outer Vessel 8 of the water tank formed.
Das Verbrauchswasser wird dem inneren Gefäß 7 des Erhitzers durch ein Rohr 9 zugeführt, welches am Boden des Gefäßes mündet· Vorgewärmtes Wasser von dem Niveau des Gaskühlers wird durch ein Rohr 10 abgeführt und wird in einem Ventil 12 mit heißem Wasser vom oberen Teil des Erhitzers gemischt, welches über ein Rohr 11 abgeführt wird·The consumption water is fed to the inner vessel 7 of the heater through a pipe 9 which opens at the bottom of the vessel Preheated water from the level of the gas cooler is discharged through a pipe 10 and is in a valve 12 with hot Water mixed from the upper part of the heater, which is discharged through a pipe 11
Vom Boden des äußeren Gefäßes 8 wird Wasser mittels einer PumpeWater is drawn from the bottom of the outer vessel 8 by means of a pump
13 durch einen Kondensator 2 und eine zusätzliche Heizbatterie13 by a capacitor 2 and an additional heating battery
14 zu Wärmeverbrauchern 15 gepumpt, wie z.B. Heizkörpern. Der Wasserstrom durch die Heizkörper und damit die Wärmeabgabe kann mittels Heizkörperventile 16 gesteuert werden· Eine Nebenleitung 17 ermöglicht einen Rückstrom des Wassers zu dem Wassererhitzer, wenn die Heizkörperventile 16 geschlossen sind.14 pumped to heat consumers 15, such as radiators. The water flow through the radiator and thus the heat dissipation can controlled by means of radiator valves 16 · A secondary line 17 allows the water to flow back to the water heater when the radiator valves 16 are closed.
Die zusätzliche Heizleistung, die der elektrischen Heizbatterie 14 entnommen werden kann, wird eingesetzt, wenn die von der Wärme-The additional heating power that can be taken from the electric heating battery 14 is used when the heating
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pumpe gelieferte Wärmemenge unzureichend ist. Die Zufuhr an elektrischer Leistung wird in Abhängigkeit der erwünschten Einlauftemperatur an den Heizkörpern 15 gesteuert. Natürlich können auch andere Methoden zur Steuerung der zusätzlichen Heizleistung verwendet werden, und es ist auch möglich, andere als elektrische Energie für die zusätzliche Heizleistung zu verwenden. Die Heizbatterie 14 kann auch zur Erzeugung von heißem Heizwasser verwendet werden. Ein Rohr 18 verbindet die Batterie 14 mit. dem äußeren Gefäß 8 des Heißwassererhitzers· Wenn das Ventil 19 in der Leitung 18 geöffnet wird, dann fließt ein Teil des von der Pumpe 13 abgepumpten Wassers direkt in den Heißwassererhitzer zurück, nachdem dieses Wasser in der Batterie 14 aufgeheizt wurde.The amount of heat supplied by the pump is insufficient. The supply of electrical power is depending on the desired Inlet temperature on the radiators 15 is controlled. Naturally Other methods of controlling the additional heating output can be used, and other methods are also possible to be used as electrical energy for the additional heating output. The heating battery 14 can also be used to generate hot heating water can be used. A tube 18 connects the battery 14 with. the outer vessel 8 of the hot water heater When the valve 19 in the line 18 is opened, some of the water pumped out by the pump 13 flows directly into the hot water heater back after this water has been heated in the battery 14.
Die Leistung der Wärmepumpe wird derart gesteuert, daß das Wasser, welches in die Heizkörper gespeist wird, eine bestimmte Temperatur, die sogenannte Speisetemperatur, annimmt. Diese Speisetemperatur ist der Außentemperatur angepaßt. Normalerweise versucht man, einen solchen Arbeitszustand zu erreichen, bei dem die Speisetemperatur derart gesteuert wird, daß die gewünschte Raumtemperatur - unabhängig von der Außentemperatur bei voll geöffneten Heizkörperventilen erreicht wird. Der Strom durch das Nebenleitungsventil ist dann gleich Null, d.h. das gesamte zirkulierende Wasser fließt durch die Heizkörper.The performance of the heat pump is controlled in such a way that the water which is fed into the radiator, a certain Temperature, the so-called feed temperature. This feed temperature is adapted to the outside temperature. Normally one tries to achieve such a working condition in which the feed temperature is controlled so that the desired Room temperature is reached regardless of the outside temperature when the radiator valves are fully open. The current through the bypass valve is then zero, i.e. all circulating water flows through the radiators.
Anordnungen zur Steuerung der Speisetemperatur in Abhängigkeit der Außentemperatur sind bekannt und deshalb in Pig. 2 nicht darge stellt·Arrangements for controlling the feed temperature as a function of the outside temperature are known and are therefore described in Pig. 2 not darge represents
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Das Rückwasser von den Heizkörpern wird dem Heißwassererhitzer im Bodenbereich des äußeren Gefäßes zugeführt, wo es kaltes Verbrauchswasser vorwärmt, welches dem inneren Gefäß 7 durch das Rohr 9 zugeführt wird,, Hierdurch wird das Rückwasser abgekühlt, bevor es in den Kondensator eintritt, wodurch ein Wärmeübergang auf das Wasser bei einer niedrigeren Kondensationstemperatur ermöglicht wird, was in einer höheren Leistungsziffer resultiert, Gleichzeitig wird der obere Teil des Heißwassererhitzers durch die Wärme erhitzt, die bei hoher Temperatur in dem Gaskühler 1 abgegeben wird·The return water from the radiators is fed to the hot water heater in the bottom area of the outer vessel, where it is cold Preheats consumption water, which is fed to the inner vessel 7 through the pipe 9, This cools the return water, before it enters the condenser, causing heat transfer to the water at a lower condensation temperature is made possible, which results in a higher coefficient of performance. At the same time, the upper part of the hot water heater is through heats the heat given off at high temperature in the gas cooler 1
Während eines großen Teils der jährlichen Heizperiode ist die Menge des Heißwassers ausreichend, welches dadurch erzeugt wird, daß man die Leistung der Wärmepumpe ausschließlich nach dem Heizbedarf des Hauses .steuert· Die Leistung ist für einen größeren Teil der Heizperiode ausreichend, als wenn man das Heißwasser nur durch die Wärme erzeugt, die vom Gaskühler geliefert wird. Die Vorwärmung des Heißwassers durch Rückwasser von den Heizkörpern verbessert die Wirtschaftlichkeit des Betriebes daher in doppelter Hinsicht, Erstens erfolgt der Wärmeaustausch im Kondensator bei einer geringeren Kondensationstemperatur, was zu einer Erhöhung der Leistungsziffer führt. Zweitens ist während dieser Betriebsperioden, in denen die Wärmeabgabe bei niedriger Temperatur r .-folgt, die Zeitspanne größer, innerhalb derer eine genügende Menge von heißem Wasser bereitgestellt werden kann, wenn die Leistung der Wärmepumpe nur nach dem Heizbedarf des Hauses gesteuert wird.During a large part of the annual heating season, the amount of hot water is sufficient, which is generated by controlling the output of the heat pump exclusively according to the heating needs of the house generated only by the heat supplied by the gas cooler. The preheating of the hot water by means of return water from the radiators improves the economic efficiency of the operation in two ways. First, the heat exchange in the condenser takes place at a lower condensation temperature, which leads to an increase in the coefficient of performance. Second, the period of time is greater during these periods of operation in which the heat output r at low temperature.-Follows, within which a sufficient amount can be provided by hot water, when the power of the heat pump is controlled only after the heating demand of the building.
Wenn die Menge des auf diese Weise bereitgestellten heißen Wassers ungenügend ist, dann wira die? Leistung der Wärmepumpe überWhen the amount of hot water provided in this way is insufficient, then what? Output of the heat pump over
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den Wert erhöht, der erforderlich ist, um die der Außentemperatur entsprechende Speisetemperatur zu erreichen. Dies bedeutet, daß die Eaumtemperatur anzusteigen versucht, was zur Folge hat, daß die Heizkörperventile 16 den Fluß durch die Heizkörper drosseln. Es wird dann das Nebenleitungsventil 17 geöffnet, so daß ein Teil des in dem Kondensator erhitzten Wassers direkt zu dem Heißwassererhitzer zurückgeführt wird. Ein veränderlicher Teil der Wärme, die in dem Kondensator der Wärmepumpe abgegeben'wird, wird somit direkt zur Aufbereitung des heißen Wassers verwendet. Eine extreme Situation liegt dann vor, wenn der Heizungsbedarf des Hauses Null ist. Dann wird das gesamte zirkulierende Wasser nach seiner Aufheizung im Kondensator zum Heißwassererhitzer zurückgeführt. Die gesamte Leistung der Wärmepumpe wird dann zur Aufbereitung des heißen Wassers verwendet. Dank des Umständes, daß der Gaskühler dem heißen Wasser ständig Wärme bei einer' Temperatur oberhalb der Kondensationstemperatur zuführt, ist es möglich, das heiße Wasser auf eine Temperatur zu bringen, die oberhalb der Kondensationstemperatur liegt. Ein auslösender Impuls zur Erhöhung der leistung der Wärmepumpe über den für die Heizung des Gebäudes erforderlichen Wert kann beispielsweise von einem Temperaturfühler in dem Heißwassererhitzer geliefert werden, wenn die Temperatur des Heißwassers unter einen vorgegebenen Wert sinkt.increases the value that is required to reach the feed temperature corresponding to the outside temperature. This means, that the room temperature tries to rise, with the result that the radiator valves 16 the flow through the radiator throttle. The bypass valve 17 is then opened so that part of the water heated in the condenser is returned directly to the hot water heater. A changeable one Part of the heat that is given off in the condenser of the heat pump is thus used directly for processing the used hot water. An extreme situation is when the heating requirement of the house is zero. Then it will be all circulating water is returned to the hot water heater after it has been heated in the condenser. The whole The output of the heat pump is then used to treat the hot water. Thanks to the fact that the gas cooler is the hot water constantly supplies heat at a 'temperature above the condensation temperature, it is possible to use the hot water to bring to a temperature which is above the condensation temperature. A triggering impulse to increase the output of the heat pump beyond the value required for heating the building can be obtained, for example, from a temperature sensor in the hot water heater when the temperature of the hot water drops below a predetermined value.
Pig. 3 zeigt ein Ausführungsbeispiel der Erfindung für eine größere Anlage, wie sie beispielsweise in einem Appartementhaus Verwendung finden kann. Soweit in Pig. 3 die gleichen Bezugszeichen wie in Pig. 2 verwendet sind, handelt es sich um ent- Pig. 3 shows an embodiment of the invention for a larger system, such as in an apartment house Can be used. So much for Pig. 3 has the same reference numerals as in Pig. 2 are used, it is a matter of
8098A3/07H . n _8098A3 / 07H. n _
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sprechende Gegenstände· Die Bezugszeichen 17* und 19* in Fig. 3 bezeichnen Dreiwegventile· Der Gaskühler 1 ist außerhalb des Heißwassererhitzers angeordnet· Zusätzliche Wärme wird von einem ölgefeuerten Ofen 14* bezogen· Die Anlage nach Fig· 3 enthält folgende in Pig, 3 nicht vorhandene Gegenstände: eine Pumpe 21, die im Heizkreis liegt; eine Pumpe' 22, welche das Wasser durch den Gaskühler 1 pumpt; ein Dreiwegeventil 23, durch welches warmes Wasser erforderlichenfalls an dem Ofen 14f vorbei in den Heizkreis geleitet werden kann; ein Ventil 24 in der Riickleitung von den Heizkörpern und ein Rückschlagventil 20.Speaking objects · The reference numerals 17 * and 19 * in Fig. 3 denote three-way valves · The gas cooler 1 is arranged outside the hot water heater · Additional heat is obtained from an oil-fired furnace 14 * existing objects: a pump 21, which is located in the heating circuit; a pump 22 which pumps the water through the gas cooler 1; a three-way valve 23, through which warm water can, if necessary, be directed past the furnace 14 f into the heating circuit; a valve 24 in the return line from the radiators and a check valve 20.
Die Anlage gemäß Hg· 3 arbeitet im wesentlichen entsprechend wie die oben beschriebene Anlage gemäß Fig. 2. Sie soll daher nur kurz erläutert werden. Die Pampe 13 pumpt Rückwasser von dem Hauptkreis durch den Bodenbereich des Heißwassererhitzers und den Kondensator zurück zu dem Hauptkreis. Die Pumpe 21 pumpt das Wasser weiter durch die Heizkörper 15. Die Pumpe 22 pumpt das Wasser von dem Heißwassererhitzer durch den Gaskühler 1 zurück zum Heißwassererhitzer„The system according to FIG. 3 works essentially in the same way as the system according to FIG. 2 described above. It should therefore will only be briefly explained. The Pampe 13 pumps back water from the main circuit through the bottom area of the hot water heater and the condenser back to the main circuit. The pump 21 continues to pump the water through the radiators 15. The pump 22 pumps the water from the hot water heater through the gas cooler 1 back to the hot water heater "
Die Leistung der Wärmepumpe wird so gesteuert, daß man eine von der Außentemperatur abhängige geeignete Speisetemperatur erhält. Das Heißwasser wird z. T. erhitzt durch das Rückwasser von den Heizkörpern und z· T, von der Wärme, die von der Wärmepumpe im Gaskühler 1 abgegeben wird· Sollte die auf diese Weise aufbereitete Heißwassermenge unzureichend sein, was z.B. durch den Temperaturfühler in dem Heißwassererhitzer angezeigt werden kann, so wird die Leistung der Wärmepumpe erhöht, was zu einerThe output of the heat pump is controlled in such a way that a suitable feed temperature is obtained depending on the outside temperature receives. The hot water is z. Partly heated by the return water from the radiators and partly by the heat from the heat pump is dispensed in the gas cooler 1 If the amount of hot water treated in this way is insufficient, which can be caused e.g. by the temperature sensor in the hot water heater can be displayed, the output of the heat pump is increased, resulting in a
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Erhöhung der Temperatur hinter dem Kondensator 2 führt. Die Speisetemperatur ist dann höher, als mit Rücksicht auf die herrschende Außentemperatur erforderlich ist. Dies wird dadurch ausgeglichen, daß ein Teil des von der Pumpe 13 gepumpten Wassers in den Heißwassererhitzer durch das Dreiwegeventil 17* zurückgeführt wird. Ein veränderlicher Teil der im Kondensator abgegebenen Wärme kann daher direkt zur Aufbereitung des Heißwassers verwendet werden. Eine extreme Situation ergibt sich dann, wenn der Heizbedarf des Gebäudes Null ist. Dann wird das gesamte von der Pumpe 13 gepumpte Wasser direkt vom Kondensator in den Heißwassererhitzer zurückgeleitet.Increase in the temperature behind the condenser 2 leads. The feed temperature is then higher than with regard to the prevailing outside temperature is required. This is compensated by the fact that part of the pumped by the pump 13 Water is returned to the hot water heater through the three-way valve 17 *. A variable part of that in the capacitor The heat given off can therefore be used directly to prepare the hot water. An extreme situation arises when the heating requirement of the building is zero. Then all of the water pumped by the pump 13 is taken directly from the condenser returned to the hot water heater.
Zusätzliche Wärme, die möglicherweise zur Heizung des Gebäudes erforderlich ist, erhalt man, indem warmes Wasser von dem Ofen 14' durch das Dreiwegeventil 23 in den Hauptkreis geleitet wird. Zusätzliche Wärme von dem Ofen 14* kann nötigenfalls auch zur Gewinnung des Heißwassers verwendet werden, indem warmes Wasser durch das Dreiwegeventil 19* geleitet wird.Additional heat that may be required to heat the building is obtained by drawing warm water from the stove 14 'is passed through the three-way valve 23 into the main circuit. If necessary, additional heat from the furnace 14 * can also be used to obtain the hot water by adding warm water is passed through the three-way valve 19 *.
Neben den bereits bei der Erläuterung der Anlage gemäß Pig. 2 genannten Vorteilen hat die Anlage gemäß Pig. 3 noch den weiteren Vorteil, daß die Ventile 17* und 24 so eingestellt werden können, daß das Vorheizen des Heißwassers in dem Heißwassererhitzer im wesentlichen nur durch das warme Wasser von dem Kondensator erfolgt. Diese Möglichkeit ist in dem Falle von Wert, daß das Rückwasser von den Heizkörpern infolge der zusätzlichen Wärme eine Temperatur hat, die über der maximal zulässigen Kondensationstemperatur im Kondensator liegt. Die Wärmepumpe kann dann immer noch zur Gewinnung von Heißwasser betrieben werden.In addition to the information given in the explanation of the system according to Pig. 2, the system has advantages according to Pig. 3 still the others Advantage that the valves 17 * and 24 can be adjusted so that the preheating of the hot water in the hot water heater in the essentially only takes place through the warm water from the condenser. This possibility is of value in the event that the return water from the radiators is due to the additional heat has a temperature that is above the maximum permissible condensation temperature in the condenser. The heat pump can then can still be operated for the production of hot water.
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In den oben beschriebenen Ausführungsbeispielen der Erfindung ist der Heißwassererhitzer als eine einzige Einheit dargestellt« Die" Erfindung erstreckt sich jedoch auch auf Anlagen, die zwei getrennt Heißwassererhitzer haben, von denen der eine mit Wärme von dem Rückwasser und dem Kondensator versorgt wird, während der andere mit Wärme von dem Gaskühler versorgt wird.In the embodiments of the invention described above the hot water heater is shown as a single unit "The" invention also extends to systems that have two separate hot water heaters, one of which is supplied with heat from the return water and the condenser while the other is supplied with heat from the gas cooler.
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Claims (1)
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SE7704492-3A SE405409B (en) | 1977-04-20 | 1977-04-20 | SYSTEM FOR SIMULAR HEATING AND DHW PREPARATION WITH THE HEAT PUMPS |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE2815523A1 true DE2815523A1 (en) | 1978-10-26 |
Family
ID=20331065
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE19782815523 Withdrawn DE2815523A1 (en) | 1977-04-20 | 1978-04-11 | SYSTEM FOR HEATING AND HOT WATER SUPPLY OF BUILDINGS WITH A HEAT PUMP |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE2815523A1 (en) |
| GB (1) | GB1570844A (en) |
| SE (1) | SE405409B (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| AT387092B (en) * | 1983-08-17 | 1988-11-25 | Seebacher Theodor | Device for heating a heat carrier (heat bearing agent, heat-conveying medium) for a heater circuit, and for heating service water with the aid of a heating medium |
-
1977
- 1977-04-20 SE SE7704492-3A patent/SE405409B/en not_active IP Right Cessation
-
1978
- 1978-03-29 GB GB12307/78A patent/GB1570844A/en not_active Expired
- 1978-04-11 DE DE19782815523 patent/DE2815523A1/en not_active Withdrawn
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| AT387092B (en) * | 1983-08-17 | 1988-11-25 | Seebacher Theodor | Device for heating a heat carrier (heat bearing agent, heat-conveying medium) for a heater circuit, and for heating service water with the aid of a heating medium |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| GB1570844A (en) | 1980-07-09 |
| SE405409B (en) | 1978-12-04 |
| SE7704492L (en) | 1978-10-21 |
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