DE29921889U1 - Wärmepumpenheizzentrale - Google Patents
WärmepumpenheizzentraleInfo
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Description
Bez.: Wärmepumpenheizzentral€ "I" ' I l „ * * &igr; n : Aktenzeichen: 299 21889.9
Anmelder: GPV management
Wärmepumpenheizzentralen zur Beheizung von Gebäuden und zur Brauchwassererwärmung
üblicher Bauart, wie sie in den Firmenunterlagen von Siemens, Ochsner und in der
Arbeitsmappe des Initiativkreises Wärmepumpe e.V. beschrieben sind, bestehen neben der
primären Wärmequelle und der Wärmepumpe aus mindestens zwei getrennten Speicherndem
Puffer- bzw. Trennspeicher und dem Speicher zur Brauchwassererwärmung. Hierdurch
entsteht ein erhöhter Platzbedarf und die Gesamtkosten der Anlage steigen.
üblicher Bauart, wie sie in den Firmenunterlagen von Siemens, Ochsner und in der
Arbeitsmappe des Initiativkreises Wärmepumpe e.V. beschrieben sind, bestehen neben der
primären Wärmequelle und der Wärmepumpe aus mindestens zwei getrennten Speicherndem
Puffer- bzw. Trennspeicher und dem Speicher zur Brauchwassererwärmung. Hierdurch
entsteht ein erhöhter Platzbedarf und die Gesamtkosten der Anlage steigen.
Die Einzelelemente der Anlage werden für jedes Projekt neu zusammengestellt.
Bei der Auslegung von Wärmepumpenheizzentralen üblicher Bauart gemäß den geltenden Vorschriften zur Dimensionierung von Heizungsanlagen ist für Außentemperaturen unterhalb der in o.g. genannten Vorschrift festgelegten Außentemperaturen die Wärmeversorgung zur Gebäudebeheizung und Brauchwassererwärmung nicht mehr vollständig abgesichert. Es müssen die Anlagen zur Absicherung einer ausreichenden Wärmeversorgung bezüglich der Wärmepumpe und der Wärmequelle überdimensioniert werden., Hierdurch entstehen wiederum erhebliche Mehrkosten.
Um diese Überdimensionierung zu umgehen werden in o.g. Literatur bivalent arbeitende Wärmepumpenheizzentralen beschrieben, denen unterhalb des Bivalenzpunktes eine weitere Energiequelle wie Gas- oder Öl-Heizungssysteme zugeschalten werden. Dabei ist sowohl ein Prallelbetrieb, als auch der Einzelbetrieb jeder einzelnen Heizanlage möglich. Nachteilig ist bei dieser Art der bivalenten Arbeitsweise, dass zwei Energieträgersysteme für den Betrieb der Heizanlage benötigt werden.
Übliche Brauchwassererwärmungsanlagen in Wärmepumpenheizungsanlagen arbeiten als Speicher, d.h. das erwärmte Brauchwasser wird in einem speziellen Speicher vorgehalten. Da Wärmepumpenanlagen wegen ihres Wikungsgrades mit möglichst geringen Ausgangstemperaturen von < 600C arbeiten, ist zum Abbau biologischer Verunreinigungen bei Speichersystemen mit Speichervolumina >=300 1 ein gesondertes Brauchwassererwärmungssystem erforderlich, welches in definierten Zeitabständen eine Erwärmung des gespeicherten Brauchwassers über 600C absichert. Die Brauchwasserspeicher müssen aus hochveredelten Materialien bestehen, um eine chemische Verunreinigung des Bauchwassers auszuschließen. Hierdurch entstehen erhebliche Mehrkosten.
Für den Betrieb von Wärmepumpenheizzentralen zur Gebäudebeheizung und Brauchwassererwärmung in Kombination mit Solarkollektoranlagen wird üblicherweise die mittels der Solarkollektoren gewonnen Wärmeenergie unmittelbar dem Brauchwasserspeicher zur Brauchwassererwärmung oder zur Heizungsunterstützung der primären Wärmequelle für die Wärmepumpe zugeführt. Bei der Kombination der Solarkollektoranlage mit der Brauchwasserwärmung sind niedrige Solarenergiegewinne nicht nutzbar.
Bei üblichen monovalent arbeitenden Wärmepumpenheizzentralen ist im Havariefall der Wärmepumpe keine Grundversorgung mit Wärmeenergie möglich, d.h. sowohl die Gebäudebeheizung als auch die Brauchwasserwärmung sind nicht arbeitsfähig.
Übliche, wie in o.g. Literatur beschriebene Wärmepumpenheizzentralen sind bei der Sanierung von Gebäuden mit Heizungssytemen mit Vorlauftemperaturen >60°C nicht einsetzbar. Es muss, wenn Wärmepumpenheizentralen zum Einsatz kommen sollen, die gesamte Heizungsanlage auf ein Temperatursystem mit Heizungsvorlauftemperaturen <60°C umgestellt werden. Diese Umstellung ist mit hohen Kosten verbunden und macht somit die Umstellung auf den Einsatz der Wärmepumpenheizung unökonomisch.
Bez.: Wärmepumpenheizzentrald ":* ' : * * * ] '] · Aktenzeichen: 299 21889.9
Anmelder: GPV management
Die in den Schutzansprüchen 1 bis 19 genannte Erfindung ermöglicht es, die aufgeführten Probleme und Nachteile üblicher Wärmepumpenheizzentralen auszuschließen und somit eine weitestgehend universell einsetzbare und mit optimierten Investitionskosten verbundene ökologische Wärmeenergiequelle für Neubauvorhaben und Altbausanierung zu realisieren.
1. Das gewählte Bausteinprinzip ermöglicht eine Minimierung des Projektierungsaufwandes.
2. Es bestehen keine Einschränkungen bezüglich der nutzbaren primären Wärmequellen.
3. Es wird nur ein Energieträger, die Elektroenergie benötigt.
4. der Multifunktionsspeicher (2) vereinigt die üblicherweise getrennten Puffer bzw Trennspeicher und Brauchwasserspeicher zu einem universellen Speicher mit Anschlußmöglichkeit einer Solarkollektoranlage. Hierdurch werden die Kosten und der Raumbedarf optimiert.
5. Durch das gewählte Durchlaufverfahren zur Brauchwassererwärmung werden keine gesonderten Systeme zur Überhitzung des Brauchwassers benötigt, um biologische Verunreinigungen abzubauen.
6. Durch das gewählte Durchlaufverfahren zur Brauchwassererwärmung werden keine hochveredelten korrosionsbestädigen Behältermaterialien benötigt.
7. Durch den Einsatz der integrierten elektrischen Widerstandsheizung (4) wird eine Optimierung der Wärmepumpe (1) und der primären Wärmequelle(4) erreicht.
8. Durch den Einsatz der integrierten elektrischen Widerstandsheizung (4) ist auch bei Außentemperaturen unterhalb der in den Auslegungsvorschriften für Heizungsanalgen festgelegten Außentemperaturen eine ausreichende Wärmeenergiebereitstellung abgesichert.
9. Durch den Einsatz der integrierten elektrischen Widerstandsheizung (4) ist im Havariefall der Wärmepumpe (19 eine Grundwärmeenergieversorgung sowohl für die Gebäudebeheizung als auch für die Brauchwassererwärmung abgesichert.
10. Durch den Einsatz der integrierten elektrischen Widerstandsheizung (4) ist der Einsatz der erfindungsgemäßen Wärmepumpenheizzentrale auch in Heizungssystemen mit Heizkreisvorlauftemperaturen >60°C ökonomisch möglich.
11. In der erfindungsgemäßen Wärmepumpenheizzentrale ist die Nutzung der Wärmeenergie aus in das System eingebundenen Solarkollektoranlagen sowohl für die Brauchwassererwärmung als auch zur Heizungsunterstützung und Solevorwärmung möglich.
In der Zeichung 1 ist das Zusammenwirken der Grundelemente der erfindungsgemäßen Wärmepumpenheizzentrale dargestellt.
Bez.: Warmepumpenheizzentrale* *-:*'; :. ; * * \\ \ Aktenzeichen: 29921889.9
Anmelder: GPV management
Bezugszeichenliste
1 Wärmepumpe
2 Multitunktionsspeicher
3 integrierte elektrische Widerstandsheizung
4 Wärmequelle (dargestellt als Erdkollektor)
5 Heizkreis
6 Wärmetauschersystem zur Brauchwassererwärmung
7 Wärmetauscher zur Brauchwasservorwärmung
8 Wärmetauscher zum Anschluss einer Solarkollektoranlage
9 Solarkollektor
Claims (9)
1. Wärmepumpenheizzentrale zur Beheizung von Gebäuden und zur Brauchwassererwärmung dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmepumpenheizzentrale aus den Grundelementen
- Wärmepumpe (1),
- Multifunktionsspeicher (2) und
- integrierten elektrischen Widerstandsheizung (3)besteht und
- diese Grundelemente durch eine spezielle Hydraulik miteinander verbunden sind;
- das Zusammenwirken dieser Grundelemente in Verbindung mit einer primären Wärmequelle (4) und dem Heizkreis (5) durch eine spezielle Regelungstechnik organisiert wird.
2. Wärmepumpenheizzentrale nach Schutzanspruch (1) dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmepumpenheizzentrale in einem Bausteinsystem, bestehend aus den drei Grundbausteinen
- bivalent monoenergetisch arbeitende Wärmepumpenheizzentrale ohne Brauchwassererwärmung,
- bivalent monoenergetisch arbeitende Wärmepumpenheizzentrale mit Brauchwassererwärmung und
- bivalent monoenergetisch arbeitende Wärmepumpenheizzentrale mit solarthermischer Brauchwassererwärmung und Heizungsunterstützungmit jeweils drei Leistungsstufen angeboten wird.
3. Wärmepumpenheizzentrale nach Schutzanspruch (1 bis 2) dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmepumpenheizzentrale sowohl
- im Neubau, als auch
- bei der Gebäudesanierungeingesetzt werden kann.
4. Wärmepumpenheizzentrale nach Schutzanspruch (1 bis 3) dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmepumpe (1) als primäre Wärmeenergiequelle (4) gespeicherte Solarenergie nutzt und mit Elektroenergie angetrieben wird.
5. Wärmepumpenheizzentrale nach Schutzanspruch (1 bis 4) dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmepumpenheizzentrale in Heizungsanlagen mit
- Fußbodenheizungen mit Heizkreisvorlauftemperaturen bis zu 45°C und
- Flächenheizkörpern mit Heizkreisvorlauftemperaturen bis 55°C und in
- Flächenheizkörpern mit Heizkreisvorlauftemperaturen bis 70°Cökonomisch eingesetzt werden können.
6. Wärmepumpenheizzentrale nach Schutzanspruch (1 bis 5) dadurch gekennzeichnet, dass die gespeicherte Solarenergie in Form sowohl von
- Erdwärme
- Grundwasser
- Oberflächenwasser und
- Luftgenutzt werden kann.
7. Wärmepumpenheizzentrale nach Schutzanspruch (1 bis 6) dadurch gekennzeichnet, dass die als Erdwärme gespeicherte Solarenergie mittels
- vertikalen Sonden und/oder
- horizontalen Kollektorendem Erdreich entzogen werden kann.
8. Wärmepumpenheizzentrale nach Schutzanspruch (1 bis 7) dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmepumpenheizzentrale bivalent, monoenergetisch arbeitet.
9. Wärmepumpenheizzentrale nach Schutzanspruch (1 bis 8) dadurch gekennzeichnet, dass der Multifuktionsspeicher (3) die Funktionen
- Pufferspeicher bzw. Trennspeicher bzw. Wasserweiche,
- Brauchwasseraufbereitung und
- Einspeisepunkt für Solarkollektoranlagein sich vereinigt.
- Wärmepumpenheizzentrale nach Schutzanspruch (1 bis 9) dadurch gekennzeichnet, dass als zweite Wärmeenergiequelle die integrierte elektrische Widerstandsheizung (3) zum Einsatz kommt.
- Wärmepumpenheizzentrale nach Schutzanspruch (1 bis 10) dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmepumpe (1) und die integrierte elektrische Widerstandsheizung (3) zur Wärmeenergieerzeugung unterhalb einer definierten Wärmepumpen-Wasserrücklauftemperatur parallel arbeiten.
- Wärmepumpenheizzentrale nach Schutzanspruch (1 bis 11) dadurch gekennzeichnet, dass die integrierte elektrische Widerstandsheizung (3) sowohl
- unterhalb des Bivalenzpunktes zur Heizungsunterstützung als auch im Bedarfsfall
- unabhängig von der Außentemperatur zur Brauchwassererwärmung eingesetzt wird.
- Wärmepumpenheizzentrale nach Schutzanspruch (1 bis 12) dadurch gekennzeichnet, dass im Havariefall der Wärmepumpe (1) mittels der integrierten elektrischen Widerstandsheizung (3) eine Grundwärmeenergieversorgung sowohl
- zur Gebäudebeheizung als auch
- zur Brauchwassererwärmung abgesichert werden kann.
- Wärmepumpenheizzentrale nach Schutzanspruch (1 bis 13) dadurch gekennzeichnet, dass durch den Paralellbetrieb der Wärmepumpe (1) und der integrierten elektrischen Widerstandsheizung (3) durch die sinnvolle hydraulische Verknüpfung zwischen Wärmepumpe (1), Multifunktionsspeicher (2), integrierter elektrischer Widerstandsheizung (3) und dem Heizkreis (5) eine kurzfristige Aufheizung des Brauchwassers und/ oder des Heizkreises ermöglicht wird.
- Wärmepumpenheizzentrale nach Schutzanspruch (1 bis 14) dadurch gekennzeichnet, dass im Multifunktionsspeicher (2) die thermische Wasserschichtung
- zur Erwärmung des Brauchwassers und
- zur Temperierung des Heizkreisesausgenutzt wird.
- Wärmepumpenheizzentrale nach Schutzanspruch (1 bis 15) dadurch gekennzeichnet, dass das Brauchwasser im Multifunktionsspeicher (2) im Durchlaufverfahren mittels des Wärmetauschersystems (6) im Kopfbereich des Multifunktionsspeichers (2) erwärmt und somit eine biologischen Verunreinigung des Brauchwassers ausgeschlossen wird.
- Wärmepumpenheizzentrale nach Schutzanspruch (1 bis 16) dadurch gekennzeichnet, dass im Bedarfsfall das Brauchwasser in einem zusätzlichen, dem Wärmetauschersystem (6) vorgeschalteten Wärmetauscher (7) im Bodenbereich des Multifunktionsspeichers (2) vorgewärmt wird.
- Wärmepumpenheizzentrale nach Schutzanspruch (1 bis 17) dadurch gekennzeichnet, dass im Bedarfsfall im Bodenbereich des Multifunktionsspeichers (2) ein zusätzlicher Wärmetauscher (8) zum Anschluß einer Solarkollektoranlage (9) angeordnet werden kann.
- Wärmepumpenheizzentrale nach Schutzanspruch (1 bis 18) dadurch gekennzeichnet, dass in Verbindung mit einer Solarkollektoranlage (9) durch eine spezielle hydraulische Verknüpfung zwischen der Solarkollektoranlage (9) und der primären Wärmequelle (4) die Soletemperatur und damit der Gesamtwirkungsgrad der Wärmepumpenheizzentrale angehoben werden können.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE29921889U DE29921889U1 (de) | 1999-12-13 | 1999-12-13 | Wärmepumpenheizzentrale |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE29921889U DE29921889U1 (de) | 1999-12-13 | 1999-12-13 | Wärmepumpenheizzentrale |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE29921889U1 true DE29921889U1 (de) | 2000-06-21 |
Family
ID=8082900
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE29921889U Expired - Lifetime DE29921889U1 (de) | 1999-12-13 | 1999-12-13 | Wärmepumpenheizzentrale |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE29921889U1 (de) |
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