DE3240353A1

DE3240353A1 - Verfahren zum pumpen von waerme und waermepumpe

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Publication number: DE3240353A1
Application number: DE19823240353
Authority: DE
Inventors: Dieter Dipl.-Ing.Dr. 7030 Böblingen Wolff
Original assignee: Centra-Buerkle & Co GmbH; Centra Buerkle & Co 7036 Schoenaich GmbH; Centra Burkle GmbH and Co
Current assignee: Centra Burkle GmbH and Co
Priority date: 1982-11-02
Filing date: 1982-11-02
Publication date: 1984-05-03

Description

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CENTRA-BÜRKLE GmbH + Co 7036 Schönaich

Verfahren zum Pumpen von Wärme und Wärmepumpe

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Pumpen von Wärme mittels einer Kompressor-Wärmepumpe, gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1 und eine Kompressor-Wärmepumpe zur Durchführung dieses Verfahrens.

Zur Abkürzung sei der Wärmespeicher der Wärmepumpe oft nur kurz als "Speicher" bezeichnet.

Bei einem bekannten Verfahren dieser Art (DE-PS 887 394) 25

wird ausschließlich zwischen der Niederdruckstufe und der Hochdruckstufe umgeschaltet. Der Wärmespeicher ist in dem zu beheizenden Raum untergebracht und die umschaltung zwischen der Niederdruckstufe und der

Hochdruckstufe erfolgt so , daß die mittlere Tempera-30

tür dieses Wärmespeichers etwa der Temperatur des zu beheizenden Raumes entspricht. In der Niederdruckstufe wird dabei der Wärmespeicher geladen, d. h. ihm Wärme zugeführt, indem das vom Kompressor ge_g5 lieferte Kältemittelgas' unter Umgehung des Heizkondensators und eines ihm

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nachgeschalteten Expansionsventiles direkt in die im

Wärmespeicher befindliche Rohrschlange geleitet und o

hier kondensiert wird. Das verflüssigte Kältemittel wird dann in einem Expansionsventil entspannt und im Hauptverdampfer verdampft. In der Hochdruckstufe wird dagegen dem Wärmespeicher Wärme entzogen, in-

2Q dem nunmehr in der genannten Rohrschlange des Wärmespeichers das vom Heizkondensator kommende, verflüssigte, durch ein Expansionsventil entspannte Kältemittel unter Entzug von Wärme aus dem Wärmespeicher verdampft wird." Der Kältemitteldampf strömt dann unter Umgehung des Hauptverdampfers und des diesem vorgeschalteten Expansionsventiles zum Kompressor zurück,

Das Einspeichern von Wärme in den Wärmespeicher 'in der Niederdruckstufe ergibt unter den genannten Bedingungen nur dann günstige thermodynamische Wirkungs-

2Q grade für den Gesamtprozeß des Ladens und Entladens, wenn dabei der dem Wiederverdampfen des im Wärmespeicher verflüssigten Kältemittels dienende, dem Wärmespeicher nachgeschaltete Hauptverdampfer der Umgebung bei relativ niedrigen Umgebungstemperaturen Wärme entzieht, die in der Nähe von O⁰C und niedriger liegen sollten. Dies ist beispielsweise dann der Fall, wenn der Hauptverdampfer Wärme aus einem das ganze Jahr über kalten Gewässer mit Wassertemperatüren nahe 0■ ⁰Q. entnehmen kann. In Fällen, in denen dies nicht möglich ist - was der Regelfall ist -, ergibt diese Kompressor-Wärmepumpe relativ schlechte Jahresarbeitszahlen. Unter Jahresarbeitszahl ist die über ein_ Jahr

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gemittelte Leistungszahl der Wärmepumpe verstanden.

Es ist ferner ein Verfahren zur Raumheizung mittels eines Wärmepumpenkreislaufes bekannt (DE-AS 25 09 965)/ bei welchem ebenfalls insgesamt zwei unterschiedliche Wärmepumpenkreisläufe einschaltbar sind/ die jedoch stets durch den Heizkondensator führen und sich erst strom-

abwärts von ihm trennen. Und zwar führt der eine Kreislauf durch einen Wärmeübertrager, der in einem Wasser als Speichermedium aufweisenden Latentwärmespeicher angeordnet ist, und den diesem nachgeschalteten Hauptverdampfer, der hier als Luftverdampfer wirkt, zum

Kompressor zurück. Dabei wird dem flüssigen Kältemittel in diesem Wärmeübertrager des Wärmespeichers Unterkühlungswärme entzogen, d. h. dieses flüssige Kältemittel unter seine Ausgangstemperatur aus dem Heiz-

2Q kondensator abgekühlt und hierdurch dem Wärmespeicher Wärme zugeführt, d. h. er wird geladen. Der andere Kreislauf des Kältemittels dient dem Entladen des Wärmespeichers, indem nunmehr das den Heizkondensator verlassende flüssige Kältemittel durch eine Dros-

Oj= sei hindurch zu einem im Wärmespeicher angeordneten gesonderten Verdampfer strömt, in ihm verdampft wird und dann von diesem direkt zurück zum Kompressor strömt. Hierdurch entzieht das Kältemittel dem Wärmespeicher die zum Verdampfen nötige Wärme. Auf diesen letzteren Kreislauf wird stets bei Unterschreiten eines niedrigen Umgebungstemperatur-Schwellwertes, beispielsweise bei Unterschreiten von 0 ^eC, umgeschaltet . Wenn die Umgebungstemperatur über.den niedrigen Temperatur- ■ Schwellwert wieder ansteigt, wird auf den erstge-

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nannten Kreislauf zurückgeschaltet. Bei dieser Kompressor-Wärmepumpe muß der Speicher gr;oße Wärmekapazität haben, um längere Witterungsperioden unter dem Umgebungstemperafcur-Schwellwert überbrücken zu können ■*■ Das Wärxnequellenniveau des Latentwärmespeichers, d,- h. die Schmelztemperatur des Speichermediums liegt relativ niedrig und ergibt relativ niedrige thermodynamische Wirkungsgrade und entsprechend relativ niedrige Jahresarbeitszahlen. Auch arbeitet der Hauptverdampfer nur bei über dem Umgebungstemperatur-Schwellwert liegenden Umgebungstemperaturen, was die Jahresarbeitszahl weiter erniedrigt. ' .

Es ist eine Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren der eingangs genannten Art zu schaffen, welches bessere thermodynamische Wirkungsgrade und höhere Jahresarbeitszahlen zu erreichen ermöglicht.

■■-■..

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch das im Patentanspruch 1 angegebene Verfahren gelöst.

Unter "Umgebungstemperatur" ist die Temperatur gemeint, mit welcher der Hauptverdampfer zur Zufuhr von Wärme zu ihm, die durch die Wärmepumpe auf höheres Temperaturniveau hochzupumpen ist,beaufschlagt wird. Bevorzugt kann der Hauptverdampfer ein Luftverdampfer sein, d. h. mit atmosphärischer Umgebungsluft (Außenluft oder dergl.) beaufschlagt werden. Die erfindungsgemäße Wärmepumpe kann ohne weiteres in einem großen Temperaturbereich der Umgebungstemperatur arbeiten, beispielsweise von -18 ⁰C bis zu Umgebungstemperaturen, die in der Nähe der vom Heizkondensator lieferbaren 35

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Heiztemperaturen liegen. Die Möglichkeit solch hoher Umgebungstemperaturen von beispielsweise über 30 "C kann im Falle der Erwärmung von Gebrauchswasser durch die Wärmepumpe von Interesse sein. Bei reiner Raumheizung braucht die Wärmepumpe nicht bei solch hohen Umgebungstemperaturen zu arbeiten, sondern beispielsweise bei Umgebungstemperaturen von max. 20 bis 22 ⁰C. Bei der Umgebungstemperatur kann es sich vorzugsweise um Lufttemperaturen handeln. Es ist jedoch auch möglich, daß die Umgebungstemperatur die Temperatur eines Gewässers,des Erdbodens oder dergl. ist.

Der Heizkondensator dient dazu, wenn er in den Kältemittelkreislauf zwischengeschaltet ist, was sowohl im dritten Kältemittelkreislauf als auch in der Hochdruckstufe der Fall ist, einen Heizkreis oder dergleichen mit der durch das Verflüssigen des Kältemittels gewonnenen Wärme zu beheizen. Der Heizkreis kann dem Beheizen von Gebäuderäumen, der Erwärmung von Brauchwasser und anderen Heizzwecken dienen.

Der Hauptverdampfer ist derjenige Verdampfer, der mit der Umgebungstemperatur beaufschlagt wird.

Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht hohe thermodynamische Wirkungsgrade der Kompressor-Wärmepumpe und damit hohe Jahresarbeitszahlen. Dennoch läßt sich dieses Verfahren mittels Kompressor-Wärmepumpen relativ einfacher und betriebssicherer Bauart durchführen. Kompressor-Wärmepumpen bezeichnet man auch als Kompressions-Wärmepumpen.
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Bevorzugt ist vorgesehen, daß bei allen Umgebungstemperaturen/ bei denen Laden des Wärmespeichers sinnvoll ist, immer dann von der Hochdruckstufe oder von dem dritten Kältemittelkreislauf auf die Niederdruckstufe umgeschaltet werden kann, wenn aus dem Heizkondensator keine Wärme abgefordert wird.

In manchen Fällen kann auch vorgesehen sein, daß die Niederdruckstufe nur bei den niedrigen Temperaturen ¹^ einschaltbar ist, bei denen der dritte Kältemittelkreislauf nicht eingeschaltet werden kann.

Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht den Einsatz von Latentwärmespeichern niedriger Wärmekapazität, wodurch auch Kosten und Platzbedarf eingespart werden. Der Wärmespeicher kann in vielen Fällen so geringe Wärmekapazität aufweisen, daß diese die maximale Heizleistung des Heizkondensators für maximal 6 Stunden oder sogar mit besonderem Vorteil höchstens eine Stunde, vorzugs-

weise nur etwa 5 bis 30 min., u. U. noch kürzer zu decken vermag, was auch die Steuer- und Regeleinrichtung zum Umschalten zwischen Laden und Entladen des Wärmespeichers vereinfachen läßt.

Die Zeitspanne, in der der Wärmespeicher bei anfänglich maximaler Ladung die maximale Heizleistung des Heizkondensators, d. h. den maximalen Heizbedarf zu decken vermag, sei Nennentladezeit genannt. Dabei ist vorgesehen, daß der Wärmespeicher nur bis zu einer vorgegebenen oberen Grenztemperatur geladen und bis zu einer unteren Grenztemperatur entladen werden kann. Die obere. Grenztemperatur kann vorzugsweise erheblich über der Schmelztemperatur oder dem Schmelztemperaturbereich des Speichermediums liegen. Die untere Grenztemperatur kann vorzugsweise einige Grad Kelvin, vorzugsweise 2 bis 5 K unter der Schmelztemperatur bzw. dem Schmelztemperaturbereich liegen. Diese oberen und unteren Grenztemperaturen können konstant vorgesehen oder mindestens eine von ihnen

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auf mindestens zwei unterschiedliche Werte selbsttätig umschaltbar oder auch gleitend beispielsweise in Abhängigkeit der Umgebungstemperatur geführt sein. Bei Erreichen

der jeweils geltenden oberen Grenztemperatur des Speicher-' 5

mediums wird dann, wenn aus dem Heizkondensator Wärme abgefordert wird, die Hochdruckstufe eingeschaltet.Desgleichen wird bei Erreichen der unteren Grenztemperatur des Speichermediums die Niederdruckstufe oder der dritte Kältemittelkreislauf eingeschaltet.

Es kann so zu einem zyklischen Laden und Entladen

des Wärmespeichers kommen, wobei sowohl das Entladen als auch das Laden selbst bei tiefen Umgebungstemperaturen nur wenig Zeit benötigt, wenn kurze Entladezeit bei maximaler Heizleistung des Kondensators vorgesehen ist, da die Ladezeit, d. h. die Zeit, die die Speichertemperatur vom unteren Grenzwert bis zum oberen Grenzwert unter Einschluß der Zwischenphase des Schmelzens des Speichermediums normalerweise in der Größenordnung des Entladens liegt, und zwar meist etwas

2Q langer als das Entladen dauern kann. Wenn, wie bevorzugt vorgesehen, sehr kurze Entladezeiten vorgesehen sind, überbrückt die Wärmekapazität des Heizkondensators unter Berücksichtigung der Wärmekapazität des von ihm gespeisten Heizkreises oder dergl.

in ausreichendem Maß die Zeitdauer der Abschaltung des Heizkondensators während der Niederdruckstufe, so daß normalerweise keine Zusatzheizung und kein Pufferspeicher zum Überbrücken dieser Abschaltzeit erforderlich ist. Hiervon wird nicht berührt, daß die Wärmepumpe auch bei bivalenten Heizungsanlagen vorteilhaft eingesetzt werden kann. In vielen Fällen vermag sie jedoch die einzige Wärmequelle einer Heizungsanlage zu sein, selbst bei Hochtemperaturheizungen, die Vorlauftemperaturen von beispielsweise 75 bis 80' "c

SAD

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haben/ was die bekannten Wärmepumpen mit nur einem Kompressor nicht schaffen.

Es kann besonders zweckmäßig vorgesehen sein, daß die obere Grenztemperatur des Speichermediums in Abhängigkeit der Umgebungstemperatur auf zwei unterschiedliche konstante Werte selbsttätig eingestellt wird, vorzugsweise derart, daß beim Laden des Speichers durch die Niederdruckstufe der niedrigere obere Grenzwert wirksam ist, der vorzugsweise 2 bis 5 K über der Schmelztemperatur bzw. dem Schmelztemperaturbereich des Speichermediums liegen kann, wogegen der höhere Grenzwert beim Laden des Speichers durch den dritten Kältemittelkreislauf wirksam ist, der ■

beispielsweise 10 bis 15 ⁰C über der Schmelztemperatur 15

bzw. des Schmelztemperaturbereiches des Speichermediums liegen kann. Es kann dann also von der Niederdruckstufe auf die Hochdruckstufe beim Erreichen des niedrigeren oberen Grenzwertes der Temperatur des Speichermediums und von dem dritten Kältemittelkreislauf auf die Hochdruckstufe bei dem höheren oberen Grenzwert der Speichermediumstemperatur selbsttätig zum Umschalten von Laden auf Entladen des Speichers umgeschaltet werden. Der untere Grenzwert der Speichermediumtemperatur, bei dem

_Or- vom Entladen auf Laden durch Umschalten von der Hochdruckstufe auf die Niederdruckstufe bzw, den dritten Kältemittelkreislauf umgeschaltet wird, kann zwar ebenfalls gegebenenfalls in Abhängigkeit der Umgebungstemperatur unterschiedlich sein, jedoch kann man hier im allgemeinen besonders zweckmäßig eine von der Umgebungstemperatur unabhängige konstante untere Speichermediumgrenztemperatur vorsehen. Vorzügsweise wird das Umschalten von Laden auf Entladen bei der jeweiligen oberen Speichermedium-Grenζtemperatur nur vorgenommen, wenn aus dem Heizkondensator Wärme abgefordert wird, andernfalls die Wärmepumpe zweckmäßig stillgesetzt werden kann und dann erst wieder selbsttätig eingeschaltet wird, wenn dies sinnvoll ist, bspw. Wärmeabforderung auftritt.

C H U

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Das Umschalten vom dritten Kältemittelkreislauf bzw. von der Niederdruckstufe auf die Hochdruckstufe kann vorzugsweise auch dann erfolgen, wenn der Heizkondensator die

von ihm abgeforderte Wärme nicht mehr anders als durch 5

Einschalten der Hochdruckstufe erbringen kann. Es kann dabei ferner zweckmäßig vorgesehen sein, daß in diesem Fall auf den dritten Kältemittelkreislauf selbsttätig wieder zurückgeschaltet wird, sobald er den angeforderten Wärmebedarf des Heizkreises oder dergl. wieder decken kann und/oder eine vorbestimmte Zeitdauer nach Einschalten der Hochdruckstufe.Ferner ist es zweckmässig, von der Hochdruckstufe- und auch von dem dritten Kältemittelkreislauf - immer dann auf die Niederdruckstufe umzuschalten, wenn vom Heiz-

, c kondensator keine Wärme abgefordert wird und Laden des Speichers sinnvoll ist, d. h. insbesondere dann, wenn der Speicher ganz oder teilweise entladen ist. Dieses Einschalten der Niederdruckstufe erfolgt also bei beliebigen Umgebungstemperaturen. Tritt dann bei Umgebungstemperaturen,

2Q bei denen der dritte Kältemittelkreislauf eingeschaltet werden kann, Wärmeabforderung auf, wird auf ihn umgeschaltet. Ist dagegen die Umgebungstemperatur zum Zeitpunkt dieser wieder auftretenden Wärmeabforderung so niedrig, daß der dritte Kältemittelkreislauf nicht eingeschaltet werden 'kann, erfolgt Umschaltung auf die Hochdruckstufe.

Es ist besonders zweckmäßig, vorzusehen, daß unter vorbestimmten Kriterien die Möglichkeit des Umschaltens vom Laden auf Entladen des Speichers, auch wenn dieser nicht vollständig geladen ist, zur Erhöhung des momentanen thermodynamischen Wirkungsgrades der Wärmepumpe besteht, wobei solche Kriterien vorzugsweise sein können, daß der vom Heizkondensator mit Wärme zu speisende Heizkreis oder dergl. vorübergehend besonders hohe Wärmezufuhr von der Wärmepumpe abfordert, wie es beispielsweise bei der Schnellaufheizung einer Raum- oder Gebäudeheizung beim Übergang von Nachtabsenkung einer Raumtemperatur auf ihre Taganhebung oder bei Vorrangschaltung eines Brauchwasserer-

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warmers bei hoher Anforderung von heißem Brauchwasser auftreten kann, so daß bei solchen und ähnlichen zeitlich begrenzt auftretenden besonders hohen Wärmeab-

forderungen immer dann auf die Hochdruckstufe umgeschaltet 5

werden kann, wenn die Wärmepumpe dieser höheren Wärmeabforderung in der Hochdruckstufe mit' höherem Wirkungsgrad als im dritten Kältemittelkreislauf entsprechen kann oder diese hohe Wärmeabforderung auch Umschalten von der Niederdruckstufe auf die Hochdruckstufe jeweils bei nur ^J

teilweise geladenem Wärmespeicher zweckmäßig macht.

Wie erwähnt, -kann-in manchen Fällen auch vorgesehen sein, daß der dritte Kältemittelkreislauf immer dann eingeschaltet ist, wenn die Hochdruckstufe nicht eingeschaltet ist und die Umgebungstemperatur über einer vorbestimmten Schwellwerttemperatur von vorzugsweise -5 bis +7 ⁰C, insbesondere 0 bis +5 ⁰C liegt, wogegen die Niederdruckstufe immer dann eingeschaltet ist, wenn ebenfalls die Hochdruckstufe nicht eingeschaltet ist und die Umgebungstemperatur unter der vorbestimmten Schwellwerttemperatur liegt.

Wenn die Niederdruckstufe eingeschaltet ist, ist der Heizkondensator abgeschaltet. Er kann dennoch noch einige

2g Zeit Wärme in den Heizkreis oder dergl. infolge seiner " Wärmekapazität liefern. Auch kann vorgesehen sein, daß der Heizkondensator zeitweise keine Wärme in den Heizkreis liefern muß, z. B. dann, wenn die Kompressor-Wärmepumpe Teil einer bivalenten Heizungsanlage ist oder wenn es sich um die Erwärmung von Brauchwasser in einem erhebliche Wärmekapazität aufweisenden Boiler handelt. Falls es jedoch aus irgendwelchen Gründen erwünscht oder notwendig sein sollte, daß auch bei abgeschaltetem Heizkondensator von der Wärmepumpe hochgepumpte Wärme in größerem Umfang in den Heizkreis oder dergl. lieferbar ist, kann der Heizkondensator die von ihm gelieferte Wärme ganz oder teilweise ständig oder zeitweise in einen Pufferspeicher liefern, der zumindest dann

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die Belieferung des Heizkreises mit Wärme vornehmen kann, wenn die Niederdruckstufe der Wärmepumpe ein-

_ geschaltet ist.
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Wenn der dritte Kältemittelkreislauf in Verbindung mit dem Schmelzpunkt oder Schmelztemperaturbereich des Latentwärmespeichers so ausgelegt ist, daß der -₀ dritte Kältemittelkreislauf stets den Wärmebedarf des Heizkreises oder dergleichen decken kann, solange die Umgebungstemperatur oberhalb eines Umgebungstemperaturschwellwertes liegt, ab dem der dritte Kältemittelkreislauf überhaupt nur einig schaltbar ist, und auf irgendeine Weise dafür Sorge zu tragen ist, daß der Wärmespeicher nicht überladen werden kann, beispielsweise durch einen in seiner Leistung steuerbaren und/oder abschaltbaren Kompressor , dann ist es nicht erforderlich, daß . schon bei nur teilweise geladenem Wärmespeicher vom dritten Kältemittelkreislauf aus auf die Hoch druckstufe umgeschaltet werden muß, so daß es in solchen Fällen genügen kann, vorzusehen¹, daß vom dritten Kältemittelkreislauf aus nur dann auf die Hochdruckstufe umgeschaltet werden kann, wenn der Speicher voll geladen ist, d. h. die für die dritte Kältemittelstufe vorgesehene obere Grenztemperatur seines Speichermediums erreicht ist. Dabei kann vorgesehen sein, daß von der Hochdruckstufe bei Abforderung von Wärme aus dem Heizkondensator in Abhängigkeit der Umgebungstemperatur je nachdem, ob sie über einem vorbestimmten Temperaturschwellwert liegt oder nicht, auf den dritten Kältemittelkreislauf bzw. auf die Niederdruckstufe umgeschaltet werden kann, also unabhängig da-

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von, ob vorangehend auf die Hochdruckstufe vom dritten Kältemittelkreislauf oder von der Niederdrugkstufe aus umgeschaltet wurde.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird bei laufendem Kompressor der Wärmespeicher ständig von Kältemittel durchströmt. Dies kann gemäß einer Ausführungs-

- _n form des erfindungsgemäßen Verfahrens so erfolgen, daß das Kältemittel in der Hochdruckstufe durch den Wärmespeicher auf einem anderen Weg hindurchgeleitet wird als in der Niederdruckstufe und dem dritten Kältemittelkreislauf, indem ein im Wärmespeicher angeord-

2g neter, gesonderter, nur dem Verdampfen des flussigen Kältemittels in der Hochdruckstufe dienender Verdampfer angeordnet ist, der in der Niederdruckstufe und im dritten Kältemittelkreislauf abgeschaltet wird. In letzteren beiden Kreisläufen kann vorgesehen sein,däß das Kältemittel dann einen im Wärmespeicher angeordneten Kondensator durchströmt, der jedoch nur in der Niederdruckstufe als Kondensator zum Verflüssigen des Kältemittels wirkt, wogegen er im dritten Kältemittelkreislauf als Wärmeübertrager zum Unterkühlen des im Heizkondensator bereits vollständig verflüssigten Kältemittels dient. Dieses Hindurchleiten des flüssigen bzw. verdampfenden Kältemittels auf zwei unterschiedlichen Wegen durch den Wärmespeicher is-fe- insbesondere dann zweckmäßig .,wenn er kleine oder mittlere Wärmekapazität hat, also kein * Großspeicher ist. Dies deshalb, weil zum Zeitpunkt des jeweiligen Umschaltens vom Laden des Wärmespeichers auf Entladen sich in ihm flüssiges Kältemittel befindet . Wenn der Wärmespeicher in re- ■

lativ kurzen zeitlichen Abständen auf Entladen umge-35

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schaltet wird, wie es bei kleinen und mittleren Wärmespeichern häufig der Fall sein kann, ist es besser, wenn der im Wärmespeicher befindliche Verdampfer dieses flüssige Kältemittel selbst nicht enthält, also nicht als Kondensator und Unterkühler wirkt. Es ist jedoch auch möglich und bei großen Wärmespeichern, die relativ selten auf Entladen um-

geschaltet werden, ohne wesentlichen Nachteil vorzusehen, daß das Kältemittel stets auf demselben Strömungsweg durch den Wärmespeicher läuft, also der im Wärmespeicher befindliche Verdampfer, Kondensator und Unterkühler identisch sind, was baulich

einfacher ist.

Zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist erfindungsgemäß eine Kompressor-Wärmepumpe gemäß Anspruch T5 vorgesehen.

Diese Kompressor-Wärmepumpe weist einfache und betriebssichere Bauart auf und ist damit kostengünstig herstellbar und zeichnet sich dennoch durch besonders gute _oc- thermodynamische Wirkungsgrade und hohe Jahresarbeitszahlen aus und ermöglicht den Einsatz von Latentwärmespeichern sehr geringer Wärmekapazität, d. h. geringen Nennentladezeiten.

QQ In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Es zeigen:

Fig. 1 in schematischer Darstellung eine Kompressor-Wärmepumpe gemäß einem Ausführungsbeispiel, der Erfindung,

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Fig. 2 eine andere Ausführungsform des Wärmespeichers der Wärmepumpe nach Fig. 1.

Die in Fig. 1 schematisch dargestellte Kompressor-Wärmepumpe 9 weist einen Kompressor 10, einen Heizkondensator 11, einen Latentwärmespeicher 12, einen Hauptverdampfer 13 und eine Regel- und Steuereinrichtung 14 auf. Der Hauptverdampfer 13 ist ein Luftverdampfer, wird also mit Umgebungsluft zwecks Zufuhr von Wärme beaufschlagt, und zwar mittels eines Venti*- lators 15 angeblasen. Die Temperatur dieser Umgebungsluft, bei der es sich vorzugsweise um Außenluft han- dein kann, wird mittels eines Temperaturfühlers' 16 gefühlt. Ein anderer Temperaturfühler 17 fühlt die Temperatur des Speichermediums des Wärmespeichers Bei dem Speichermedium kann es sich vorzugsweise um ein Medium handeln, dessen Schmelztemperatur oder Schmelztemperaturbereich zwischen 10" und 30 ⁰C, vorzugsweise zwischen 15 · und 25 ⁰C liegt. Wenn das Speichermedium eine Schmelztemperatur hat, dann ist dies ein diskreter Temperaturwert, der also' besonders vorteilhaft zwischen 15 und 25 '⁰C,bevorzugt zwischen 20 und 25 ⁰C liegen kann.Wenn es einen Schmelztemperaturbereich hat, dann ist sein Schmelzpunkt innerhalb eines bestimmten Temperaturbereiches von selbst verschiebbar, beispielsweise eines Temperaturbereiches von 22 bis 24'⁰C oder dergleichen, wobei dieser Schmelztemperaturbereich vorzugsweise innerhalb der genannten Temperaturζone von 10 bis 30' ⁰C, vorzugsweise von 15 bis 25 ⁰C liegen kann. Das Speichermedium kann vorzugsweise Paraffin,

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sonstiges Wachs, Salzhydrat oder dergl. sein. 5

Der Heizkondensator 11, der in der Fachsprache meist als Kondensator oder Verflüssiger bezeichnet wird, kann beispielsweise aus einem von Kältemittel durchflossenen Druckgefäß, das einen Wärmeübertrager 18' des von ihm zu beheizenden Heizkreises 18 enthält, bestehen. In dem Heizkondensator 11 wird, wenn in ihn vom Kompressor 10 verdichtetes, gasförmiges Kältemittel eingeleitet wird, dieses Kältemittel vollständig verflüssigt und durch die hierdurch freiwerdende Wärme der Wärmeübertrager 18", der vom Wärmeträgermedium des Heizkreises 18 zu dessen Erwärmung durchflossen werden kann, beheizt. Bei diesem Heizkreis 18 kann es sich um einen Heizkreis einer Gebäudeheizung oder dergl. und/oder um einen Brauchwassererwärmer oder dergl. handeln.

Dem Heizkondensator 11 ist ein Magnetventil 20 als Absperrventil nachgeschaltet und zu der den Kondensator und dieses Absperrventil 20 aufweisenden Kältemittel-Leitung 21 ist eine sie überbrückende Bypass-Leitung parallel geschaltet, die durch ein in sie eingefügtes Magnetventil 23 absperrbar ist. Von der Stelle, an der die Leitungen 22 und 21 an ihren stromabwärtigen Enden zusammentreffen, führt eine Leitung 24 zu einem

T-Stück 25, von dem Leitungen 27 und 28 abzweigen.

Die Leitung 27 weist in Reihe geschaltet eine Drosseleinrichtung 26, einen Verdampfer 51 und ein ihrem öffnen und Absperren dienendes Magnetventil 29 auf

und vereinigt sich dann mit dem stromabwärtigen Ende 35

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der Leitung 28 am T-Stück 34. Diese Leitung 28

weist in Reihe geschaltet ein Absperrventil 30, 5

einen Wärmeübertrager 31, ein weiteres Absperrventil 32, eine Drosseleinrichtung 33 und den Hauptverdampfer 13 auf. Vom T-Stück 34 führt eine Leitung 37 zum Eingang des Kompressors 10, dessen zum Abzweigungspunkt der Leitungen 21 und 22 führende Ausgangsleitung mit 38 bezeichnet ist.

Die Drosseleinrichtungen 26 und 33 dienen zum Entspannen des ihnen jeweils zufließenden flüssigen Kältemittels auf den betreffenden Verdampferinnendruck zwecks nachfolgenden Verdampfens im Verdampfer 51 bzw. 13.

Die im Inneren des Wärmespeichers 12 innerhalb dessen

2Q Speichermedium angeordneten Verdampfer 51 und Wärmeübertrager 31 sind mit die Wärmeübertragung verbessernden Wärmeübertragungsrippen oder -lamellen 40 versehen, die sich im wesentlichen über den lichten Querschnitt des mit Speichermedium gefüllten Innenraumes des Wärmespeichers 12 erstrecken, wobei sich dieses Rippen- oder Lamellenpaket auch im wesentlichen über die Länge des Innenraumes des Wärmespeichers 12 erstreckt, so daß sich das Speichermedium, mit dem der Ihnenraum des WärmeSpeichers 12 gefüllt ist, im wesentlichen in den zwischen den Rippen oder Lamellen 40 vorhandenen Zwischenräumen befindet und so sehr hohe Wärmeübertragerleistung auch bei kleiner Speicherkapazität erreicht wird. Der Wärmeübertrager 31 bildet sowohl einen Kondensator als auch einen

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Kühler zum Unterkühlen von flüssigem Kältemittel. Der Verdampfer 51 dient ausschließlich dem Verdampfen von flüssigem Kältemittel. Die Rippen oder Lamellen 40 können bevorzugt den Rohrschlangen beider Komponenten 31 und 51 gemeinsam sein, können also ein einziges Rippenoder Lamellenpaket bilden.

Die Regel- und Steuereinrichtung 14 verarbeitet die ihr

,Q von den beiden Temperaturfühlern 16 und 17 zugeleiteten Temperatursignale in elektrische Steuersignale zum öffnen und Absperren der dargestellten Magnetventile 20, 23, 29, 30 und 32 derart, daß insgesamt drei unterschiedliche Kältemittelkreisläufe alternativ eingeschaltet werden können. Um zu erfassen, wenn der Heizkondensator 11 Wärme in den Heizkreis 18 liefern soll ,also aus dem Heizkondensator Wärme abgefordert wird, kann vorzugsweise der Einrichtung 14 mindestens ein weiteres Signal zugeleitet werden, beispielsweise zweckmäßig ein von einem Vorlauftemperaturregler des Heizkreises 18 immer dann erzeugtes Signal, wenn der an diesem Regler 43 eingestellte Sollwert der Vorlauftemperatur, deren Istwert mittels eines Temperaturfühlers 44 gefühlt wird, nicht mehr über eine vorbestimmte Zeitdauer erreicht und/oder die Regelabweichung der Vorlauftemperatur zu groß wird. Dieses Signal wird dann in der Einrichtung 14 verarbeitet. Wenn zu Beginn seines Auftretens die Niederdruckstufe eingeschaltet oder die Wärmepumpe stillgesetzt ist, wird der dritte Kältemittelkreislauf oder die Hochdruckstufe je nach Umgebungstemperatür und gegebenenfalls des Wärmebedarfs eingeschaltet. Es kann auch das Umschalten zwischen dem dritten Kältemittelkreislauf und der Hochdruckstufe auslösen oder auch sonstige Funktionen auslösen.

Die Niederdruckstufe ist immer dann eingeschaltet, wenn die Magnetventile 23, 30 und 32 geöffnet und die .beiden Magnetventile 20 und 29 geschlossen sind.

Die Hochdruckstufe ist immer dann eingeschaltet, wenn die

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Ventile 20 und 29 geöffnet und die Ventile 23,30 und 32 abgesperrt sind.

Der dritte Kältemittelkreislauf ist immer dann eingeschaltet, wenn die Ventile 20, 30 und 32 geöffnet

und die Ventile 23 und 29 abgesperrt sind. 5

Die Niederdruckstufe dient dem Einspeichern von.Wärme in den Wärmespeicher 12 durch Verflüssigen von vom Kompressor 10 über die Leitungen 38, 22, 24 und 28 zum dann als Kondensator wirkenden Wärmeübertrager 31 zugeliefertem Kältemittelgas, das dann im Wärmeübertrager 31 unter Abgabe von Wärme an den Speicher 12 verflüssigt wird. Das flüssige Kältemittel strömt dann durch die Fortsetzung der Lei-

^₁- tung 28 durch das geöffnete Ventil 32, die Drosseleinrichtung 33 und den Hauptverdampfer 13, wo es verdampft wird und als Kältemitteldampf dann weiter und schließlich durch die Leitung.37 hindurch zum Kompressor 10 zurück. Der Hauptverdampfer 13 ent-

2Q nimmt dabei der Umgebungsluft Wärme zum Verdampfen des Kältemittels, die bei höherer Temperatur in den Wärmespeicher 12 eingespeichert wird.

Auch der dritte Kältemittelkreislauf dient dem Einspeichern von Wärme in den Wärmespeicher 12, hier jedoch durch Unterkühlungswärme. Und zwar wird bei dem dritten Kältemittelkreislauf vom Kompressor 10 Kältemittelgas in den Heizkondensator 11 gefördert und hier unter Abgabe von Wärme an den Heizkreis 18 verflüssigt. Das Kältemittel, dessen Ausgangstemperatur aus dem Kondensator 11 beispielsweise 40 bis 80 ⁹C betragen kann, strömt dann weiter durch die Leitungen 21, 24 und 28 in den dabei als Kühler dienenden Wärmeübertrager 31, wo es abgekühlt wird - was man 35

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als Unterkühlung bezeichnet - vorzugsweise auf Temperaturen von etwa 25 bis 30 ⁰C . Es strömt dann weiter 5

zur Drosseleinrichtung 33 und von dieser in den Hauptverdampfer 13 und wird hier unter Aufnahme von Wärme aus der vom Ventilator 15 geförderten Umgebungsluft wieder verdampft . Der Kältemitteldampf gelangt dann durch die Leitung 37 hindurch in den Kompressor 10 zurück.

Als Kältemittel eignen sich bevorzugt solche, die bei hohen Temperaturen noch relativ niedrige Dampfdrücke -₅ aufweisen, z. B.Fluorchlorkohlenwasserstoffe R12 und R]14.

In der Hochdruckstufe wird dem Wärmespeicher 12 Wärme zum Verdampfen von in den Verdampfer 51 einströmenden flüssigem Kältemittel entzogen. Und zwar fördert

2Q in diesem Fall der Kompressor 1Ö Kältemittelgas in den Heizkondensator 11, wo es unter Verflüssigung Wärme an den Heizkreis 18 abgibt . D.ann strömt das nunmehr vollständig verflüssigte Kältemittel weiter durch die Leitung 21 hindurch zur Leitung 24 und dann durch die Drosseleinrichtung 26 und die Leitung 27 in den Verdampfer 51, wo es unter Entzug von Wärme aus dem Wärmespeicher 12 verdampft . Der Kältemitteldampf strömt dann weiter durch die Leitung 27 und dann durch die Leitung 37 zum Kompressor 10 zurück.

Erfindungsgemäße Kompressor-Wärmepumpen vermögen

auch noch bei sehr tiefen Umgebungstemperaturen Wärme hochzupumpen. Im Falle der Kompressor-Wärmepumpe wird bei ihr der vom Ventilator 15 geförderten Luft 35

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Wärme entzogen und von der Niederdruckstufe aus gesehen in zwei Stufen auf die zum Beheizen des Wärme-Übertragers 18' erforderlichen relativ hohen Heizkondensatortemperaturen hochgepumpjt, wobei die erste Stufe der Niederdruckstufe entspricht, bei der die vom Hauptverdampfer 13 aufgenommene Umgebungswärme zunächst in den Wärmespeicher 12 eingespeichert und in der Hochdruckstufe dann weiter auf die relativ hohen Temperaturen im Heizkondensator 11 gepumpt wird. Wenn dagegen der dritte Kältemittelkreislauf eingeschaltet ist, wird die vom Kältemittel im Hauptverdampfer 13 aufgenommene Umgebungswärme direkt

auf die Wärme im Heizkondensator 11 hochgepumpt . Die dort nicht in den Heizkreis 18 abgegebene Wärme wird mittels des Wärmeübertragers 31 als Unterkühlungswärme in den Wärmespeicher 12 eingespeichert.

Da beim dritten Kältemittelkreislauf die vom Hauptverdampfer 13 aufgenommene Wärme direkt auf die im Heizkondensator 11 auftretenden höheren Temperaturen hochgepumpt wird, die hierbei meist niedriger als

in der Hochdruckstufe sind, ist es zur Erzielung 25

guter thermodynamischer Wirkungsgrade erforderlich, daß die Umgebungstemperatur dabei nicht sehr niedrig ist. Sie kann dabei vorzugsweise gleich oder größer als 0 bis 5 ⁰C sein.

Bei dem dagegen beschriebenen 2-stufigen Hochpumpen der Wärme in der Niederdruckstufe und der Hochdruckstufe kann bei weiterhin guten thermodynamisehen Wirkungsgraden die Umgebungstemperatur sehr niedrig

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sein, vorzugsweise unter 0 bis +5 ⁰C liegen und beispielsweise bis -18 bis -20 ⁰C₁ oder in Sonderfällen auch

noch tiefer, liegen. Es gelingt hierdurch also auch bei 5

sehr niedrigen Umgebungstemperaturen die Wärme noch mit guten thermodynamischen Wirkungsgraden hochzupumpen.

Aus diesen Gründen ist es zweckmäßig, einen Schwellwert der vom Fühler 16 gefühlten Umgebungstemperatur festzulegen, oberhalb dem im Falle des Einspeicherns von Wärme in den Speicher 12 bei Vorliegen von Wärmeabforderung aus dem Heizkondensator 11 stets der dritte Kältemittelkreislauf und unterhalb dem ebenfalls im Falle c des Einspeicherns von Wärme in den Wärmespeicher 12 stets die Niederdruckstufe eingeschaltet ist. Die

Niederdruckstufe wird auch eingeschaltet, wenn die Umgebungstemperatur über dem Schwellwert liegt und keine Wärme .aus dem Heizkondensator 11 abgefordert wird,

2Q vorausgesetztj daß das Speichermedium noch nicht die betreffende obere Grenztemperatur erreicht hat. Diese Niederdruckstufe und der dritte Kältemittelkreislauf werden also, solange der Wärmespeicher nicht mittels der Hochdruckstufe entladen wird, alternativ in Abhangigkeit der Umgebungstemperatur eingeschaltet, solange die Wärmepumpe nicht stillgesetzt ist.

In der Hochdruckstufe wird dem Wärmespeicher 12 Wärme entzogen und die entzogene Wärme wird hochgepumpt auf die Temperatur des Heizkondensators 11 und in den Heizkreis. 18 übertragen. Das Einschalten dieses Entladens kann zweckmäßig zumindest dann Vorrang vor der Niederdruckstufe und dem dritten Kältemittelkreislauf haben, wenn der Wärmespeicher 12 noch ausreichend Wärme enthält, um zu erreichen, daß bei Anforderung von solchem Wärmebedarf durch den Regler 43, der nur durch die Hochdruckstufe gedeckt werden kann, diese dann eingeschaltet wird. Auch kann das Einschalten des Entladens dazu dienen, um Überladen des Speichers 12 zu verhindern,

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wie es weiter oben in der Beschreibungseinleitung bereits beschrieben ist. Beispielsweise können, wie beschrieben, zwei obere, vom Fühler 17 gefühlte Grenzwerttemperaturen des Speichermediums vorgesehen sein, bei deren Erreichen, wenn Wärmebedarf vorliegt, von der Niederdruckstufe bzw. dem dritten Kältemittelkreislauf auf die Hochdruckstufe umgeschaltet wird. Wie beschrieben, kann dann die Umschaltung von dem in der Hochdruckstufe stattfindenden Entladen des Wärmespeichers 12 auf Laden zumindest stets dann erfolgen, wenn die Temperatur des Speichermediums auf einen vorbestimmten unteren Grenzwert abgesunken ist. Bei geringen Nennentladezeiten von vorzugsweise nur 5 bis 30 min. kann also entsprechend relativ rasches zyklisches Laden und Entladen des Speichers zwischen den jeweiligen oberen und unteren Grenzwerten der Temperatur des Speichermediums erfolgen. Auch andere Möglichkeiten der Umschaltung von der Hochdruckstufe auf die Niederdruckstufe bzw. den dritte Kältemittelkreislauf können zusätzlich vorgesehen sein. Beispielsweise kann vorgesehen sein, daß, falls beim Entladen der untere Temperaturgrenzwert nicht innerhalb einer vorbestimmten, durch eine Zeitschaltuhr abgemessenen Zeitspanne erreicht wird, wieder auf den dritten Kältemittelkreislauf bzw. die Niederdruckstufe

"0 je nach momentaner Umgebungstemperatur zurückgeschaltet wird.

Die Wärmepumpe 9 ergibt infolge der beschriebenen drei Schaltungsmöglichkeiten auf Niederdruckstufe,

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dritten Kältemittelkreislauf und Hochdruckstufe bei

allen Betriebszuständen günstige Leistungszahlen 5

und damit hohe Jahresarbextszahlen, wenn die Schmelztemperatur bzw. der Schmelztemperaturbereich des Speichermediums günstig zwischen der vorgesehenen niedrigsten Umgebungstemperatur, bei der noch Wärme hochgepumpt werden soll, und der im Heizkondensator 11 auftretenden höchsten Verflüssigungstemperaturen gewählt wird, wobei eine Optimierung durch optimal günstige Schmelztemperatur bzw. optimal günstigen Schmelztemperaturbereich erreichbar ist. Diese optimalen Temperaturwerte

des Schmelzpunktes bzw. des Schmelztemperaturbereiches können im Falle des Einsatzes der Wärmepumpe für Gebäudeheizungen und Brauchwassererwärmung vorzugsweise zwischen + 10 bis +30 ⁰C₁ insbeson-

dere zwischen 15 bis 25 ⁰C liegen.

Der Kompressor 10 kann mit konstanter Leistung be-: trieben werden. Es ist jedoch auch möglich und in vielen Fällen besonders günstig, vorzusehen, diesen 2g Kompressor 10 zur Anpassung an den Wärmebedarf von der Regel- und Steuereinrichtung 14 aus zusätzlich leistungsabhängig - stetig oder in Stufen zu steuern oder zu regeln.

Der Temperaturfühler 17 hat im allgemeinen besonders zweckmäßig nicht die in Fig. 1 dargestellte Lage innerhalb des Wärmespeichers 12, sondern kann zweckmäßig in der Nähe der Ausgangsleitungen 27 bzw. 28 im Speicher 12 angeordnet sein.

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Anstatt die Rohrschlangen des Wärmeübertragers 31 und des Verdampfers 51 des Wärmespeichers 12 getrennt auszubilden, können sie auch durch eine einzige Rohrschlange 52 gemeinsam gebildet sein, wie "■"■·■

es in Fig. 2 an einem Ausführungsbeispiel dargestellt ist. Die Leitung 24 spaltet sich wie in Fig. 1 in die Leitungen 27 und 28 auf. Die das Absperrventil 30 enthaltende Leitung 28 überbrückt jedoch nur die Drosseleinrichtung 26 und geht stromabwärts von ihr noch stromaufwärts des Wärmespeichers 12 in die Leitung 27 ein. In diese Leitung 27 ist-der Wärmeübertrager 50 zwischengeschaltet, der hier alternativ die Funktion des Kondensators, Verdampfers

, _ und Unterkühlers der beiden Komponenten 51 und 31 Io

der Fig. 1 ausübt. Die Ausgangsleitung dieses Wärmeübertragers 50 spaltet sich in die Leitungen 27 und 2 8¹ auf, die den stxctnabwärtig des Speichers 12 befindlichen Leitungen 27 und 28 der Wärmepumpe 9 nach Fig.1 entsprechen. Alle übrigen nicht dargestellten Details der in Fig. 2 nur ausschnittsweise dargestellten Wärmepumpe können denen der Wärmepumpe 9 nach Fig. 1 entsprechen, auch die Regel- und Steuereinrichtung 14.

2g Die Drosseleinrichtung 26 kann vorzugsweise als kostengünstige Festdrossel, gegebenenfalls auch als thermostatisehes Expansionsventil ausgebildet sein. Wird sie als Festdrossel ausgebildet, so kann ihre Drosselleistung bevorzugt auf einen Kältemitteldruck im Verdampfer 51 des WärmeSpeichers 12 ausgelegt werden, bei dem die Verdampfungstemperatur des Kältemittels ein wenig unterhalb der mittleren Wärmespeichertemperatur, insbesondere also etwas unterhalb der Schmelztemperatur oder des Schmelz-

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temperaturbereiches des Speichermediums liegt. Dagegen kann

die Drosseleinrichtung 33 in bei Wärmepumpen meist 5

üblicher Weise zweckmäßig als thermostatisch gesteuertes Expansionsventil ausgebildet sein.

Der Ausdruck "Wärmeabforderung" betrifft den Fall', daß aus dem Heizkondensator 11 Wärme abgefordert wird, er also Wärme in den Heizkreis 18 liefern soll.

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Claims

Patentansprüche

Verfahren zum Pumpen von Wärme mittels einer Kompressor-Wärmepumpe, bei welchem der Kältemittelkreislauf von einer Niederdruckstufe auf eine Hochdruckstufe umgeschaltet werden kann, wobei der Kältemittelkreislauf der Niederdruckstufe vom einzigen Kompressor der Wärmepumpe unter Umgehung eines Heizkondensators durch einen Wärmespeicher, in welchem das Kältemittel dabei kondensiert wird, und durch eine erste Drosseleinrichtung hindurch zu einem der Umgebung Wärme entziehenden Hauptverdampfer und durch diesen hindurch zurück zum Kompressor führt, und wobei der Kältemittelkreislauf der Hochdruckstufe vom Kompressor durch den Heizkondensator, eine zweite Drosseleinrichtung und den Wärmespeicher, in dem das im Heizkondensator verflüssigte Kältemittel unter Entzug von Wärme aus dem Wärmespeicher verdampft wird, unter Umgehung der ersten Drosseleinrichtung und des Hauptverdampfers zurück zum Kompressor verläuft, dadurch g e k e η η ζ e i c h η e t , daß die Niederdruckstufe bei niedrigen Umgebungstemperaturen eingeschaltet ist, wenn die Hochdruckstufe nicht eingeschaltet ist und Laden des Wärmespeichers sinnvoll ist, daß bei über diesen niedrigen Umgebungstemperaturen liegenden Umgebungstemperaturen ein dritter Kältemittelkreislauf herbeigeführt werden kann, bei welchem das vom Kompressor gasförmig kommende Kältemittel den Heizkondensator unter vollständiger Verflüssigung durchströmt und dann unter Umgehung der zweitön Drossel-

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einrichtung den Wärmespeicher durchströmt und hierbei an ihn Unterkühlungswärme zu seinem Laden abgibt und danach durch die erste Drosseleinrichtung und den Hauptverdampfer hindurch, in welchem es ver-' dampft wird, zurück zum Kompressor strömt, und daß als Wärmespeicher ein Latentwärmespeicher verwendet wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei allen Umgebungstemperaturen, bei denen Laden des Wärmespeichers sinnvoll ist, immer dann von der Hochdruckstufe oder von dem dritten Kältemittelkreislauf auf die Niederdruckstufe umgeschaltet werden kann, wenn aus dem Heizkondensator keine Wärme abgefordert wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß auf die Hochdruckstufe sowohl von der Niederdruckstufe aus als auch vom dritten Kältemittelkreislauf aus zum Entladen des Wärmespeichers umgeschaltet werden kann.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß von der Niederdruckstufe auf die Hochdruckstufe umgeschaltet werden kann, wenn die Temperatur des Speichermediums des Wärmespeichers einen vorbestimmten oberen· Grenzwert erreicht.

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5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,. ' dadurch gekennzeichnet, daß vom dritten Kältemittelkreislauf auf die-Hochdruckstufe umgeschaltet werden kann, wenn die Temperatur des Speichermediums des WärmeSpeichers einen vorbestimmten oberen Grenzwert erreicht und/oder wenn der Heizkondensator die von ihm abgeforderte Wärme durch den dritten Kältemittelkreislauf nicht mehr erbringen kann.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß auf die Hochdruckstufe von der Niederdruckstufe aus sowohl bei voll geladenem, als auch bei teilgeladenem Wärmespeicher und vom dritten Kältemittelkreislauf nur bei voll geladenem Wärmespeicher aus umgeschaltet werden kann.
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Möglichkeit des Umschaltens von Laden auf Entladen des Wärmespeichers, auch wenn dieser nicht vollständig geladen ist, zur Erhöhung des momentanen thermodynamisehen Wirkungsgrades der Wärmepumpe besteht.
8.' Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,'daß in der Hochdruckstufe das Kältemittel durch den Wärmespeicher auf einem anderen Weg hindurchgeleitet wird als in der Niederdruckstufe und im dritten Kältemittelkreislauf.
9.. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Kältemittel stets auf demselben Strömungsweg durch den Wärmespeicher hin-

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durchgeleitet wird.
10. Verfahren'nach einem der vorhergehenden Ansprüche, 5

dadurch gekennzeichnet, daß die Schmelztemperatur

bzw. der Schmelztemperaturbereich des Speichermediums des Wärmespeichers innerhalb einer Temperaturzone von etwa 10 bis 30 ⁰C/ vorzugsweise von etwa 15 bis 25 ⁰C liegt. 10
11. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß im Betrieb der Wärmepumpe der dritte Kältemittelkreislauf immer dann

eingeschaltet ist, wenn bei Abforderung von Wärme aus dem 15

Heizkondensator die Hochdruckstufe hierfür nicht benötigt

wird und deshalb ausgeschaltet ist und die Umgebungstemperatur über einer vorbestimmten Schwellwerttemperatur liegt und entsprechend die Niederdruckstufe immer dann eingeschal- __n tet ist, wenn bei ausgeschalteter Hochdruckstufe die Umgebungstemperatur unter der vorbestimmten Schwellwertemperatur liegt.
12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der genannte Temperaturschwellwert -5 bis +7 ⁰C,

oc vorzugsweise 0' bis +5 ⁰C beträgt.
13. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmekapazität des Wärmespeichers so bemessen wird, daß seine Nenn-

QQ entladezeit maximal 6 Stunden beträgt.
14.Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Nennentladezeit Wärmespeichers maximal eine Stunde, vorzugsweise 5 bis 30 min. beträgt. 35

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15^ Wärmepumpe zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche, welche einen einzigen Kompressor, einen Heizkondensator, eine erste und"zweite Drosseleinrichtung, einen Wärmespeicher, einen Hauptverdampfer und den Hauptverdampfer und Heizkondensator umgehende Bypassleitungen und Schaltmittel zum Umschalten von der Niederdruckstufe auf die Hochdruckstufe und von der Hochdruckstüfe auf die Niederdruckstufe aufweist, dadurch gekennzeichnet , daß ein dritter Kältemittelkreislauf (38, 21, 24, 28, 37) einschaltbar ist, der vom Kompressor (TOJ durch den Heizkondensator (11) hindurch und von diesem Heizkondensator (11) unter Umgehung der zweiten Drosseleinrichtung (26) zum Wärmespeicher (12) und vom Wärmespeicher durch die erste Drosseleinrichtung (33) und den ■ Hauptverdampfer (13) hindurch zum Kompressor zurückführt, und daß der Wärmespeicher (12) als Latentwärmespeicher ausgebildet ist.
16. Wärmepumpe nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß der oder die im Wärmespeicher angeordneten, von Kältemittel durchströmbaren Wärmetauscher (28, 31; 50) Rippen- oder Lamellenwärmetauscher sind, deren Rippen oder Lamellen (40) so groß und so angeordnet sind, daß das Speichermedium sich im wesentlichen in den Zwischenräumen zwischen'den Rippen oder Lamellen befindet.
17.Wärmepumpe nach. Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, daß der Hauptverdampfer (13) ein Luftverdampfer ist.