DE4101644A1

DE4101644A1 - Heat pump system using Peltier elements supplied with current - has unit supplying medium to be cooled to cold side of Peltier elements and unit removing heated medium at hot side

Info

Publication number: DE4101644A1
Application number: DE19914101644
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Dipl Phys Grothe
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1991-01-22
Filing date: 1991-01-22
Publication date: 1992-07-23

Abstract

The total number of Peltier elements (2-5) related to the unit for the removal of heated medium, connected successively in the heating direction, is subdivided into groups (1). These groups, also connected successively, are controlled electrically. A common current supply is assigned to all the groups (1) of elements, and a control unit is connected in the current supply for switching on and off. The control (22) of the input side includes a sensor (25) for determining the temp. of the medium to be cooled and a number of sensors (26) determine the temp. of the medium to be heated. A logic circuit (30) applies the two current sources (23,24). Control lines (27) are assigned to the electrically controllable valves (15,15a) and connecting lines (28) for the selective connection of the groups (1) of Peltier elements - either to the non-constant current source (24) or to the constant current source (25). A control line (28) supplies the current for an auxiliary heater (29). The valves (15,15a) are connected in the supply (10) and the discharge lines (11). USE/ADVANTAGE - Heat pump system for room heating, under varying operating conditions, to ensure set target temp. As far as possible optimum use of heat content of medium to be cooled. Facilitates use of current source with non-constant power.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Wärmepumpenanlage, bestehend aus einer Anzahl von Peltier-Elementen, einer diesen zugeordneten Stromversorgung sowie einer Einrichtung zur Zuführung eines abzukühlenden Mediums zur Kaltseite der Peltier-Elemente und einer Einrichtung zur Abnahme eines aufgeheizten Mediums an der Warmseite der Peltier-Elemente.The invention relates to a heat pump system, consisting from a number of Peltier elements, one assigned to them Power supply and a device for feeding a medium to be cooled to the cold side of the Peltier elements and a device for taking off a heated medium the warm side of the Peltier elements.

Peltier-Elemente sind bei Zuführung einer ihrer Bauart entspre chend geeigneten elektrischen Spannung in der Lage einen Wär metransport entgegen einem vorhandenen Temperaturgefälle zu bewirken. Die Verwendung von Peltier-Elementen ist daher auch insbesondere zu Kühlzwecken bekannt und verbreitet, wobei zur direkten oder indirekten Abkühlung von Gegenständen (DE-OS 37 30 830), vor allem Instrumenten oder elektrischen Schaltungen, oder dem Innenraum von Behältnissen, beispielsweise Kühltaschen oder dergl. geschlossene Behältnisse mit begrenztem Volumen eine der Masse des abzukühlenden Gegenstandes oder dem Rauminhalt des zu kühlenden Behältnisses entsprechende Anzahl von Peltier- Elementen vorgesehen und mit einer Spannung aus einer konstanten Stromquelle versorgt wird. Hierbei ist es weiterhin bekannt (DE-PS 36 27 747) zur Anpassung einer vorhandenen Spannungsquelle an die Betriebsspannung der Peltier-Elemente einen Spannungswand ler einzusetzen, um die Peltier-Elemente mit der einen optimalen Wirkungsgrad gewährleistenden Spannung versorgen zu können.Peltier elements are one of their design when fed Suitable electrical voltage capable of heat metransport against an existing temperature gradient cause. The use of Peltier elements is therefore also Known and widespread especially for cooling purposes, wherein for direct or indirect cooling of objects (DE-OS 37 30 830), especially instruments or electrical circuits, or the interior of containers, for example cool bags or the like. Closed containers with limited volume one of the mass of the object to be cooled or the volume number of Peltier Elements provided and with a voltage from a constant Power source is supplied. Here it is still known (DE-PS 36 27 747) to adapt an existing voltage source a voltage wall to the operating voltage of the Peltier elements to use the Peltier elements with the one optimal To be able to supply efficiency-guaranteeing voltage.

Ferner ist es auch bekannt vermittels eines elektrotechnischen Wandlers die Leistung (Stromstärke) der Stromquelle um ein Vielfaches über den Nennbedarf der Peltier-Elemente hinaus zu erhöhen, um bei gleicher Kühlleistung, bzw. Wärmetransport leistung eine von der Spannung unabhängige Verrinngerung der erforderlichen Anzahl von Peltier-Elementen zu erreichen. Furthermore, it is also known by means of an electrotechnical Converter the power (current) of the power source Much more than the nominal requirements of the Peltier elements increase to the same cooling capacity or heat transport performance is a condensation of the to achieve the required number of Peltier elements.

Die Stromversorgung der Peltier-Elemente ist hierbei immer an eine konstante Stromquelle gebunden, wie auch die Anzahl der erforderlichen, mit Strom zu versorgenden Peltier-Elemente jeweils für einen bestimmten Rauminhalt als auch eine bestimmte Masse eines Gegenstandes gleich ist. Im Hinblick auf die infolge der Schwankungen in der Temperatur der Umgebungsluft mitunter starken Schwankungen der auszugleichenden Temperaturänderungen des zu kühlenden Rauminhaltes bzw. Gerätes ist der gleichblei bende Einsatz, d. h. die gleichbleibende Energieversorgung einer unveränderlichen Anzahl von Peltier-Elementen unwirtschaftlich. Darüberhinaus ist es mit den bekannten Anlagen nicht möglich Stromquellen mit variierender Leistung wenigstens teilweise zum Betrieb der Peltier-Elemente einzusetzen.The power supply to the Peltier elements is always on tied a constant power source, as well as the number of required Peltier elements to be powered each for a specific volume as well as a specific one Mass of an object is the same. With regard to the result the fluctuations in the temperature of the ambient air sometimes strong fluctuations in the temperature changes to be compensated the volume to be cooled or the device is the same practice, d. H. the constant energy supply of one unchangeable number of Peltier elements uneconomical. In addition, it is not possible with the known systems Power sources with varying power at least partially to operate the Peltier elements.

Dies ist auch insoweit der Fall als die Verwendung von Peltier- Elementen im Zusammenhang mit Klimaanlagen in der DE-OS 24 05 032 an sich schon vorgeschlagen worden ist. Hierbei ist zwar vorgeschlagen worden, die Peltier-Elemente in einer bestimmten räumlichen Ausgestaltungsform zum Teil auch als unmittelbare Wärmebrücke ohne Verstärkungswirkung zu benutzen, jedoch kann eine solche Ausbildung den erforderlichen Energiebedarf dann nicht senken, wenn für den Wärmetransport durch die Peltier- Elemente deren aktive Wirksamkeit erforderlich ist.This is also the case to the extent that the use of Peltier Elements related to air conditioning in DE-OS 24 05 032 in itself has already been proposed. This is true have been proposed in a specific Peltier elements spatial design also partly as an immediate one To use thermal bridge without reinforcement, however such training then the required energy do not lower if for the heat transport through the Peltier Elements whose active effectiveness is required.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde eine Wärmepumpenanlage zu schaffen, die insbesondere zum Zwecke der Raumheizung ein setzbar und in der Lage ist auch unter variierenden Betriebsbe dingungen eine eingestellte Zieltemperatur zu gewährleisten, wobei einerseits eine möglichst optimale Ausnutzung des Wärme inhaltes abzukühlenden Mediums sowie andererseits auch der Einsatz von Stromquellen mit nicht konstanter Leistung ermöglicht sein soll.The invention has for its object a heat pump system to create a particular for the purpose of space heating is settable and capable even under varying operating conditions conditions to ensure a set target temperature, on the one hand the best possible use of the heat medium to be cooled and on the other hand also the Allows use of power sources with non-constant power should be.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Gesamtzahl der bezüglich der Einrichtung zur Abnahme eines aufge heizten Mediums in Aufheizrichtung hintereinandergeschalteten Peltier-Elemente in Gruppen unterteilt ist und diese Gruppen einzeln ansteuerbar und ihrerseits hintereinander geschaltet sind.This object is achieved in that the Total number of items related to the facility for acceptance heated medium connected in series in the heating direction Peltier elements is divided into groups and these groups individually controllable and in turn connected in series are.

Insbesondere ist dabei vorgesehen, daß den einzelnen Gruppen der Peltier-Elemente an ihrer Kaltseite jeweils eine eigene Einrichtung zum Zuführen eines abzukühlenden Mediums sowie an ihrer Warmseite eine Einrichtung zum Aufheizen eines aufzuhei zenden Mediums zugeornet ist, wobei wenigstens einem Teil der Gruppen von Peltier-Elementen eine eigene Einrichtung zur Abnahme des aufgeheizten Mediums zugeordnet ist. Insbesondere ist es zweckmäßig, daß jeder Gruppe von Peltier-Elementen ein eigen ständiger Wärmetauscherkreis zugeornet ist, welcher einerseits einen eine Zu- und eine Ablaufleitung aufweisenden, mit dem abzukühlenden Medium gefüllten und andererseits einen gleichfalls mit einer Zu-und einer Ablaufleitung versehenen, mit dem aufzu heizenden Medium gefüllten Wärmetauscher umfaßt. Sofern das abzukühlende Medium durch Umgebungsluft gebildet ist, besteht der Wärmetauscher aus einer beiderseits mit einer Verrippung versehenen Wärmebrücke.In particular, it is provided that the individual groups the Peltier elements each have their own on their cold side Device for supplying a medium to be cooled and on on its warm side a device for heating one zenden medium is assigned, with at least a portion of the Groups of Peltier elements have their own facility for acceptance of the heated medium is assigned. In particular it is expedient that each group of Peltier elements has its own permanent heat exchanger circuit is assigned, which one hand one with an inlet and an outlet line with which filled medium to be cooled and on the other hand also a provided with an inlet and an outlet line with which to open heating medium-filled heat exchanger. If that medium to be cooled is formed by ambient air the heat exchanger consists of a rib on both sides provided thermal bridge.

Diese Ausbildung ermöglicht es, daß jeweils nur soviele Gruppen von Peltier-Elementen in Betrieb sind, als für die Erreichung der geforderten Aufheizung des aufzuheizenden Mediums notwendig ist, dadurch daß das ausreichend aufgeheitzte aufzuheizende Medium hinter derjenigen Gruppe von Peltierelementen aus der Anlage ausgeleitet wird, in welcher die erforderliche Aufheizung erreicht worden ist.This training enables that only so many groups at a time of Peltier elements are in operation than for achieving the required heating of the medium to be heated is necessary is that the sufficiently heated to be heated Medium behind that group of Peltier elements from the Plant is rejected in which the required heating has been achieved.

Die erfindungsgemäße Wärmepumpenanlage ist in einer bevorzugten Anwendung zur Raumheizung einzusetzen, wobei dann sowohl als abzukühlendes als auch als aufzuheizendes Medium jeweils Wasser infrage kommt. Insbesondere für die Raumheizung kann aber, vor allem in Kombination mit einem der Kaltseite der Peltier-Elemente zugeordneten Gebläse auch Umgebungsluft als abzukühlendes Medium verwendet werden.The heat pump system according to the invention is preferred Use application for space heating, where then both Water to be cooled as well as the medium to be heated can be considered. But especially for space heating all in combination with one of the cold sides of the Peltier elements assigned blower also ambient air as a medium to be cooled be used.

Diese Ausbildung einer Wärmepumpenanlage ermöglicht im Hinblick auf die verschiedenen Gruppen von Peltier-Elementen ferner die gleichzeitige Verwendung beliebiger Arten abzukühlender Medien, wie Luft oder Wasser oder sonstiges, wobei einzelnen Gruppen von Peltier-Elementen gegebenenfalls nicht nur unterschiedliche abzukühlende Medien, sondern auch abzukühlende Medien unter schiedlicher Wärme zugeführt werden können.This formation of a heat pump system enables with regard to the various groups of Peltier elements simultaneous use of any kind of media to be cooled, such as air or water or otherwise, with individual groups Peltier elements may not only be different media to be cooled, but also media to be cooled different heat can be supplied.

Um beim Einsatz einer bestimmten Anzahl von Gruppen von Pel tier-Elementen auch unter verschiedenen Betriebsbedingungen eine vorgegebene Nutzwärmeleistung sicher zu stellen ist weiter vorgesehen, daß die einzelnen Wärmetauscherkreise sowohl bezüg lich des abzukühlenden als auch des aufzuheizenden Mediums wärmetechnisch mit aufsteigender Tendenz in Reihe hintereinan dergeschaltet sind, so daß das aufzuheizende Medium stufenweise auf die angestrebte Temperatur gebracht wird, wobei jeweils nur soviele Gruppen von Peltier-Elementen in Betrieb sind, wie zur Erreichung der geforderten Nutzwärmeleistung erforderlich sind.To use a certain number of groups of Pel tier elements even under different operating conditions Ensuring a predetermined useful heat output is further provided that the individual heat exchanger circuits both refer Lich the medium to be cooled as well as the medium to be heated thermally with an increasing tendency in a row are switched so that the medium to be heated gradually is brought to the desired temperature, each time only as many groups of Peltier elements are in operation as required to achieve the required useful heat output are.

Grundsätzlich soll der Wärmepumpenanlage eine einheitliche Strom versorgung für die Peltier-Elemente zugeordnet sein. Um aber auch in umweltfreundlicher Weise, z. B. durch Sonnenkollektoren oder Windkraft oder ähnlich nicht konstante Antriebsquellen erzeugte elektrische Energie zum Betrieb der Wärmepumpenanlage heranziehen zu können ist nach einem weiteren Merkmal der Erfin dung vorgesehen, daß in die Stromversorgung eine Steuerung einge schaltet ist, welche z. B. bei sinkender Spannung der Stromver sorgung und damit ungünstigerem Wirkungsgrad der einzelnen Pel tier-Elemente weitere Gruppen von Peltier-Elementen zuschaltet.Basically, the heat pump system should have a uniform current supply for the Peltier elements. But around also in an environmentally friendly manner, e.g. B. by solar panels or wind power or similar non-constant drive sources generated electrical energy for operating the heat pump system Another feature of the inventor is that it can be used tion provided that a control is turned on in the power supply is switched, which z. B. with falling voltage of the Stromver supply and thus less favorable efficiency of the individual pel tier elements connects additional groups of Peltier elements.

Die Wärmepumpenanlage kann dabei bei unzureichender Leistung der Stromquellen in Verbindung mit einer entsprechend ausgelegten Steuerung der Stromversorgung aber auch zur gemischten Anwendung von konstanter und schwankender Spannung ausgelegt werden, dahin gehend, daß in Abhängigkeit vom erforderlichen Aufheizungsgrad des aufzuheizenden Mediums einerseits und der insgesamt zur Verfügung stehenden Gruppen von Peltier-Elementen andererseits ein Teil derselben mit geringerer und ein Teil der Peltier-Ele mentegruppen mit höherer Spannung aus einer Stromquelle mit konstanter Spannung versorgt wird. The heat pump system can do this with insufficient performance of the power sources in connection with an appropriately designed one Control of the power supply but also for mixed use of constant and fluctuating voltage going that depending on the required degree of heating the medium to be heated on the one hand and the total for Available groups of Peltier elements on the other hand some of them with lower and some of the Peltier-Ele with higher voltage from a power source constant voltage is supplied.

Dem Wesen der Erfindung entsprechend hat die Steuerung der Spannungsversorgung der einzelnen Gruppen von Peltier-Elemen ten stets von dem zur Erzielung der geforderten Nutz-Wärme leistung der Wärmepumpe erforderlichen Aufheizungsgrad des auf zuheizenden Mediums auszugehen und hierbei eine Versorgung einzelner Gruppen von Peltier-Elementen mit höherer Spannung aus konstanten Spannungsquellen erst dann einzuschalten, wenn die Versorgung sämtlicher Gruppen von Peltier-Elementen der Gesamtanlage mit gegebenfalls niedrigerer Spannung aus nicht konstanten Spannungsquellen nicht mehr ausreicht um die erfor derliche Aufheizung des aufzuheizenden Mediums zu erreichen.In accordance with the essence of the invention, the control of the Power supply for the individual groups of Peltier elements always of the required to achieve the required useful heat performance of the heat pump required degree of heating up medium to be heated and a supply individual groups of Peltier elements with higher voltage only switch on from constant voltage sources if the supply of all groups of Peltier elements of the Overall system with possibly lower voltage from not constant voltage sources are no longer sufficient to to achieve heating of the medium to be heated.

Da der Wirkungsgrad von Peltier-Elementen mit sinkendem Tem peraturunterschied zwischen ihrer Warmseite und ihrer Kaltseite steigt ist eine Versorgung derjenigen Peltier-Elementegruppen, die im Verlauf der stufenweisen Aufheizung des aufzuheizenden Mediums den gerinsten Temperaturunterschied zu verarbeiten haben bevorzugt an die Spannung aus konstanter Stromquelle anzu schließen.Since the efficiency of Peltier elements with falling tem difference in temperature between their hot side and their cold side supply is increasing for those Peltier element groups, that in the course of the gradual heating of the to be heated Medium to process the smallest temperature difference preferably to be connected to the voltage from a constant current source shut down.

In diesem Zusammenhang kann es im Hinblick auf den erforderlichen Gesamt-Energiebedarf in manchen Fällen wirschaftlicher sein eine vorlaufende Aufheizung des abzukühlenden Mediums unter Einsatz von Stromenergie, beispielsweise vermittels eines Heiz stabes oder dergl. vorzusehen, wobei die Auswahl der jeweils mit geringstem Einsatz an Stromenergie zu der erforderlichen Aufheizung des aufzuheizenden Mediums führenden Maßnahmen, wie Einsatz zusätzlicher Gruppen von Peltier-Elementen oder vorlau fende Aufheizung des abzukühlenden Mediums, vermittels einer Steuerlogik durch die Steuerung der Wärmepumpenanlage erfolgt.In this regard, it may be necessary Overall energy requirements may be more economical in some cases a preliminary heating of the medium to be cooled Use of electricity, for example by means of a heater stabes or the like. Provide, the selection of each with minimal use of electricity to the required Heating of the medium to be heated leading measures, such as Use of additional groups of Peltier elements or preliminary effective heating of the medium to be cooled, by means of a Control logic is carried out by the control of the heat pump system.

Zum Ausgleich einer bezüglich der insgesamt erforderlichen Wärme menge gegebenenfalls nicht vollständig zureichenden Leistung der Wärmepumpenanlage kann darüberhinaus auch noch vorgesehen sein, daß ein zusätzliches mittels elektrischen Stromes oder eines sonstigen Energieträgers aufheizbares Reservoir für einen Wärmeträger vorgesehen und vermittels entsprechender, insbeson dere an die Sammelleitung für das abzukühlende Medium angeschlos sener Leitungen unmittelbar mit den Verbrauchern verbunden ist und wobei das aufzuheizende bzw. abzukühlende Medium mit dem durch die Peltier-Elemente aufzuheizenden Medium identisch, insbesondere ebenfalls Wasser ist, und wobei die Auswahl der jeweils mit geringstem Einsatz an Primärenergie zu der erfor derlichen Aufheizung des aufzuheizenden Mediums führenden Maß nahmen, wie Einsatz zusätzlicher Gruppen von Peltier-Elementen oder Aufheizung eines zusätzlichen Reservoirs mit abzukühlendem Medium, vermittels einer Steuerlogik durch die Steuerung der Wärmepumpenanlage erfolgt.To compensate for the total heat required quantity may not be fully sufficient the heat pump system can also be provided be that an additional by means of electric current or of another energy source heatable reservoir for one Heat transfer medium provided and by means of appropriate, in particular connected to the manifold for the medium to be cooled its lines are connected directly to the consumers and the medium to be heated or cooled with the identical medium to be heated by the Peltier elements, in particular is also water, and the selection of the each with the least amount of primary energy needed for the heating of the medium to be heated leading dimension took how to use additional groups of Peltier elements or heating an additional reservoir with cooling Medium, by means of a control logic through the control of the Heat pump system takes place.

Die Erfindung ist nachfolgend anhand eines in der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbeispieles im Einzelnen beschrieben. In der Zeichnung zeigt dieThe invention is based on one in the drawing schematically illustrated embodiment in detail described. In the drawing, the

Fig. 1 eine schematische Darstellung des Aufbaues einer Wärmepumpenanlage; Figure 1 is a schematic representation of the structure of a heat pump system.

Fig. 2 eine schematische Darstellung der Steuerung einer Wärmepumpenanlage nach Fig. 1; Fig. 2 is a schematic representation of the control of a heat pump system according to Fig. 1;

Fig. 3 eine vergrößerte Darstellung einer Gruppe von Peltier- Elementen mit den zugeordneten Wärmetauschern. Fig. 3 is an enlarged view of a group of Peltier elements with the associated heat exchangers.

Die Wärmepumpenanlage umfaßt gemäß der Darstellung der Fig. 1 eine Vielzahl jeweils zu einzelnen getrennten Gruppen 1 zusam mengefaßter Peltier-Elemente 2, 3, 4 und 5. Jeder der Gruppen 1 von Peltier-Elementen 2, 3, 4 und 5 ist ein an ihrer Kaltseite angeordneter erster Wärmetauscher 6 für das abzukühlende Medium, hier Wasser, und ein an ihrer Warmseite angeordneter Wärmetau scher 7 für das aufzuheizende Medium, hier ebenfalls Wasser, zugeordnet, derart, daß jede Gruppe 1 von Peltier-Elementen 2, 3, 4 und 5 einen eigenständigen Wärmetauscherkreis bildet. Die Wärmetauscher 6 für das abzukühlende Medium sind jeweils mit einer Zulaufleitung 8 und einer Ablaufleitung 9 versehen, während die Wärmetauscher 7 für das aufzuheizende Medium jeweils mit einer Zulaufleitung 10 und einer Ablaufleitung 11 für das aufzuheizende Medium versehen sind. Die einzelnen Wärmetau scherkreise A, B, C, D sind vermittels der Zu- 10 und Ablauf leitungen 11 der Wärmetauscher 7 in Aufheizrichtung des aufzu heizenden Mediums hintereinandergeschaltet, derart, daß sich eine stufenweise Aufheizung des aufzuheizenden Mediums ergibt. Um dabei die Anzahl der in Betrieb befindlichen Wärmetauscher kreise dem in Abhängigkeit von der erforderlichen Nutzwärme jeweils erforderlichen Aufheizungsgrad des aufzuheizenden Mediums entsprechend vergrößern oder verkleinern zu können sind in Auf heizrichtung hinter jedem oder wenigstens jedem zweiten Wärme tauscherkreis A, B, C oder D zu dem Verbraucher 12 bzw. 13 führende Abzweigleitungen 14 an die die Wärmetauscherkreise A, B, C und D miteinander verbindenden Zu- 10 und Ablaufleitungen 11 für das aufzuheizende Medium angeschlossen und ferner in die Zu und Ablaufleitungen 10 und 11 jeweils elektrisch ansteuerbare Absperrventile 15, z. B. Magnetventile, eingeschaltet. Sofern ein zweiter Verbraucher 13 beliefert werden soll sind dement sprechend zusätzliche, zu diesem führende Leitungen 14a vorge sehen. Die Abzweigleitungen 14 und 14a sind im gezeigten Ausfüh rungsbeispiel jeweils vermittels einer Sammelleitung 16 bzw. 16a an den jeweiligen Verbraucher 12 bzw. 13 angeschlossen. Um die zur Erreichung der erforderlichen Aufheizung des aufzuhei zenden Mediums erforderliche Wärmeübertragung durch die Pel tier-Elemente 2, 3, 4 und 5 möglichst gering zu halten, d. h. das aufzuheizende Medium nur jeweils um den Betrag der im Verbraucher tatsächlich entzogenen Wärme aufheizen zu müssen bildet der Rücklauf 17 bzw. 17a aus dem Verbraucher 12 bzw. 13 jeweils den Zulauf für den Wärmetauscher des ersten Wärmetauscherkreises A bzw. B der Reihe der Wärmetauscher A, B, C und D. Die unterei nander jeweils über einen Zu- 8 und einen Ablauf 9 verbundenen Wärmetauscher 6 für das abzukühlende Medium werden zunächst vermittels einer Leitung 19 aus einem Reservoir 18, beispielswei se Solardach oder Erdwärmespeicher, gespeist, wobei in die die aufeinanderfolgenden Wärmetauscher 6 der Wärmetauscherkreise A, B, C oder D verbindenden Zu- 8 und Ablaufleitungen 9 jeweils elektrisch ansteuerbare Ventile, insbesondere Magnetventile, eingeschaltet sind. Zusätzlich zu dem Reservoir 18 kann ein zweites Reservoir 18a vorgesehen sein, an welches die einzelnen Wärmetauscher 6 vermittels einer Leitung 19a angeschlossen sind. Der Rücklauf aus den Wärmetauschern 6 erfolgt über die Leitungen 20 bzw. 20a. Die ansteuerbare Absperrbarkeit sowohl der Vorlauf leitungen für das aufzuheizende als auch für das abzukühlende Medium ermöglicht es die Anzahl der durchströmten Wärmetauscher kreise dem tatsächlichen Wärmebedarf anzupassen und somit jewede schädliche Abkühlung insbesondere des aufzuheizenden Mediums in nicht aktiven Wärmetauscherkreisen zu vermeiden. Anlalog hierzu ist den einzelnen Gruppen 1 von Peltier-Elementen 2, 3, 4 und 5 eine von einer Steuerung 22 beherrschte Stromversorgung zugeordnet, wobei die Stromversorgung zwei unterschiedliche Stromquellen 23 und 24 umfaßt, deren eine aus einer konstanten herkömmlichen Stromquelle 23 und deren andere aus einer regenera tiven und daher nicht konstanten Stromquelle 24 besteht. Die Steuerung 22 umfaßt eingangsseitig einen die Temperatur des abzukühlenden Mediums erfassenden Fühler 25 und eine Anzahl die Temperatur des aufzuheizenden Mediums erfassender Fühler 26. Ausgangsseitig sind an die Steuerung 22 Steuerleitungen 27 zur Ansteuerung der elektrisch steuerbaren Ventile 15 und 15a sowie Verbindungsleitungen 28 zum selektiven Anschluß der Gruppen 1 von Peltier-Elementen entweder an die nicht konstante Stromquelle 24 oder an die konstante Stromquelle 25 angeschlos sen. An die Steuerung 22 ist ausgangsseitig ferner eine Steuer leitung 28 für die Stromversorgung einer Zusatzheizung 29 angeschlossen. Die Steuerung 22 umfaßt eine Logik 30, die den Einsatz der beiden Stromquellen 23 und 24 zur Stromversorgung der Peltier-Elementegruppen 1 einerseits nach dem momentan erforderlichen Aufheizungsbedarf des aufheizbaren Mediums und andererseits nach dem Gesichtspunkt der bevorzugten Verwendung regenerativer Energie steuert, wobei gleichzeitig die Auswahl der jeweils zu aktivierenden Peltier-Elementegruppen und gege benenfalls die Auswahl des für den momentanen Heizbedarfes bestgeeigneten Reservoirs sowie die Zuschaltung der Zusatzheizung berücksichtigt wird.1, the heat pump system comprises according to the representation of FIG. Each a plurality of individual separate groups 1 together quantitative preconceived Peltier elements 2, 3, 4 and 5. Each of the groups 1 of Peltier elements 2 , 3 , 4 and 5 is a first heat exchanger 6 arranged on its cold side for the medium to be cooled, here water, and a heat exchanger 7 arranged on its warm side for the medium to be heated, here also water, assigned so that each group 1 of Peltier elements 2 , 3 , 4 and 5 forms an independent heat exchanger circuit. The heat exchangers 6 for the medium to be cooled are each provided with an inlet line 8 and an outlet line 9 , while the heat exchangers 7 for the medium to be heated are each provided with an inlet line 10 and an outlet line 11 for the medium to be heated. The individual Wärmetau shear circles A, B, C, D by means of the inlet 10 and outlet pipes 11 of the heat exchanger 7 connected in series in the Aufheizrichtung aufzu heating medium, such that a gradual heating of the medium to be heated is obtained. In order to increase or decrease the number of heat exchangers in operation in accordance with the required degree of heating of the medium to be heated depending on the required useful heat, heat exchanger circuits A, B, C or D are added to the heating direction behind each or at least every second heat exchanger consumers 12 and 13 leading branch lines 14 to the heat exchanger circuits A, B, C and D connected supply one another 10 and drain lines 11 connected to the medium to be heated and further, in the inlet and outlet lines 10 and 11 are each electrically controllable shut-off valves 15, z. B. solenoid valves turned on. Should be provided that a second load 13 are supplied accordingly additional to this leading lines 14 see a pre. The branch lines 14 and 14 a are in the exemplary embodiment shown in each case by means of a collecting line 16 or 16 a connected to the respective consumer 12 or 13 . In order to achieve the required heating of the medium to be heated the heat transfer required by the animal elements 2 , 3 , 4 and 5 as low as possible, ie the medium to be heated only has to be heated by the amount of heat actually extracted in the consumer the return 17 or 17 a from the consumer 12 or 13 each have the inlet for the heat exchanger of the first heat exchanger circuit A or B of the series of heat exchangers A, B, C and D. The one under the other in each case via an inlet 8 and an outlet 9 connected to heat exchanger 6 for the to be cooled medium are first by means of a line 19 from a reservoir 18, beispielswei se solar roof or geothermal memory, supplied, wherein in the successive heat exchanger 6 of the heat exchanger circuits a, B, C or D connecting inlet 8 and outlet lines 9 electrically controllable valves, in particular solenoid valves, are switched on. In addition to the reservoir 18 , a second reservoir 18 a can be provided, to which the individual heat exchangers 6 are connected by means of a line 19 a. The return flow from the heat exchangers 6 takes place via the lines 20 and 20 a. The controllable shut-off of both the supply lines for the medium to be heated and for the medium to be cooled enables the number of heat exchanger circuits to be flowed through to adapt to the actual heat demand and thus to avoid any harmful cooling, in particular of the medium to be heated, in inactive heat exchanger circuits. Analogously to this, the individual groups 1 of Peltier elements 2 , 3 , 4 and 5 are assigned a power supply controlled by a controller 22 , the power supply comprising two different current sources 23 and 24 , one of which consists of a constant conventional current source 23 and the other of which a regenerative and therefore not constant current source 24 . On the input side, the control 22 comprises a sensor 25 which detects the temperature of the medium to be cooled and a number of sensors 26 which detect the temperature of the medium to be heated. On the output side, 22 control lines 27 for controlling the electrically controllable valves 15 and 15 a and connecting lines 28 for the selective connection of groups 1 of Peltier elements either to the non-constant current source 24 or to the constant current source 25 are connected to the control 22 . On the controller 22 , a control line 28 for the power supply of an additional heater 29 is also connected on the output side. The controller 22 comprises a logic 30 , which controls the use of the two power sources 23 and 24 for the power supply of the Peltier element groups 1 on the one hand according to the heating requirement currently required for the heatable medium and on the other hand according to the preferred use of regenerative energy, while at the same time selecting the Peltier element groups to be activated and, if necessary, the selection of the reservoir that is best suited to the current heating requirement and the connection of the additional heating are taken into account.

Claims

1. Heat pump system consisting of a number of Peltier elements, a power supply assigned to them and a device for supplying a medium to be cooled to the cold side of the Peltier elements and a device for removing a heated medium on the warm side of the Peltier elements, characterized in that that the total number of Peltier elements ( 2 , 3 , 4 and 5 ) connected in series with respect to the device for the removal of a heated medium in the heating direction is divided into groups ( 1 ) and these groups ( 1 ) electrically and thermally individually controllable in turn connected in series are.

2. Heat pump system according to claim 1, characterized in that the individual groups ( 1 ) of the Peltier elements ( 2 , 3 , 4 and 5 ) each have their own device ( 6 ) for supplying a medium to be cooled and at least some of the groups ( 1 ) a dedicated device ( 14/15 ) for the removal of a heated medium is assigned.

3. Heat pump system according to claim 1 and 2, characterized in that each group ( 1 ) of Peltier elements ( 2 , 3 , 4 and 5 ) together with a device ( 6 ) for supplying a medium to be cooled and a medium to be heated forms an independent heat exchanger circuit.

4. Heat pump system according to claim 1 to 3, characterized net that the individual heat exchanger circuits both with respect the medium to be cooled and the medium to be heated technically with an increasing tendency in a row are switched.

5. Heat pump system according to claim 1 to 4, characterized net that water is used as the medium to be heated.

6. Heat pump system according to claim 1 to 5, characterized in that all groups ( 1 ) are assigned a common power supply and that in the power supply a control device for connecting or disconnecting individual groups ( 1 ) is switched on.

7. Heat pump system according to claim 1 to 6, characterized in that the individual groups ( 1 ) of Peltier elements ( 2 , 3 , 4 and 5 ) are assigned different sources ( 18 , 18 a) of a medium to be cooled.

8. Heat pump system according to claim 1 to 7, characterized in that the individual groups ( 1 ) of Peltier elements or respectively a number of groups ( 1 ) are assigned different power sources ( 23 , 24 ) and that a distributor device ( 22nd ) is provided, which is regulated by a common control device ( 30 ).

9. Heat pump system according to claim 1 to 8, characterized in that the controller ( 22 ) comprises a logic ( 30 ), the use of the two power sources ( 23 and 24 ) for the Stromver supply of the Peltier element groups ( 1 ) on the one hand controls the currently required heating requirement of the heatable medium and, on the other hand, according to the preferred use of regenerative energy, and at the same time the selection of the respective Peltier element groups to be activated ( 1 ) and, if appropriate, the selection of the most suitable reservoir for the current heating requirement and the connection of the additional heating ( 29 ) taken into account.

10. Heat pump system according to claim 1 to 9, characterized in that the control ( 22 ) on the input side, a temperature sensing the temperature of the medium to be cooled, sensor ( 25 ) and a number of the temperature of the medium to be heated, sensor ( 26 ) and on the output side control lines ( 27 ) to control the electrically controllable valves ( 15 and 15 a) and connecting lines ( 28 ) for the selective connection of the groups ( 1 ) of Peltier elements either to the non-constant current source ( 24 ) or to the constant current source ( 25 ) and also one Control line ( 28 ) for the power supply of an additional heater ( 29 ).

11. Heat pump system according to claim 1 to 10, characterized in that in the heating direction behind each or at least every second heat exchanger circuit A, B, C or D to the United consumers ( 12 or 13 ) leading branch lines ( 14 ) to the heat exchanger circuits A. , B, C and D interconnecting supply ( 10 ) and drain lines ( 11 ) for the medium to be heated and also in the supply ( 10 ) and drain lines ( 11 ) each electrically controllable shut-off valve ( 15 , 15 a) , e.g. B. solenoid valves are turned on.

12. Heat pump system according to claim 1 to 11, characterized in that the heat exchangers ( 6 ) for the medium to be cooled each have an inlet line ( 8 ) and an outlet line ( 9 ) and the heat exchanger ( 7 ) for the medium to be heated each with an inlet line ( 10 ) and an outlet line ( 11 ) are provided for the medium to be heated.

13. Heat pump system according to claim 1 to 12, characterized in that in addition to a first reservoir ( 18 ) for a first medium to be cooled, a second reservoir ( 18 a) is provided for a second medium to be cooled.

14. Heat pump system according to claim 1 to 13, characterized in that if a second consumer ( 13 ) is to be supplied accordingly additional lines leading to this ( 14 a) are provided and the branch lines ( 14 and 14 a) each by means of a collecting line ( 16 or 16 a) are connected to the respective consumer ( 12 or 13 ).

15. Heat pump system according to one or more of the preceding claims 1 to 14, characterized in that an additional heatable reservoir is provided for a heat transfer medium and by means of corresponding lines connected in particular to the collecting line ( 16 or 16 a) for the medium to be cooled is connected to the consumers and the medium to be heated or cooled is identical to the medium to be heated by the Peltier elements, in particular also water.