EP4050269A1 - Heizeinrichtung, heizsystem und verfahren - Google Patents

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EP4050269A1
EP4050269A1 EP22157995.6A EP22157995A EP4050269A1 EP 4050269 A1 EP4050269 A1 EP 4050269A1 EP 22157995 A EP22157995 A EP 22157995A EP 4050269 A1 EP4050269 A1 EP 4050269A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
heating
heat exchanger
thermal fluid
connection
pump
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
EP22157995.6A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Niclas Mueller
Andreas Stegemeyer
Sebastian EYERER
Tillman Faßnacht
Verena Wagner
Sebastian Goerick
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
Publication of EP4050269A1 publication Critical patent/EP4050269A1/de
Pending legal-status Critical Current

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    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24D—DOMESTIC- OR SPACE-HEATING SYSTEMS, e.g. CENTRAL HEATING SYSTEMS; DOMESTIC HOT-WATER SUPPLY SYSTEMS; ELEMENTS OR COMPONENTS THEREFOR
    • F24D19/00—Details
    • F24D19/10—Arrangement or mounting of control or safety devices
    • F24D19/1006—Arrangement or mounting of control or safety devices for water heating systems
    • F24D19/1066—Arrangement or mounting of control or safety devices for water heating systems for the combination of central heating and domestic hot water
    • F24D19/1072—Arrangement or mounting of control or safety devices for water heating systems for the combination of central heating and domestic hot water the system uses a heat pump
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24D—DOMESTIC- OR SPACE-HEATING SYSTEMS, e.g. CENTRAL HEATING SYSTEMS; DOMESTIC HOT-WATER SUPPLY SYSTEMS; ELEMENTS OR COMPONENTS THEREFOR
    • F24D11/00—Central heating systems using heat accumulated in storage masses
    • F24D11/02—Central heating systems using heat accumulated in storage masses using heat pumps
    • F24D11/0214—Central heating systems using heat accumulated in storage masses using heat pumps water heating system
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24D—DOMESTIC- OR SPACE-HEATING SYSTEMS, e.g. CENTRAL HEATING SYSTEMS; DOMESTIC HOT-WATER SUPPLY SYSTEMS; ELEMENTS OR COMPONENTS THEREFOR
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    • F24D19/0095—Devices for preventing damage by freezing
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    • F24D19/1006—Arrangement or mounting of control or safety devices for water heating systems
    • F24D19/1051—Arrangement or mounting of control or safety devices for water heating systems for domestic hot water
    • F24D19/1054—Arrangement or mounting of control or safety devices for water heating systems for domestic hot water the system uses a heat pump
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24H—FLUID HEATERS, e.g. WATER OR AIR HEATERS, HAVING HEAT-GENERATING MEANS, e.g. HEAT PUMPS, IN GENERAL
    • F24H15/00—Control of fluid heaters
    • F24H15/10—Control of fluid heaters characterised by the purpose of the control
    • F24H15/136—Defrosting or de-icing; Preventing freezing
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24D—DOMESTIC- OR SPACE-HEATING SYSTEMS, e.g. CENTRAL HEATING SYSTEMS; DOMESTIC HOT-WATER SUPPLY SYSTEMS; ELEMENTS OR COMPONENTS THEREFOR
    • F24D2200/00—Heat sources or energy sources
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    • F24D2200/123—Compression type heat pumps
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F24D2220/08—Storage tanks
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    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
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    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B2600/00—Control issues
    • F25B2600/13—Pump speed control

Definitions

  • the invention relates to a heating device according to patent claim 1, a heating system according to patent claim 11 and a method according to patent claim 12.
  • an improved heating device for heating a building can be provided in that the heating device has a heat pump with a first heat exchanger. Furthermore, the heating device a thermal fluid transport device with a primary circuit pump, at least one first heating circuit connection and a second heating circuit connection.
  • the thermal fluid transport device can be filled with a thermal fluid.
  • the thermal fluid transport device is designed to transport and distribute the thermal fluid.
  • a first secondary side of the first heat exchanger is fluidically connected to the first and/or second heating circuit connection.
  • the thermal fluid transport device has a small reservoir for temporarily storing the thermal fluid.
  • the small storage tank is fluidically connected to the first heating circuit connection and/or to the first secondary side of the first heat exchanger.
  • the primary circuit pump is designed to convey the thermal fluid between the first secondary side and the small storage tank.
  • the small storage tank has the advantage that, in addition to a first heating circuit that can be connected to the first heating circuit connection, a second heat can be temporarily stored in the small storage tank by means of the thermal fluid, so that even with a closed first heating circuit or with a slightly open first heating circuit there is sufficient second heat to defrost a first heat exchanger can be provided in the heat pump.
  • the small storage tank is arranged parallel to the first heating circuit and the second heating circuit connection. This ensures that warm thermal fluid flows safely through the small accumulator even when the first heating circuit is closed and/or the first heating circuit is slightly open.
  • the small storage tank is arranged in series between the first heating circuit connection and the first secondary side of the first heat exchanger.
  • the small accumulator can be connected upstream of the first heating circuit connection in relation to a conveying direction of the thermal fluid.
  • At least one first secondary circuit pump is arranged between the small storage tank and the first heating circuit connection.
  • the first secondary circuit pump is designed to convey the thermal fluid between the small storage tank and the first heating circuit connection.
  • the thermal fluid transport device has an overflow valve, the overflow valve having a closed position and an open position.
  • the overflow valve is switched to the closed position when the pressure at the overflow valve falls below a predefined opening pressure.
  • the overflow valve is switched to the open position when the predefined opening pressure at the overflow valve is exceeded.
  • the overflow valve is arranged parallel to the first heating circuit connection and the second heating circuit connection. This configuration ensures that a sufficient flow of thermal fluid is ensured even when the first heating circuit is closed or the first heating circuit is only slightly open within the thermal fluid transport device, so that the small reservoir is reliably filled with warm thermal fluid. This configuration is particularly suitable if the small storage tank is connected in series with the first heating circuit connection and the overflow valve.
  • the heating device has a hot water storage tank with a storage tank and a hot water heat exchanger arranged in the storage tank.
  • the storage tank is designed to store hot water.
  • the thermal fluid transport device has a three-way valve, with a first valve connection of the three-way valve being fluidically connected to the second heating circuit connection and a second valve connection of the three-way valve being fluidically connected to the primary circuit pump.
  • a first page of the hot water heat exchanger is fluidically connected to a first branch arranged between the first secondary side and the small accumulator.
  • a second side of the hot water heat exchanger is fluidly connected to a third valve port of the three-way valve.
  • the three-way valve has a first valve position and at least one second valve position that differs from the first valve position.
  • the three-way valve In the first valve position, the three-way valve fluidically connects the second heating circuit connection to the primary circuit pump. In the second valve position, the three-way valve fluidly connects the second side of the hot water heat exchanger to the primary circuit pump.
  • This configuration has the advantage that, if sufficient heat cannot be provided by the small storage tank and the first heating circuit for de-icing the second heat exchanger of the heat pump, a second proportion can also be provided by adjusting the three-way valve from the first valve position to the second valve position the second heat can be taken from the hot water tank to defrost the second heat exchanger.
  • the small storage tank has a first storage connection and a second storage connection, the first storage connection being connected between the first branch and the first heating circuit connection.
  • the second storage connection is connected between the second heating circuit connection and the three-way valve.
  • the small storage tank has a first storage connection and a second storage connection, the first storage connection being fluidically connected to the first branch and the second storage connection being fluidically connected to the first heating circuit connection, the small storage tank being fluidically connected to the first branching with the first heating circuit connection.
  • the heating device has an outdoor unit and an indoor unit, the heat pump being arranged in the outdoor unit and having at least one second heat exchanger, the second heat exchanger being fluidically connected to the first heat exchanger for heat exchange.
  • the thermal fluid transport device and the small storage tank are arranged in the indoor unit. This configuration ensures that the outdoor unit can be designed to be particularly compact and at the same time that reliable de-icing is ensured.
  • the heating device has a fluid line for guiding the thermal fluid, the fluid line having at least one curved section.
  • the curved section encloses at least one angle of at least 45°, preferably at least 90°.
  • the fluid line has at least one plastic and is preformed.
  • the fluid line is preferably arranged stress-free or low-stress. As a result, the fluid line can be routed at a particularly small distance. Furthermore, geometries that cannot be produced with conventional copper tubing to form the fluid line are possible using the preformed plastic fluid line.
  • the heating system has a heating device and at least a first heating circuit.
  • the heating device is designed as described above.
  • the first heating circuit is connected to the first heating circuit connection and to the second heating circuit connection and is filled with the thermal fluid.
  • the primary circuit pump is designed to conduct the thermal fluid between the small storage tank and the first secondary side of the first heat exchanger.
  • a particularly advantageous method for de-icing a heating device with a heat pump, a hot water storage tank and a thermal fluid transport device can be provided in that the heat pump has a compressor integrated into a refrigerant circuit, a first heat exchanger and a second heat exchanger.
  • a heating mode and a de-icing mode can be provided for operating the heating device.
  • the refrigerant circuit is operated in a normal direction, with a first heat being absorbed by the second heat exchanger and being at least partially given off to the refrigerant. From the first heat exchanger, the first heat is absorbed by the refrigerant and transferred to the thermal fluid for heating the thermal fluid.
  • the heat pump In a de-icing mode, the heat pump is operated in the opposite direction to the normal direction for targeted heating of the second heat exchanger.
  • a primary circuit pump of the thermal fluid transport device is activated and the heated thermal fluid is conveyed to the first heat exchanger.
  • the second heat is transferred from the thermal fluid to the refrigerant, the refrigerant circulating in the refrigerant circuit in a direction opposite to its normal direction, and the refrigerant transferring the second heat to the second heat exchanger.
  • the second heat exchanger is defrosted with the second heat.
  • a predefined operating parameter of the heating device in particular a temperature of the thermal fluid
  • the thermal fluid is conducted through the hot water tank and the second heat is at least partially removed from the hot water tank for de-icing the second heat exchanger.
  • the thermal fluid is conveyed from a small reservoir of the thermal fluid transport device to the first heat exchanger in the de-icing mode before the predefined operating parameter is reached.
  • the second heat for defrosting the second heat exchanger is transferred from the thermal fluid stored in the small storage unit to the first heat exchanger.
  • the primary circuit pump is controlled in the heating mode in such a way that the thermal fluid has a pressure that is greater than an opening pressure of an overflow valve of the thermal fluid transport device.
  • FIG. 1 shows a schematic representation of a heating system 10 according to a first embodiment.
  • the heating system 10 has a heating device 15 , at least one first heating circuit 20 and a water supply device 25 .
  • the first heating circuit 20 can have one or more radiators, for example.
  • the water supply device 25 can have, for example, one or more water lines for supplying the heating device 15 and the building with water, in particular with drinking water.
  • the heating device 15 is designed as an air-water heat pump, for example.
  • the heating device 15 has a heat pump 30 , a thermal fluid transport device 35 and preferably a hot water tank 40 .
  • the heater 15 is divided into an outdoor unit 45 and an indoor unit 50 .
  • the outdoor unit 45 can be arranged outside the building.
  • the outdoor unit 45 can be designed as an outdoor installation device.
  • the outdoor unit 45 can also be arranged in the building and be fluidically connected to an environment 405 of the building via a fresh air duct, for example.
  • the indoor unit 50 can, for example, be in the form of an indoor set-up device and is arranged in the building.
  • a multi-part configuration of the internal unit 50 can also be provided.
  • the integration of the hot water tank 40 in the internal unit 50 can be dispensed with and, for example, the hot water tank 40 can be set up next to the internal unit 50 .
  • the hot water tank 40 has, for example, a fresh water connection 55 and a hot water connection 60 . Furthermore, the hot water storage tank 40 has a storage tank 65 and a hot water heat exchanger 70 arranged in the storage tank 65 . In addition, the hot water tank 40 can have a circulation connection 75 . The circulation connection 75 can also be omitted.
  • the fresh water connection 55 can be fluidically connected, for example, to a fresh water network, in particular a drinking water network. Furthermore, the fresh water connection 55 is connected to the storage tank 65 by means of a fresh water line 80 .
  • the storage tank 65 is thermally insulated and stores 10 hot water during operation of the heating system.
  • the hot water connection 60 is in turn fluidly connected to the storage tank 65 by means of a hot water line 85 .
  • the water supply device 25 is connected to the fresh water connection 55 and the hot water connection 60 in order to fluidly connect an extraction point 76 to the hot water tank 40 .
  • the heat pump 30 has a first heat exchanger 90, a second heat exchanger 95, a refrigerant circuit 100 and a compressor 105 and an expansion valve 110 on.
  • the refrigerant circuit 100 is filled with a refrigerant 115 .
  • the refrigerant 115 can be R410 or R290, for example.
  • the first heat exchanger 90 has a first primary side and a first secondary side 120, the first primary side of the first heat exchanger 90, the expansion valve 110, a second secondary side of the second heat exchanger 95 and the compressor 105 being integrated into the refrigerant circuit 100.
  • the thermal fluid transport device 35 has at least one primary circuit pump 125, preferably an electric auxiliary heater 130, a small reservoir 135, preferably a first secondary circuit pump 140, a three-way valve 145, a first heating circuit connection 150 and at least one second heating circuit connection 155.
  • the thermal fluid transport device 35 can have an expansion vessel 160 and/or optionally a safety valve 165 .
  • the thermal fluid transport device 35 is filled with a thermal fluid 170 .
  • the thermal fluid 170 can, for example, contain water and optionally an additional additive, in particular an antifreeze.
  • the thermal fluid 170 is preferably present in the liquid state in the thermal fluid transport device 35 .
  • the primary circuit pump 125 has a first input side and a first output side.
  • the first output side of the primary circuit pump 125 is fluidically connected to the first secondary side 120 of the first heat exchanger 90 by means of a first fluid line 175 .
  • the first secondary side 120 is connected to the electric auxiliary heater 130 via a second fluid line 180 , for example.
  • Electrical auxiliary heater 130 is connected to a first branch 190 via a third fluid line 185 on a side facing away from second fluid line 180 .
  • a fourth fluid line 195 is connected to the first branch 190 and connects a first side 200 of the hot water heat exchanger 70 to the first branch 190 .
  • a fifth fluid line 205 fluidly connects the first branch 190 to a second branch 210. Both the first branch 190 and the second branch 210 can be designed as a T-branch, for example.
  • the small memory 135 has a first memory connection 215 and a second memory connection 220 .
  • the second storage port 220 is arranged opposite to the first storage port 215 .
  • a storage container 225 of the small storage device 135 extends between the first storage connection 215 and the second storage connection 220.
  • the storage container 225 is thermally insulated and has a significantly smaller capacity for temporarily storing the thermal fluid 170 than the storage tank 65.
  • the storage tank 65 can have a volume from 150 to 300 liters, while for example the storage tank 225 has a volume of 15 to 25 liters, preferably 15 to 20 liters.
  • the small storage tank 135 can, for example, be in the form of a solar upstream vessel.
  • the storage container 225 connects the first storage connection 215 to the second storage connection 220.
  • the storage container 225 is designed in such a way that a quasi-short circuit between the first storage connection 215 and the second storage connection 220 is avoided.
  • the storage tank 225 can, for example, be of tubular design, with the storage connection 215 , 220 being arranged at one end of the storage tank 225 in each case.
  • the first storage port 215 is connected to the second branch 210 by means of a sixth fluid line 230 . Furthermore, the second branch 210 is connected to a second input side of the first secondary circuit pump 140 on a side opposite the fifth fluid line 205 by means of a seventh fluid line 235 . Thus, the second branch 210 is arranged directly upstream of the first secondary circuit pump 140 and the first branch 190 is arranged upstream of the second branch 210 . Downstream of the first secondary circuit pump 140 , the first secondary circuit pump 140 is connected to the first heating circuit connection 150 on its second outlet side by means of an eighth fluid line 240 .
  • the first heating circuit 20 is connected, for example, to the first heating circuit connection 150 on one side and to the second heating circuit connection 155 on the other side. In this case, for example, the first heating circuit connection 150 can form a flow connection for the first heating circuit 20 and the second heating circuit connection 155 can form a return connection for the first heating circuit 20 .
  • the second heating circuit connection 155 is connected to a first junction 250 by means of a ninth fluid line 245 .
  • the first junction 250 can be T-shaped, for example.
  • a tenth fluid line 255 is connected to the first junction 250 and fluidly connects the first junction 250 to the second storage port 220 .
  • the three-way valve 145 has a first valve port 260 , a second valve port 265 and a third valve port 270 .
  • the first valve port 260 is fluidically connected to the first junction 250 by means of an eleventh fluid line 275 .
  • a twelfth fluid line 280 fluidly connects the first input side of the primary circuit pump 125 to the second valve port 265 of the three-way valve 145.
  • a thirteenth fluid line 285 is also connected to the third valve port 270, which connects a second side 290 of the hot water heat exchanger 70 to the third valve port 270 fluidly connects.
  • the safety valve 165 can be connected to the twelfth fluid line 280 downstream of the second valve connection 265 .
  • the expansion vessel 160 can be connected fluidically to the twelfth fluid line 280 between the safety valve 165 and the first input side of the primary circuit pump 125 .
  • the control system 39 has, for example, a control unit 300, an outside temperature sensor 305, a first temperature sensor 310, preferably a second temperature sensor 315, a pressure sensor 320 and/or a storage temperature sensor 330.
  • Control device 300 has a data memory 335 , a control device 340 and an interface 345 .
  • the data memory 335 is connected to the control device 340 by means of a first connection 346 .
  • the control device 340 is connected to the interface 345 by means of a second connection 347 .
  • At least one predefined operating parameter is stored in the data memory 335, for example.
  • a predefined control algorithm which is embodied as a computer program, for example, can be stored in the data memory 335 .
  • a first to third predefined temperature threshold value S1, S2, S3, a predefined heating curve and a predefined maximum permissible icing state are stored in the data memory.
  • the predefined second temperature threshold S2 can be the predefined operating parameter.
  • the outside temperature sensor 305 measures an outside temperature TA.
  • the first temperature sensor 310 is arranged, for example, on the seventh fluid line 235 and measures a first temperature T1 of the thermal fluid 170 upstream of the second input side of the first secondary circuit pump 140.
  • the second temperature sensor 315 is arranged on the output side of the first heat exchanger 90 and measures a second temperature T2 of the thermal fluid 170 in the third fluid line 185.
  • the pressure sensor 320 is arranged in the refrigerant circuit 100 and measures a pressure of the refrigerant 115.
  • the interface 345 is connected to the outside temperature sensor 305 by means of a third connection 350 . Furthermore, the interface 345 is connected to the compressor 105 via a fourth connection 355 .
  • a fifth connection 360 connects the three-way valve 145 to the interface 345.
  • a sixth connection 365 connects the interface 345 to the primary circuit pump 125 and a seventh connection 370 connects the first secondary circuit pump 140 to the interface 345.
  • An eighth to eleventh connection 375 to 395 connects the first temperature sensor 310 and the second temperature sensor 315 as well as the storage tank temperature sensor 330 to the interface 345.
  • connection 346, 347, 350, 355, 360, 365, 370, 375, 380, 385, 395 can be both wireless and wired.
  • the first to eleventh connection 346, 347, 350, 355, 360, 365, 370, 375, 380, 385, 395 can be part of a bus system, in particular a Modbus system, for example. A different configuration of the first to eleventh connection would also be possible.
  • connection 346, 347, 350, 355, 360, 365, 370, 375, 380, 385, 395 is an example for easier differentiation from the fluid lines 175, 180, 185, 195, 205, 230, 235, 240, 245, 255 , 275, 280, 285, 435, 445, 455 are represented by dashed lines.
  • a data/control signal with information can be transmitted, for example.
  • the data/control signal can be transmitted digitally or analogously.
  • the three-way valve 145 has a first valve position and a second valve position that differs from the first valve position.
  • the three-way valve 145 connects the eleventh fluid line 275 to the twelfth fluid line 280, so that the second storage port 220 is connected via the tenth fluid line 255 and the first junction 250 to the first input side of the primary circuit pump 125.
  • the second heating circuit connection 155 is fluidically connected via the ninth fluid line 245 , the first junction 250 and the eleventh fluid line 275 by means of the twelfth fluid line 280 to the first input side of the primary circuit pump 125 .
  • the eleventh fluid line 275 is fluidically decoupled from the twelfth fluid line 280, so that both the second heating circuit connection 155 and the second accumulator connection 220 are fluidically isolated from the twelfth fluid line 280 and thus from the first input side of the primary circuit pump 125 are separated.
  • the thirteenth fluid line 285, which fluidly connects the second side 290 of the hot water heat exchanger 70 to the third valve port 270 is fluidly connected to the twelfth fluid line 280, so that the second side 290 of the hot water heat exchanger 70 via the three-way valve 145 is connected fluidically continuously to the first input side of the primary circuit pump 125 .
  • the three-way valve 145 is switched such that the three-way valve 145 accommodates either the first valve position or the second valve position.
  • the first valve position thus forms the alternative to the second valve position.
  • the three-way valve 145 can also be designed as a mixing valve which, in a mixing position, assumes both the first valve position and the second valve position, thereby fluidically connecting both the second side 290 of the hot water heat exchanger 70 to the first input side of the primary circuit pump 125 and also connects the second heating circuit connection 155 and the second storage connection 220 to the first input side of the primary circuit pump 125 .
  • FIG. 2 shows a flowchart of a method for operating the in 1 shown heating system 10.
  • the heating system 10 has at least two, preferably three operating states, as described below in the embodiment.
  • a first operating state which can also be referred to as the first heating mode
  • the heating system 10 heats the heating circuit 20 in order to heat a room in a building.
  • a second operating state which can also be referred to as a second heating mode
  • fresh water introduced into the storage tank 65 is heated and made available in a heated state via the water supply device 25, for example at the extraction point 76 as hot water.
  • the second heat exchanger 95 is de-iced in a de-icing mode in order to ensure the functionality of the heat pump 30 for heating the thermal fluid 170 .
  • the icing of the second heat exchanger 95 occurs above all in the case of high humidity in connection with an outside temperature around the freezing point.
  • the first temperature sensor 310 measures the first temperature T1 of the thermal fluid 170 on the inlet side of the first secondary circuit pump 140.
  • the outside temperature sensor 305 also measures the outside temperature TA.
  • the controller 340 takes into account the first temperature T1 and the outside temperature when controlling the compressor 105 and the primary circuit pump 125 as well as the first secondary circuit pump 140.
  • control device 340 Based on the outside temperature TA and the heating curve, which can be set by the customer on the device, there is a target value for the first temperature T1. If the measured value of the first temperature T1 is less than the setpoint, control device 340 recognizes a heat requirement for the first heating circuit 20.
  • a first method step 505 the heating device 15 is switched to the first heating mode.
  • the control device 340 activates the compressor 105 and the compressor 105 conveys the refrigerant 115 in the refrigerant circuit 100 in a normal direction.
  • a first heat Q - 1 is taken from the environment 405 by a source medium, for example by fresh air conveyed to the second heat exchanger 95 .
  • the first heat Q - 1 is transferred from the second heat exchanger 95 via the refrigerant circuit 100 to the first primary side of the first heat exchanger 90 .
  • the first heat Q - 1 is at least partially transferred from the refrigerant 115 to the thermal fluid 170 and the thermal fluid 170 is heated.
  • the primary circuit pump 125 is activated in the first operating state, so that the primary circuit pump 125 delivers the thermal fluid 170 .
  • the thermal fluid 170 is conveyed from the first secondary side 120 of the first heat exchanger 90 via the second fluid line 180 to the electric auxiliary heater 130 .
  • the electric auxiliary heater 130 is deactivated, for example.
  • the thermal fluid 170 flows through the electric auxiliary heater 130 and the third fluid line 185 to the first branch 190.
  • the three-way valve 145 is switched to the first valve position by the control device 340, so that the thermal fluid 170 essentially flows into the fifth fluid line 205 .
  • the thermal fluid 170 flows towards the second branch 210.
  • the first heating circuit 20 is open, for example.
  • the control device 340 preferably controls the first secondary circuit pump 140 in such a way that a delivery rate of the first secondary circuit pump 140 is lower than a delivery rate of the primary circuit pump 125. This has the consequence that at the second branch 210 a mass flow of the thermal fluid 170 to the sixth fluid line 230 and the seventh fluid line 235 divides. It is of particular advantage here if the delivery rate of the primary circuit pump 125 is approximately 5 to 10% greater than the delivery rate of the first secondary circuit pump 140.
  • a first portion of the thermal fluid 170 flows via the seventh fluid line 235 to the first secondary circuit pump 140, which conveys the first portion via the first heating circuit connection 150 into the first heating circuit 20.
  • the first part exits the first heating circuit 20 via the second heating circuit connection 155 and re-enters the thermal fluid transport device 35 after it has cooled and flows via the ninth fluid line 245 to the first junction 250.
  • a second portion of the thermal fluid 170 flows into the sixth fluid line 230 and enters the storage tank 225 at the first storage port 215 .
  • the storage container 225 can, for example, be of tubular design.
  • the incoming heated thermal fluid 170 flows through the storage container 225, and a thermal fluid 170 that has already been cooled is routed from the storage container 225 of the small storage device 135 via the second storage connection 220.
  • the thermal fluid 170 stored in the storage tank 225 is successively exchanged, so that the storage tank 225 of the small storage tank 135 is filled with warm thermal fluid 170 after a predefined first time interval.
  • the warm thermal fluid 170 continues to be guided with the second part through the storage tank 225 and flows continuously through the storage tank.
  • the warm thermal fluid 170 flows via the second storage connection 220 towards the first junction 250.
  • the arrangement of the small accumulator 135 fluidically between the first heating circuit connection 150 and the second heating circuit connection 155 means that the small accumulator 135 is connected hydraulically in parallel with the first heating circuit connection 150 and the second heating circuit connection 155 and the first heating circuit 20 .
  • the first portion of thermal fluid 170 and the second portion of thermal fluid 170 are combined and via the eleventh Fluid line 275 out to the three-way valve 145.
  • the thermal fluid 170 flows via the first fluid line 175 to the twelfth fluid line 280 and back to the first input side of the primary circuit pump 125.
  • the primary circuit pump 125 again delivers the thermal fluid 170 from the twelfth Fluid line 280 in the circuit towards the first fluid line 175, which leads the thermal fluid 170 in the first secondary side 120 of the first heat exchanger 90.
  • the first heating circuit 20 in the first valve position, preferably only the first heating circuit 20 is supplied with the first heat Q 1 .
  • the first heat Q -1 can then be transferred to the building in the first heating circuit 20 in order to heat the building.
  • a second method step 510 storage temperature sensor 330 measures water temperature TW of the hot water stored in storage tank 65 .
  • the second method step 510 can take place in parallel with the first method step 505 .
  • a third method step 515 following the second method step 510 the control device 340 compares the detected water temperature TW with the predefined first temperature threshold value S1. If the determined hot water temperature TW falls below the predefined first temperature threshold value S1, then the process continues with a fourth method step 520. If the hot water temperature TW exceeds the predefined first temperature threshold value S1, the process continues with a fifth method step 525.
  • the second and third method step 510, 515 can also be carried out before the first method step 505, in particular if prioritization of the hot water tank 40 is desired.
  • the control device 340 uses a control signal to switch the three-way valve 145 to the fifth connection 360 second valve position. Furthermore, the control device 340 can deactivate the first secondary circuit pump 140 . The control device 340 can also continue to activate the first secondary circuit pump 140 .
  • the warm thermal fluid 170 flows into the fourth fluid line 195 to the first side 200 of the hot water heat exchanger 70.
  • the warm thermal fluid 170 flows through the hot water heat exchanger 70 from the first side 200 to the second side 290.
  • the warm thermal fluid 170 heats the (cold) fresh water/warm water present in the storage tank 65 to warm water.
  • a running time of the compressor 105 can be determined in the first method step 505 and/or in the fourth method step 520 .
  • the running time determined can be compared with a predefined minimum running time of the compressor 105, with the first method step 505 or the fourth method step 520 being continued if the minimum running time is not reached until the minimum running time is reached.
  • a fifth method step 525 the control device 340 switches the three-way valve 145 to the first valve position or the three-way valve 145 remains in the first valve position.
  • a sixth method step 530 following the fourth and fifth method step 520, 525 the pressure sensor 320 determines an evaporation pressure p. Furthermore, a current evaporation temperature TVD is calculated in the control device 340 on the basis of this measurement and the thermophysical material data of the refrigerant 115 . On the basis of the outside temperature TA and the pressure p or the temperature TVD, the control device 340 determines an icing condition on the primary side of the second heat exchanger 95. Additionally On the air side of the second heat exchanger 95, another temperature sensor (not in 1 shown) can be arranged in order to determine the icing condition particularly well.
  • a seventh method step 535 following the sixth method step the control device 340 checks, by comparing the determined referral state with a predefined maximum permissible icing state, whether the second heat exchanger 95 is excessively icy on the primary side or whether the icing is within a permissible range. If the control device 340 recognizes that the second heat exchanger 95 is iced to a greater extent than the predefined maximum permissible icing state, then the control device 340 continues with an eighth method step 540 . If the icing of the second heat exchanger 95 is below the predefined maximum permissible icing state, the control device 340 continues with the first method step 505 if the water temperature TW is greater than the first predefined temperature threshold value S1 (cf. fifth method step 525), or with the fourth Method step 520 if the water temperature TW is lower than the first predefined temperature threshold value S1.
  • the conveyance of the refrigerant 115 is reversed with respect to the normal direction in the refrigerant circuit 100 by a corresponding switching of the refrigerant circuit 100 and the refrigerant circuit 100 is switched in the cooling direction.
  • the refrigerant 115 in the first heat exchanger 90 absorbs a second heat Q - 2 from the thermal fluid 170 and transfers it to the second heat exchanger 95.
  • the thermal fluid 170 is thereby cooled in the first heat exchanger 90 .
  • the second heat exchanger 95 is de-iced on the primary side with the second heat Q 2 .
  • the three-way valve 145 is set to the first valve position by the control device 340 . Furthermore, the control device 340 activates the primary circuit pump 125 and the first secondary circuit pump 140 in order to convey both the thermal fluid 170 from the first heating circuit 20 and from the small reservoir 135 to the first secondary side 120 of the first heat exchanger 90 .
  • the cooled thermal fluid 170 is introduced into the second fluid line 180 in a cold state.
  • the thermal fluid 170 circulates between the small reservoir 135 and the first heating circuit 20 and the first heat exchanger 90.
  • the second temperature sensor 315 measures the second temperature T2 of the thermal fluid 170 on the outlet side of the first heat exchanger 90.
  • a tenth method step 550 following the ninth method step 545, the control device 340 compares the second temperature T2 with the predefined second temperature threshold value S2. If the second temperature T2 falls below the predefined second temperature threshold value S2, then the control device 340 continues with an eleventh method step 555. If the second temperature T2 exceeds the predefined second temperature threshold value S2, then the control device 340 continues with the eighth method step 540.
  • the control device 340 continuously carries out the sixth and seventh method step 530, 535 parallel to the ninth method step 545 to check whether the second heat exchanger 95 has now been defrosted far enough. If the control device 340 recognizes that the second heat exchanger 95 has been defrosted, the control device ends the defrosting mode. Depending on the current requirement (heating or hot water or no requirement), the control device 340 switches the heat pump 30 to the first or second heating mode or to a standby mode.
  • the control device 340 controls the three-way valve 145 in such a way that the three-way valve 145 is switched from the first valve position to the second valve position. Furthermore, the control device 340 can deactivate the first secondary circuit pump 140 in order to avoid charging the first heating circuit 20 with cold thermal fluid 170 . However, the first secondary circuit pump 140 can also remain in operation. The primary circuit pump 125 remains activated. By activating the primary circuit pump 125, the thermal fluid 170 is now in the cooled state on the first side 200 in the Storage tank 65 introduced with hot water.
  • the hot water from the storage tank 65 heats the thermal fluid 170 with the second heat Q ⁇ 2 , so that the thermal fluid 170 is routed in a warm state via the second side 290 and the thirteenth fluid line 285 to the three-way valve 145 .
  • the primary circuit pump 125 conveys the thermal fluid 170 via the first fluid line 175 into the first heat exchanger 90.
  • the second heat Q - 2 is transferred from the thermal fluid 170 to the refrigerant 115.
  • the refrigerant 115 circulating in the reverse direction transfers the second heat Q ⁇ 2 to the second heat exchanger 95.
  • the second heat Q ⁇ 2 is then further used to defrost the second heat exchanger 95.
  • the control device 340 continuously carries out the sixth and seventh method step 530, 535 parallel to the eleventh method step 555 to check whether the second heat exchanger 95 has now been defrosted far enough.
  • a minimum running time of the compressor 105 is recorded by the control device 340. If the minimum runtime is not reached, the ninth or eleventh method step 545, 555 is carried out until the minimum runtime is reached.
  • control device 340 If the control device 340 recognizes that the second heat exchanger 95 has been defrosted, the control device 340 ends the defrosting mode. Depending on the current requirement (heating or hot water or no requirement), the control device 340 switches the heating device 15 to the first or second heating mode or to a standby mode.
  • the storage tank temperature sensor 330 determines the water temperature TW of the hot water in the storage tank 65 in a twelfth method step 560.
  • a thirteenth method step 565 which follows the twelfth method step 560, the control device 340 compares the hot water temperature TW with the predefined third temperature threshold value S3.
  • the third temperature threshold S3 may be lower than the first temperature threshold S1 and greater than the second temperature threshold S2. If the water temperature TW falls below the third predefined temperature threshold value S3, then the control device 340 continues with the fourteenth method step 570. If the hot water temperature TW exceeds the predefined temperature threshold value S3, then the control device 340 continues with the eleventh method step 555.
  • the control device 340 activates the electric auxiliary heater 130, wherein the control device 340 can use the first temperature threshold value S1 as a target value for the hot water in the storage tank 65 as a reference variable for controlling the electric auxiliary heater 130.
  • the control device 340 continuously carries out the sixth and seventh method step 530, 535 parallel to the fourteenth method step 570 to check whether the second heat exchanger 95 has now been defrosted far enough. If the control device 340 recognizes that the second heat exchanger 95 has been defrosted, the control device ends the defrosting mode. Depending on the current requirement (heating or hot water or no requirement), the control device 340 switches the heating device to the first or second heating mode or to a standby mode.
  • the method described above and the heating system 10 have the advantage that the parallel arrangement of the small accumulator 135 ensures a minimum volume flow in the first method step 505, regardless of whether the first heating circuit 20 is open or closed.
  • a predefined setpoint flow temperature of the thermal fluid 170 is reliably ensured at the first temperature sensor 310, so that the small reservoir 135 is particularly filled with warm thermal fluid.
  • the volume of the small reservoir 135 is selected such that the compressor 105 can be operated at least for the minimum running time in the first method step 505 even when the first heating circuit 20 is closed. As a result, a long service life of the compressor 105 can be guaranteed.
  • the small reservoir 135 ensures that the second heat exchanger 95 can be defrosted in the eighth method step 540 in most cases and the eleventh to fourteenth method step 555, 560, 565, 570 are only carried out in exceptional cases.
  • FIG 3 shows a schematic representation of a heating system 10 according to a second embodiment.
  • the heating system 10 is essentially identical to that in FIG 1 shown heating system 10 is formed. In the following, only the differences of the in 3 shown heating system 10 compared to that in FIGS figures 1 and 2 shown heating system 10 received.
  • the heating system 10 has a second heating circuit 410 .
  • the thermal fluid transport device 35 has a third heating circuit connection 415 and a fourth heating circuit connection 420 in addition to the first heating circuit connection 150 and the second heating circuit connection 155 .
  • the third heating circuit connection 415 and the fourth heating circuit connection 420 are connected to the second heating circuit 410 in such a way that the second heating circuit 410 is connected to the third heating circuit connection 415 on the flow side and to the fourth heating circuit connection 420 on the return side.
  • the thermal fluid transport device 35 can have a mixing valve 425 and a second secondary circuit pump 430 to control the second heating circuit 410 , which can be designed, for example, as underfloor heating in the building.
  • the mixing valve 425 is connected on the inlet side via a fourteenth fluid line 435 to a third branch 440 , the third branch 440 being built into the seventh fluid line 235 .
  • the mixing valve 425 is connected to a third input side of the second secondary circuit pump 430 via a fifteenth fluid line 445 .
  • the mixing valve 425 is connected to a bypass 450, which runs parallel to the third and fourth heating circuit connection 415, 420.
  • the bypass 450 and the fourth heating circuit connection 420 are connected to the ninth fluid line 245 via a sixteenth fluid line 455 at a second junction 460 .
  • the second heating circuit 410 is due to this configuration of the thermal fluid transport device 35 designed as a mixed heating circuit, while the first heating circuit 20 is unmixed.
  • the method for operating the heating system 10 can be essentially identical to that in 2 explained procedures are carried out. In the following, only the differences will be discussed.
  • the eighth method step 540 in addition to the first secondary circuit pump 140, the second secondary circuit pump 430 is also activated and the mixing valve 425 is set by the control device 340 in such a way that a backflow from the fifteenth fluid line 445 via the bypass 450 to the mixing valve 425 is avoided.
  • the thermal fluid 170 thus flows not only through the first heating circuit 20, but also through the second heating circuit 410 and is introduced from the first and second heating circuit 20, 410 via the second junction 460 into the ninth fluid line 245 and from there in the direction of the first and second heat exchanger 90, 95 for de-icing the second heat exchanger 95.
  • step 555 in addition to first secondary circuit pump 140, second secondary circuit pump 430 is also deactivated.
  • FIG. 4 shows a schematic representation of a heating system 10 according to a third embodiment.
  • the heating system 10 is essentially identical to that in FIG figure 1 explained heating system 10 formed. In the following, only the differences of the in 4 shown heating system 10 compared to that in FIGS figure 1 shown heating system 10 received. In 4 will opposite 3 the second heating circuit 410 and the corresponding expansion of the thermal fluid transport device 35 are dispensed with.
  • the small reservoir 135 is made particularly thin in the embodiment and can be made, for example, as a tube.
  • the small memory 135 is in figures 1 and 3 arranged in parallel to the first and second heating circuit connection 150, 155 in series between the first branch 190 and the first heating circuit connection 150.
  • the first secondary circuit pump 140 is dispensed with.
  • the primary circuit pump 125 also serves to supply the first heating circuit 20 with thermal fluid 170 .
  • This configuration has the advantage that the first heating circuit 20 is fluidically coupled directly to the first heat exchanger 90 . As a result, the heating system 10 is particularly simple and inexpensive.
  • the small reservoir 135 is arranged fluidly in series between the first branch 190 and the second branch 210 .
  • An overflow valve 465 is arranged on the second branch 210 parallel to the first heating circuit connection 150 and the second heating circuit connection 155 .
  • the spill valve 465 may be adjustable or non-adjustable.
  • the overflow valve 465 has a closed position and an open position, with the overflow valve 465 fluidically connecting the second branch 210 to the first junction 250 in an open position. In the closed position, the overflow valve 465 fluidly separates the second branch 210 from the first junction 250.
  • the overflow valve 465 is below a predefined opening pressure on the input side of the overflow valve 465 in the closed position.
  • the overflow valve 465 is switched to the open position, so that the thermal fluid 170 overflows from the second branch 210 via the overflow valve 465 to the first junction 250.
  • the overflow valve 465 can be designed in various ways. For example, it can be controlled to open electronically by the control device 340 . It would also be possible for the overflow valve 465 to be spring-loaded. The overflow valve 465 can be adjustable or designed with a fixed opening pressure.
  • the opening pressure is fixed, since this avoids a source of error when installing the heating system 10 .
  • the opening pressure is greater than a residual delivery head for the connected first heating circuit 20.
  • the integration of the overflow valve 465 and the small reservoir 135 reduces the installation effort when installing the heating system 10 in the building.
  • the method for defrosting the second heat exchanger 95 is essentially identical to that in FIG 2 explained operating procedures. In the following, only the differences between the operation of the in 4 shown heating system 10 compared to that in 2 procedures explained.
  • the thermal fluid 170 flows through the small reservoir 135 on the way from the first branch 190 to the first heating circuit connection 150.
  • the small reservoir 135 is filled with particularly warm thermal fluid 170 when the primary circuit pump 125 is activated.
  • the flow through the small reservoir 135 is ensured in such a way that the control device 340 controls the primary circuit pump 125 in such a way that the primary circuit pump 125, although the first heating circuit 20 is closed, the thermal fluid 170 continues to be conveyed in the direction of the first heat exchanger 90 at least with a small volume flow. Furthermore, the heat pump 30 is activated, so that the first heat Q - 1 is transferred to the thermal fluid 170 in the first heat exchanger 90 and the thermal fluid 170 is heated.
  • the primary circuit pump 125 delivers the thermal fluid 170 via the first branch 190 through the small reservoir 135. Due to the closed first heating circuit 20 and the delivery of the thermal fluid 170, the pressure of the thermal fluid 170 on the inlet side of the overflow valve 465 increases.
  • the control device 340 controls the primary circuit pump 125 in such a way that the pressure on the inlet side of the overflow valve 465 is greater than the opening pressure and the overflow valve 465 changes from the closed position to the open position and the thermal fluid 170 in the circuit via the overflow valve 465 and the three-way Valve 145 to the primary circuit pump 125 flows. It can thereby be ensured that the small reservoir 135 is filled with warm thermal fluid 170 .
  • the control device 340 can control the primary circuit pump 125 in such a way that the pressure of the thermal fluid 170 on the inlet side of the overflow valve 465 is greater than the opening pressure of the overflow valve 465. This ensures that the thermal fluid 170 stored in the small reservoir 135 can be conveyed in the direction of the three-way valve 145 via the overflow valve 465 .
  • the primary circuit pump 125 conveys the warm thermal fluid 170 originating from the small accumulator 135 in the direction of the first heat exchanger 90, in which the second heat Q ⁇ 2 is removed from the warm thermal fluid 170 in de-icing mode and via the refrigerant circuit 100 to the second heat exchanger 95 for de-icing the second Heat exchanger 95 is transferred.
  • This configuration has the advantage that sufficient second heat Q 2 can be made available for de-icing, even if the first heating circuit 20 is closed. In particular, a loss of comfort as a result of the additional removal of second heat Q 2 from the hot water tank 40 that may be necessary in the eleventh method step 555 can be kept low.
  • figure 5 shows a schematic representation of a heating system 10 according to a fourth embodiment.
  • the heating system 10 is essentially identical to that in FIG 4 shown heating system 10 is formed. Deviating from this is in figure 5 the small reservoir 135 is designed with a significantly larger volume than the one in 4 shown small memory 135. The in figure 5 The small storage tank 135 shown can be designed, for example, as a solar ballast vessel.
  • FIG. 6 shows a perspective view of the heating device 15 of a heating system 10 according to a fifth embodiment.
  • the heating device 15 is essentially identical to that in 1 shown heater 15 is formed. In the following, only the differences of the in 6 shown heating system 10 compared to in 1 shown heating system 10 received.
  • the fourth fluid line 195 has a first section 600 and a second section 605 by way of example.
  • the second section 605 is formed from a bent copper tube, for example.
  • the first section 600 has a plastic as the material, for example, and is preformed.
  • the first sub-section 600 can be designed as an arcuate section that encloses at least an angle of at least 45°, preferably of at least 90°.
  • the configuration of the first partial section 600 from a preformed plastic line has the advantage that the fourth fluid line 195 is mounted essentially free of stress or at least with little stress.
  • a tolerance compensation between the second section 605 and a storage tank 65 can be achieved in a substantially stress-free or low-stress manner.
  • the configuration of the first subsection 600 with a preformed plastic line has the advantage that a few millimeters of tolerance can be compensated for by the preformed plastic line of the first subsection 600 compared to a fixed copper pipe connection.
  • the thirteenth fluid line 285 can be designed analogously to the fourth fluid line 195 . Deviating from this, the thirteenth fluid line 285 is made entirely of plastic and is preformed.
  • the design of the thirteenth fluid line 285 from a preformed plastic allows the thirteenth fluid line 285 to be routed past the fourth fluid line 195 in the area of the second subsection 605 at a spatially narrow distance. As a result, the space required for the heating system 10 is particularly small.
  • a clamping means 610 is provided in the embodiment.
  • the clamping means 610 can be embodied, for example, as a spring clip that encompasses the first subsection 600 on the peripheral side and fixes the first subsection 600 to the second subsection 605 .
  • the first subsection 600 is slipped onto the second subsection 605 and fixed in a positive and non-positive manner by the clamping means 610 .
  • This configuration has the advantage that the fourth and thirteenth fluid line 195, 285 can be mounted in a fluid-tight manner in a particularly simple and cost-effective manner. Furthermore, the clamping means 610 can be released reversibly without being destroyed.
  • the first section 600 offers the advantage that bends in space can be guided particularly tightly and cost-effectively. Furthermore, the first subsection 600 and the thirteenth fluid line 285 can be produced in a particularly simple and cost-effective manner, for example by thermal deformation to preform the first subsection 600 and the thirteenth fluid line 285 . Furthermore, geometries can be produced that cannot be produced using a copper tube.
  • the preformed plastic line is provided in the first section 600 and in the thirteenth fluid line 285 by way of example.
  • at least one of the other fluid lines 175, 180, 185, 195, 205, 230, 235, 240, 245, 255, 275, 280, 435, 445, 455 can be formed at least in sections by a preformed plastic line.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Heizeinrichtung (15), ein Heizsystem (10) und ein Verfahren zum Enteisen der Heizeinrichtung (10), wobei die Heizeinrichtung (15) eine Wärmepumpe (30) mit einem ersten Wärmetauscher (90) und eine Wärmefluidtransporteinrichtung (35) mit einer Primärkreispumpe (125), wenigstens einem ersten Heizkreisanschluss (150) und einem zweiten Heizkreisanschluss (155) aufweist, wobei die Wärmefluidtransporteinrichtung (35) mit einem Wärmefluid (170) füllbar ist und ausgebildet ist, das Wärmefluid (170) zu transportieren und zu verteilen, wobei eine erste Sekundärseite (120) des ersten Wärmetauschers (90) mit dem ersten und/oder zweiten Heizkreisanschluss (150, 155) fluidisch verbunden ist, wobei die Wärmefluidtransporteinrichtung (35) einen Kleinspeicher (135) zum Zwischenspeichern des Wärmefluids (170) aufweist, wobei der Kleinspeicher (135) fluidisch mit dem ersten Heizkreisanschluss (150) und/oder mit der ersten Sekundärseite (120) des ersten Wärmetauschers (90) verbunden ist, wobei die Primärkreispumpe (125) ausgebildet ist, das Wärmefluid (170) zwischen der ersten Sekundärseite (120) und dem Kleinspeicher (135) zu fördern.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Heizeinrichtung gemäß Patentanspruch 1, ein Heizsystem gemäß Patentanspruch 11 und ein Verfahren gemäß Patentanspruch 12.
    • Stand der Technik
  • Aus der EP 2 853 844 A1 ist ein Verfahren zum Enteisen einer Wärmepumpe, die einen Kältemittelkreislauf mit einem Kompressor, einem Kondensator und einem Verdampfer aufweist, bekannt. Dem Verdampfer ist ein steuerbarer, drehzahlvariabler Ventilator zugeordnet.
    • Offenbarung der Erfindung
  • Es ist Aufgabe der Erfindung, eine verbesserte Heizeinrichtung, ein verbessertes Heizsystem und ein verbessertes Verfahren zum Enteisen einer Heizeinrichtung bereitzustellen.
  • Diese Aufgabe wird mittels einer Heizeinrichtung gemäß Patentanspruch 1, eines Heizsystems gemäß Patentanspruch 11 und eines Verfahrens gemäß Patentanspruch 12 gelöst.
  • Vorteilhafte Ausführungsformen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
  • Es wurde erkannt, dass eine verbesserte Heizeinrichtung zum Beheizen eines Gebäudes dadurch bereitgestellt werden kann, dass die Heizeinrichtung eine Wärmepumpe mit einem ersten Wärmetauscher aufweist. Ferner weist die Heizeinrichtung eine Wärmefluidtransporteinrichtung mit einer Primärkreispumpe, wenigstens einem ersten Heizkreisanschluss und einem zweiten Heizkreisanschluss auf. Die Wärmefluidtransporteinrichtung ist mit einem Wärmefluid füllbar. Die Wärmefluidtransporteinrichtung ist ausgebildet, das Wärmefluid zu transportieren und zu verteilen. Eine erste Sekundärseite des ersten Wärmetauschers ist mit dem ersten und/oder zweiten Heizkreisanschluss fluidisch verbunden. Ferner weist die Wärmefluidtransporteinrichtung einen Kleinspeicher zum Zwischenspeichern des Wärmefluids auf. Der Kleinspeicher ist fluidisch mit dem ersten Heizkreisanschluss und/oder mit der ersten Sekundärseite des ersten Wärmetauschers verbunden. Die Primärkreispumpe ist ausgebildet, das Wärmefluid zwischen der ersten Sekundärseite und dem Kleinspeicher zu fördern.
  • Der Kleinspeicher hat den Vorteil, dass zusätzlich zu einem an dem ersten Heizkreisanschluss anschließbaren ersten Heizkreis eine zweite Wärme in dem Kleinspeicher mittels des Wärmefluids zwischengespeichert werden kann, sodass auch bei einem geschlossenen ersten Heizkreis oder bei einem geringfügig geöffneten ersten Heizkreis hinreichend zweite Wärme zum Enteisen eines ersten Wärmetauschers in der Wärmepumpe bereitgestellt werden kann.
  • Von besonderem Vorteil ist hierbei, wenn der Kleinspeicher parallel zu dem ersten Heizkreis und dem zweiten Heizkreisanschluss angeordnet ist. Dadurch wird eine sichere Durchströmung des Kleinspeichers mit warmem Wärmefluid auch bei einem geschlossenen ersten Heizkreis und/oder geringfügig geöffneten ersten Heizkreis sichergestellt.
  • In einer weiteren Ausführungsform ist der Kleinspeicher zwischen dem ersten Heizkreisanschluss und der ersten Sekundärseite des ersten Wärmetauschers seriell angeordnet. Dabei kann bezogen auf eine Förderrichtung des Wärmefluids der Kleinspeicher dem ersten Heizkreisanschluss vorgeschaltet sein. Diese Ausgestaltung hat den Vorteil, dass das Wärmefluid auf dem Weg zum ersten Heizkreisanschluss den Kleinspeicher durchströmen muss und dadurch der Kleinspeicher frühzeitig mit warmem Wärmefluid befüllt ist. Diese Ausgestaltung hat den Vorteil, dass beim Enteisen des zweiten Wärmetauschers hinreichend zweite Wärme von dem Kleinspeicher auch sehr frühzeitig bereitgestellt werden kann, um so zum einen eine Abkühlung des Gebäudes zu vermeiden, gleichzeitig aber ein zuverlässiges Enteisen des zweiten Wärmetauschers sicherzustellen.
  • In einer weiteren Ausführungsform ist zwischen dem Kleinspeicher und dem ersten Heizkreisanschluss mindestens eine erste Sekundärkreispumpe angeordnet. Die erste Sekundärkreispumpe ist ausgebildet, das Wärmefluid zwischen dem Kleinspeicher und dem ersten Heizkreisanschluss zu fördern. Diese Ausgestaltung hat den Vorteil, dass hinreichend Druck für das Wärmefluid am ersten Heizkreisanschluss bereitgestellt werden kann. Dadurch wird in montiertem Zustand der Heizeinrichtung im Gebäude zu dem Heizsystem ein ausreichend hoher Massenstrom über den ersten Heizkreis mit dem Wärmefluid sichergestellt.
  • In einer weiteren Ausführungsform weist die Wärmefluidtransporteinrichtung ein Überströmventil auf, wobei das Überströmventil eine Schließstellung und eine Offenstellung aufweist. Das Überströmventil ist bei Unterschreiten eines vordefinierten Öffnungsdrucks an dem Überströmventil in die Schließstellung geschalten. Das Überströmventil ist bei Überschreiten des vordefinierten Öffnungsdrucks am Überströmventil in die Offenstellung geschalten. Das Überströmventil ist parallel zu dem ersten Heizkreisanschluss und dem zweiten Heizkreisanschluss angeordnet. Diese Ausgestaltung stellt sicher, dass eine hinreichende Strömung von Wärmefluid auch bei einem geschlossenen ersten Heizkreis oder einem nur geringfügig geöffneten ersten Heizkreis innerhalb der Wärmefluidtransporteinrichtung sichergestellt ist, sodass zuverlässig der Kleinspeicher mit warmem Wärmefluid befüllt ist. Diese Ausgestaltung eignet sich insbesondere, wenn der Kleinspeicher seriell dem ersten Heizkreisanschluss und dem Überströmventil vorgeschaltet ist.
  • In einer weiteren Ausführungsform weist die Heizeinrichtung einen Warmwasserspeicher mit einem Speichertank und einem im Speichertank angeordneten Warmwasserwärmetauscher auf. Der Speichertank ist ausgebildet, Warmwasser zu speichern. Die Wärmefluidtransporteinrichtung weist ein Drei-Wege-Ventil auf, wobei ein erster Ventilanschluss des Drei-Wege-Ventils mit dem zweiten Heizkreisanschluss und ein zweiter Ventilanschluss des Drei-Wege-Ventils mit der Primärkreispumpe fluidisch verbunden ist. Eine erste Seite des Warmwasserwärmetauschers ist mit einer zwischen der ersten Sekundärseite und dem Kleinspeicher angeordneten ersten Verzweigung fluidisch verbunden. Eine zweite Seite des Warmwasserwärmetauschers ist mit einem dritten Ventilanschluss des Drei-Wege-Ventils fluidisch verbunden. Das Drei-Wege-Ventil weist eine erste Ventilstellung und wenigstens eine zur ersten Ventilstellung unterschiedliche zweite Ventilstellung auf. In der ersten Ventilstellung verbindet das Drei-Wege-Ventil den zweiten Heizkreisanschluss mit der Primärkreispumpe fluidisch. In der zweiten Ventilstellung verbindet das Drei-Wege-Ventil die zweite Seite des Warmwasserwärmetauschers mit der Primärkreispumpe fluidisch. Diese Ausgestaltung hat den Vorteil, dass, sollte nicht hinreichend Wärme durch den Kleinspeicher und den ersten Heizkreis zum Enteisen des zweiten Wärmetauschers der Wärmepumpe bereitgestellt werden können, durch Verstellung des Drei-Wege-Ventils von der ersten Ventilstellung in die zweite Ventilstellung zusätzlich ein zweiter Anteil der zweiten Wärme aus dem Warmwasserspeicher entnommen werden kann, um den zweiten Wärmetauscher zu enteisen.
  • In einer weiteren Ausführungsform weist der Kleinspeicher einen ersten Speicheranschluss und einen zweiten Speicheranschluss auf, wobei der erste Speicheranschluss zwischen der ersten Verzweigung und dem ersten Heizkreisanschluss angeschlossen ist. Der zweite Speicheranschluss ist zwischen dem zweiten Heizkreisanschluss und dem Drei-Wege-Ventil angeschlossen. Diese Ausgestaltung hat den Vorteil, dass ein zirkulierendes Volumen des Wärmefluids in der ersten Ventilstellung besonders groß ist und dadurch besonders viel zweite Wärme zum Enteisen des zweiten Wärmetauschers bereitgestellt werden kann.
  • In einer weiteren Ausführungsform weist der Kleinspeicher einen ersten Speicheranschluss und einen zweiten Speicheranschluss auf, wobei der erste Speicheranschluss mit der ersten Verzweigung und der zweite Speicheranschluss mit dem ersten Heizkreisanschluss fluidisch verbunden ist, wobei der Kleinspeicher die erste Verzweigung mit dem ersten Heizkreisanschluss fluidisch verbindet. Dadurch wird eine frühzeitige Erwärmung des Kleinspeichers sichergestellt, sodass, sollte bei ungünstigen Umweltbedingungen ein frühzeitiges Enteisen, beispielsweise nach Erwärmung des Wassers im Warmwasserspeicher, notwendig sein, genügend zweite Wärme von dem Kleinspeicher entnommen werden kann, auch wenn der erste Heizkreis beispielsweise noch nicht im Wesentlichen vollständig erwärmt ist.
  • In einer weiteren Ausführungsform weist die Heizeinrichtung eine Außeneinheit und eine Inneneinheit auf, wobei die Wärmepumpe in der Außeneinheit angeordnet ist und wenigstens einen zweiten Wärmetauscher aufweist, wobei der zweite Wärmetauscher fluidisch mit dem ersten Wärmetauscher zum Wärmeaustausch verbunden ist. In der Inneneinheit sind die Wärmefluidtransporteinrichtung und der Kleinspeicher angeordnet. Diese Ausgestaltung stellt sicher, dass die Außeneinheit besonders kompakt ausgebildet sein kann und gleichzeitig, dass ein zuverlässiges Enteisen sichergestellt ist.
  • In einer weiteren Ausführungsform weist die Heizeinrichtung eine Fluidleitung zur Führung des Wärmefluids auf, wobei die Fluidleitung wenigstens einen Bogenabschnitt aufweist. Der Bogenabschnitt schließt zumindest einen Winkel von wenigstens 45°, vorzugsweise wenigstens 90°, ein. Die Fluidleitung weist wenigstens einen Kunststoff auf und ist vorgeformt. Vorzugsweise ist die Fluidleitung spannungsfrei oder spannungsarm angeordnet. Dadurch kann die Fluidleitung in besonders geringem Abstand geführt werden. Ferner sind Geometrien, die mit herkömmlichen Kupferrohren zur Ausbildung der Fluidleitung nicht hergestellt werden können, mittels der Fluidleitung aus vorgeformtem Kunststoff möglich.
  • Es wurde erkannt, dass ein verbessertes Heizsystem dadurch bereitgestellt werden kann, dass das Heizsystem eine Heizeinrichtung und wenigstens einen ersten Heizkreis aufweist. Die Heizeinrichtung ist wie oben beschrieben ausgebildet. Der erste Heizkreis ist an dem ersten Heizkreisanschluss und an dem zweiten Heizkreisanschluss angeschlossen und ist mit dem Wärmefluid befüllt. Die Primärkreispumpe ist ausgebildet, das Wärmefluid zwischen dem Kleinspeicher und der ersten Sekundärseite des ersten Wärmetauschers zu führen.
  • Ein besonders vorteilhaftes Verfahren zum Enteisen einer Heizeinrichtung mit einer Wärmepumpe, einem Warmwasserspeicher und einer Wärmefluidtransporteinrichtung kann dadurch bereitgestellt werden, dass die Wärmepumpe einen in einen Kältemittelkreislauf eingebundenen Verdichter, einen ersten Wärmetauscher und einen zweiten Wärmetauscher aufweist. Zum Betreiben der Heizeinrichtung können ein Heizmodus und ein Enteisungsmodus vorgesehen sein. Im Heizmodus wird der Kältemittekreislauf in einer Normal-Richtung betrieben, wobei vom zweiten Wärmetauscher eine erste Wärme aufgenommen und an das Kältemittel zumindest teilweise abgegeben wird. Vom ersten Wärmetauscher wird die erste Wärme vom Kältemittel aufgenommen und an das Wärmefluid zur Erwärmung des Wärmefluids übertragen. In einem Enteisungsmodus wird die Wärmepumpe zum gezielten Erwärmen des zweiten Wärmetauschers entgegen der Normal-Richtung betrieben. Dabei wird eine Primärkreispumpe der Wärmefluidtransporteinrichtung aktiviert und das erwärmte Wärmefluid wird zu dem ersten Wärmetauscher gefördert. Die zweite Wärme wird von dem Wärmefluid an das Kältemittel übertragen, wobei das Kältemittel entgegen seiner Normal-Richtung in dem Kältemittelkreislauf zirkuliert und wobei das Kältemittel die zweite Wärme an den zweiten Wärmetauscher überträgt. Mit der zweiten Wärme wird der zweite Wärmetauscher enteist. Bei Erreichen eines vordefinierten Betriebsparameters der Heizeinrichtung, insbesondere einer Temperatur des Wärmefluids, wird das Wärmefluid durch den Warmwasserspeicher geführt und die zweite Wärme zum Enteisen des zweiten Wärmetauschers zumindest teilweise aus dem Warmwasserspeicher entnommen. Diese Ausgestaltung hat den Vorteil, dass ein sicheres Enteisen auch bei ungünstigen Witterungsbedingungen sichergestellt ist.
  • In einer weiteren Ausführungsform wird im Enteisungsmodus vor Erreichen des vordefinierten Betriebsparameters das Wärmefluid aus einem Kleinspeicher der Wärmefluidtransporteinrichtung zu dem ersten Wärmetauscher gefördert. Die zweite Wärme zum Enteisen des zweiten Wärmetauschers wird von dem aus dem im Kleinspeicher gespeicherten Wärmefluid an den ersten Wärmetauscher übertragen. Diese Ausgestaltung hat den Vorteil, dass das Heizsystem besonders komfortabel betrieben werden kann.
  • In einer weiteren Ausführungsform wird im Heizmodus die Primärkreispumpe derart gesteuert, dass das Wärmefluid einen Druck aufweist, der größer ist als ein Öffnungsdruck eines Überströmventils der Wärmefluidtransporteinrichtung.
  • Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Figuren erläutert. Dabei zeigen:
    • Fig. 1
    eine schematische Darstellung eines Heizsystems gemäß einer ersten Ausführungsform;
    Fig. 2
    ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Betrieb des in Fig. 1 gezeigten Heizsystems;
    Fig. 3
    eine schematische Darstellung eines Heizsystems gemäß einer zweiten Ausführungsform;
    Fig. 4
    eine schematische Darstellung eines Heizsystems gemäß einer dritten Ausführungsform;
    Fig. 5
    eine schematische Darstellung eines Heizsystems gemäß einer vierten Ausführungsform;
    Fig. 6
    eine perspektivische Darstellung einer Heizeinrichtung eines Heizsystems gemäß einer fünften Ausführungsform;
    Fig. 7
    einen in Fig. 6 markierten Ausschnitt A des in Fig. 6 gezeigten Heizsystems; und
  • Fig. 8 und Fig. 9 Draufsichten auf einen in Fig. 6 markierten Ausschnitt B.
  • Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung eines Heizsystems 10 gemäß einer ersten Ausführungsform.
  • Das Heizsystem 10 weist eine Heizeinrichtung 15, wenigstens einen ersten Heizkreis 20 und eine Wasserversorgungseinrichtung 25 auf. Der erste Heizkreis 20 kann beispielsweise einen oder mehrere Radiatoren aufweisen. Die Wasserversorgungseinrichtung 25 kann beispielsweise eine oder mehrere Wasserleitungen zur Versorgung der Heizeinrichtung 15 und des Gebäudes mit Wasser, insbesondere mit Trinkwasser, aufweisen.
  • Die Heizeinrichtung 15 ist in der Ausführungsform als Luft-Wasser-Wärmepumpe beispielhaft ausgebildet. Dabei weist die Heizeinrichtung 15 eine Wärmepumpe 30, eine Wärmefluidtransporteinrichtung 35 und vorzugsweise einen Warmwasserspeicher 40 auf. In der Ausführungsform ist beispielsweise die Heizeinrichtung 15 in eine Außeneinheit 45 und eine Inneneinheit 50 unterteilt. Dabei kann beispielsweise die Außeneinheit 45 außerhalb des Gebäudes angeordnet sein. So kann beispielsweise die Außeneinheit 45 als Außenaufstellgerät ausgebildet sein. Auch kann die Außeneinheit 45 in dem Gebäude angeordnet sein und beispielsweise über einen Frischluftkanal mit einer Umgebung 405 des Gebäudes fluidisch verbunden sein.
  • Die Inneneinheit 50 kann beispielsweise als Innenaufstellgerät ausgebildet sein und ist in dem Gebäude angeordnet. Auch kann eine mehrteilige Ausgestaltung der Inneneinheit 50 vorgesehen sein. Insbesondere kann auf die Integration des Warmwasserspeichers 40 in der Inneneinheit 50 verzichtet werden und beispielsweise der Warmwasserspeicher 40 neben der Inneneinheit 50 aufgestellt sein.
  • Der Warmwasserspeicher 40 weist beispielsweise einen Frischwasseranschluss 55 und einen Warmwasseranschluss 60 auf. Ferner weist der Warmwasserspeicher 40 einen Speichertank 65 sowie einen im Speichertank 65 angeordneten Warmwasserwärmetauscher 70 auf. Zusätzlich kann der Warmwasserspeicher 40 einen Zirkulationsanschluss 75 aufweisen. Auf den Zirkulationsanschluss 75 kann auch verzichtet werden. Der Frischwasseranschluss 55 kann beispielsweise mit einem Frischwassernetz, insbesondere einem Trinkwassernetz, fluidisch verbunden sein. Ferner ist der Frischwasseranschluss 55 mittels einer Frischwasserleitung 80 mit dem Speichertank 65 verbunden. Der Speichertank 65 ist thermisch isoliert und speichert im Betrieb des Heizsystems 10 Warmwasser. Der Warmwasseranschluss 60 ist seinerseits fluidisch mit dem Speichertank 65 mittels einer Warmwasserleitung 85 fluidisch verbunden. An dem Frischwasseranschluss 55 und dem Warmwasseranschluss 60 ist die Wasserversorgungseinrichtung 25 angeschlossen, um eine Entnahmestelle 76 mit dem Warmwasserspeicher 40 fluidisch zu verbinden.
  • Die Wärmepumpe 30 weist einen ersten Wärmetauscher 90, einen zweiten Wärmetauscher 95, einen Kältemittelkreislauf 100 sowie einen Verdichter 105 und ein Expansionsventil 110 auf. Der Kältemittelkreislauf 100 ist mit einem Kältemittel 115 befüllt. Das Kältemittel 115 kann beispielsweise R410 oder R290 sein.
  • Der erste Wärmetauscher 90 weist eine erste Primärseite und eine erste Sekundärseite 120 auf, wobei die erste Primärseite des ersten Wärmetauschers 90, das Expansionsventil 110, eine zweite Sekundärseite des zweiten Wärmetauschers 95 sowie der Verdichter 105 in den Kältemittelkreislauf 100 eingebunden sind.
  • Die Wärmefluidtransporteinrichtung 35 weist zumindest eine Primärkreispumpe 125, vorzugsweise einen elektrischen Zuheizer 130, einen Kleinspeicher 135, vorzugsweise eine erste Sekundärkreispumpe 140, ein Drei-Wege-Ventil 145, einen ersten Heizkreisanschluss 150 und zumindest einen zweiten Heizkreisanschluss 155 auf. Zusätzlich kann die Wärmefluidtransporteinrichtung 35 ein Expansionsgefäß 160 und/oder gegebenenfalls ein Sicherheitsventil 165 aufweisen.
  • Die Wärmefluidtransporteinrichtung 35 ist mit einem Wärmefluid 170 befüllt. Das Wärmefluid 170 kann beispielsweise Wasser und gegebenenfalls zusätzlich ein Additiv, insbesondere ein Frostschutzmittel, aufweisen. Das Wärmefluid 170 liegt vorzugsweise in flüssigem Zustand in der Wärmefluidtransporteinrichtung 35 vor.
  • Die Primärkreispumpe 125 weist eine erste Eingangsseite und eine erste Ausgangsseite auf. Die erste Ausgangsseite der Primärkreispumpe 125 ist mittels einer ersten Fluidleitung 175 mit der ersten Sekundärseite 120 des ersten Wärmetauschers 90 fluidisch verbunden. Ausgangsseitig des ersten Wärmetauschers 90 ist die erste Sekundärseite 120 beispielhaft über eine zweite Fluidleitung 180 mit dem elektrischen Zuheizer 130 verbunden. Der elektrische Zuheizer 130 ist auf einer zur zweiten Fluidleitung 180 abgewandten Seite über eine dritte Fluidleitung 185 mit einer ersten Verzweigung 190 verbunden. An der ersten Verzweigung 190 ist eine vierte Fluidleitung 195 angeschlossen, die eine erste Seite 200 des Warmwasserwärmetauschers 70 mit der ersten Verzweigung 190 verbindet. Eine fünfte Fluidleitung 205 verbindet fluidisch die erste Verzweigung 190 mit einer zweiten Verzweigung 210. Sowohl die erste Verzweigung 190 als auch die zweite Verzweigung 210 können beispielsweise als T-Verzweigung ausgebildet sein.
  • Der Kleinspeicher 135 weist einen ersten Speicheranschluss 215 und einen zweiten Speicheranschluss 220 auf. Der zweite Speicheranschluss 220 ist gegenüberliegend zu dem ersten Speicheranschluss 215 angeordnet. Zwischen dem ersten Speicheranschluss 215 und dem zweiten Speicheranschluss 220 erstreckt sich ein Speicherbehälter 225 des Kleinspeichers 135. Der Speicherbehälter 225 ist thermisch isoliert und weist ein deutlich geringeres Fassungsvolumen zum Zwischenspeichern des Wärmefluids 170 auf als der Speichertank 65. So kann beispielsweise der Speichertank 65 ein Volumen von 150 bis 300 Litern aufweisen, während hingegen beispielsweise der Speicherbehälter 225 ein Volumen von 15 bis 25 Litern, vorzugsweise von 15 bis 20 Litern, aufweist. Der Kleinspeicher 135 kann beispielsweise als Solar-Vorschalt-Gefäß ausgebildet sein. Der Speicherbehälter 225 verbindet den ersten Speicheranschluss 215 mit dem zweiten Speicheranschluss 220. Der Speicherbehälter 225 ist derartig ausgebildet, dass ein Quasi-Kurzschluss zwischen dem ersten Speicheranschluss 215 und dem zweiten Speicheranschluss 220 vermieden ist. Insbesondere kann dabei beispielsweise der Speicherbehälter 225 rohrartig ausgebildet sein, wobei an jeweils einem Ende des Speicherbehälters 225 jeweils der Speicheranschluss 215, 220 angeordnet ist.
  • Der erste Speicheranschluss 215 ist mittels einer sechsten Fluidleitung 230 mit der zweiten Verzweigung 210 verbunden. Ferner ist die zweite Verzweigung 210 auf einer zur fünften Fluidleitung 205 gegenüberliegenden Seite mittels einer siebten Fluidleitung 235 mit einer zweiten Eingangsseite der ersten Sekundärkreispumpe 140 verbunden. Somit ist die zweite Verzweigung 210 direkt stromaufwärtsseitig zu der ersten Sekundärkreispumpe 140 und die erste Verzweigung 190 stromaufwärtsseitig zu der zweiten Verzweigung 210 angeordnet. Stromabwärtsseitig der ersten Sekundärkreispumpe 140 ist die erste Sekundärkreispumpe 140 an ihrer zweiten Ausgangsseite mittels einer achten Fluidleitung 240 mit dem ersten Heizkreisanschluss 150 verbunden. Der erste Heizkreis 20 ist beispielsweise an einer Seite an dem ersten Heizkreisanschluss 150 und an der anderen Seite an dem zweiten Heizkreisanschluss 155 angeschlossen. Dabei kann beispielsweise der erste Heizkreisanschluss 150 einen Vorlaufanschluss für den ersten Heizkreis 20 und der zweite Heizkreisanschluss 155 einen Rücklaufanschluss für den ersten Heizkreis 20 ausbilden.
  • Der zweite Heizkreisanschluss 155 ist mittels einer neunten Fluidleitung 245 mit einer ersten Zusammenführung 250 verbunden. Die erste Zusammenführung 250 kann beispielsweise T-artig ausgebildet sein. Dabei ist eine zehnte Fluidleitung 255 an der ersten Zusammenführung 250 angeschlossen, die die erste Zusammenführung 250 fluidisch mit dem zweiten Speicheranschluss 220 verbindet.
  • Das Drei-Wege-Ventil 145 weist einen ersten Ventilanschluss 260, einen zweiten Ventilanschluss 265 und einen dritten Ventilanschluss 270 auf. Der erste Ventilanschluss 260 ist mittels einer elften Fluidleitung 275 mit der ersten Zusammenführung 250 fluidisch verbunden. Eine zwölfte Fluidleitung 280 verbindet fluidisch die erste Eingangsseite der Primärkreispumpe 125 mit dem zweiten Ventilanschluss 265 des Drei-Wege-Ventils 145. Ferner ist an dem dritten Ventilanschluss 270 eine dreizehnte Fluidleitung 285 angeschlossen, die eine zweite Seite 290 des Warmwasserwärmetauschers 70 mit dem dritten Ventilanschluss 270 fluidisch verbindet.
  • Optional kann beispielsweise stromabwärtsseitig des zweiten Ventilanschlusses 265 das Sicherheitsventil 165 an der zwölften Fluidleitung 280 angeschlossen sein. Fluidisch zwischen dem Sicherheitsventil 165 und der ersten Eingangsseite der Primärkreispumpe 125 kann ferner beispielsweise das Expansionsgefäß 160 an der zwölften Fluidleitung 280 angeschlossen sein.
  • Das Steuersystem 39 weist beispielhaft ein Steuergerät 300, einen Außentemperatursensor 305, einen ersten Temperatursensor 310, vorzugsweise einen zweiten Temperatursensor 315, einen Drucksensor 320 und/oder einen Speichertemperatursensor 330 auf.
  • Das Steuergerät 300 weist einen Datenspeicher 335, eine Steuereinrichtung 340 und eine Schnittstelle 345 auf. Der Datenspeicher 335 ist mittels einer ersten Verbindung 346 mit der Steuereinrichtung 340 verbunden. Ferner ist die Steuereinrichtung 340 mittels einer zweiten Verbindung 347 mit der Schnittstelle 345 verbunden.
  • In dem Datenspeicher 335 ist wenigstens ein vordefinierter Betriebsparameter, beispielsweise, abgespeichert. Ferner kann in dem Datenspeicher 335 ein vordefinierter Steueralgorithmus, der beispielsweise als Computerprogramm ausgebildet ist, abgespeichert sein. Ferner sind in dem Datenspeicher ein erster bis dritter vordefinierter Temperaturschwellenwert S1, S2, S3, eine vordefinierte Heizkurve sowie ein vordefinierter maximal zulässiger Vereisungszustand abgespeichert. Der vordefinierte zweite Temperaturschwellenwert S2 kann der vordefinierte Betriebsparameter sein.
  • Der Außentemperatursensor 305 misst eine Außentemperatur TA. Der erste Temperatursensor 310 ist beispielsweise an der siebten Fluidleitung 235 angeordnet und misst stromaufwärtsseitig der zweiten Eingangsseite der ersten Sekundärkreispumpe 140 eine erste Temperatur T1 des Wärmefluids 170. Der zweite Temperatursensor 315 ist ausgangsseitig des ersten Wärmetauschers 90 angeordnet und misst eine zweite Temperatur T2 des Wärmefluids 170 in der dritten Fluidleitung 185. Der Drucksensor 320 ist in dem Kältemittelkreislauf 100 angeordnet und misst einen Druck des Kältemittels 115.
  • Die Schnittstelle 345 ist mittels einer dritten Verbindung 350 mit dem Außentemperatursensor 305 verbunden. Ferner ist über eine vierte Verbindung 355 die Schnittstelle 345 mit dem Verdichter 105 verbunden. Eine fünfte Verbindung 360 verbindet das Drei-Wege-Ventil 145 mit der Schnittstelle 345. Eine sechste Verbindung 365 verbindet die Schnittstelle 345 mit der Primärkreispumpe 125 und eine siebte Verbindung 370 verbindet die erste Sekundärkreispumpe 140 mit der Schnittstelle 345. Eine achte bis elfte Verbindung 375 bis 395 verbindet jeweils den ersten Temperatursensor 310 und zweiten Temperatursensor 315 sowie den Speichertemperatursensor 330 mit der Schnittstelle 345.
  • Die Verbindung 346, 347, 350, 355, 360, 365, 370, 375, 380, 385, 395 kann sowohl drahtlos als auch drahtgestützt ausgebildet sein. Ferner kann die erste bis elfte Verbindung 346, 347, 350, 355, 360, 365, 370, 375, 380, 385, 395 Teil eines Bussystems, insbesondere beispielsweise eines Modbus-Systems sein. Auch eine andere Ausgestaltung der ersten bis elften Verbindung wäre möglich.
  • Ferner wird darauf hingewiesen, dass die Anzahl der Temperatursensoren 310, 315, 330 sowie die Verbindungen 346, 347, 350, 355, 360, 365, 370, 375, 380, 385, 395 beispielhaft ist. Auch eine andere Ausgestaltung des Steuersystems 39 wäre möglich.
  • In Fig. 1 ist die Verbindung 346, 347, 350, 355, 360, 365, 370, 375, 380, 385, 395 beispielhaft zur erleichterten Unterscheidung zu den Fluidleitungen 175, 180, 185, 195, 205, 230, 235, 240, 245, 255, 275, 280, 285, 435, 445, 455 mittels strichlierter Linien dargestellt. Mittels der Verbindung 346, 347, 350, 355, 360, 365, 370, 375, 380, 385, 395 kann beispielsweise ein Daten-/ Steuersignal mit einer Information übertragen werden. Das Daten-/Steuersignal kann digital oder analog übertragen werden.
  • Das Drei-Wege-Ventil 145 weist eine erste Ventilstellung und eine zur ersten Ventilstellung unterschiedliche zweite Ventilstellung auf. In der ersten Ventilstellung verbindet das Drei-Wege-Ventil 145 die elfte Fluidleitung 275 mit der zwölften Fluidleitung 280, sodass der zweite Speicheranschluss 220 über die zehnte Fluidleitung 255 und die erste Zusammenführung 250 mit der ersten Eingangsseite der Primärkreispumpe 125 verbunden ist. Ebenso ist in der ersten Ventilstellung der zweite Heizkreisanschluss 155 über die neunte Fluidleitung 245, die erste Zusammenführung 250 und die elfte Fluidleitung 275 mittels der zwölften Fluidleitung 280 mit der ersten Eingangsseite der Primärkreispumpe 125 fluidisch verbunden.
  • In der zweiten Ventilstellung des Drei-Wege-Ventils 145 ist die elfte Fluidleitung 275 fluidisch von der zwölften Fluidleitung 280 entkoppelt, sodass sowohl der zweite Heizkreisanschluss 155 als auch der zweite Speicheranschluss 220 fluidisch von der zwölften Fluidleitung 280 und somit der ersten Eingangsseite der Primärkreispumpe 125 getrennt sind. In der zweiten Ventilstellung ist die dreizehnte Fluidleitung 285, die die zweite Seite 290 des Warmwasserwärmetauschers 70 mit dem dritten Ventilanschluss 270 fluidisch verbindet, mit der zwölften Fluidleitung 280 fluidisch verbunden, sodass die zweite Seite 290 des Warmwasserwärmetauschers 70 über das Drei-Wege-Ventil 145 auf die erste Eingangsseite der Primärkreispumpe 125 fluidisch durchgängig geschaltet ist.
  • In der Ausführungsform ist das Drei-Wege-Ventil 145 derart geschaltet, dass das Drei-Wege-Ventil 145 entweder die erste Ventilstellung oder die zweite Ventilstellung aufnimmt. Die erste Ventilstellung bildet somit die Alternative zur zweiten Ventilstellung aus. In einer Weiterbildung kann das Drei-Wege-Ventil 145 auch als Mischventil ausgebildet sein, das in einer Mischposition sowohl die erste Ventilstellung als auch die zweite Ventilstellung einnimmt und dabei fluidisch sowohl die zweite Seite 290 des Warmwasserwärmetauschers 70 mit der ersten Eingangsseite der Primärkreispumpe 125 als auch den zweiten Heizkreisanschluss 155 und den zweiten Speicheranschluss 220 mit der ersten Eingangsseite der Primärkreispumpe 125 verbindet.
  • Fig. 2 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Betrieb des in Fig. 1 gezeigten Heizsystems 10.
  • Das Heizsystem 10 weist wenigstens zwei, vorzugsweise, wie in der Ausführungsform im Folgenden beschrieben, drei Betriebszustände auf.
  • In einem ersten Betriebszustand, der auch als erster Heizmodus bezeichnet werden kann, beheizt das Heizsystem 10 den Heizkreis 20, um einen Raum eines Gebäudes zu erwärmen. In einem zweiten Betriebszustand, der auch als zweiter Heizmodus bezeichnet werden kann, wird ein im Speichertank 65 eingeführtes Frischwasser erwärmt und in erwärmtem Zustand über die Wasserversorgungseinrichtung 25, beispielsweise an der Entnahmestelle 76 als Warmwasser bereitgestellt.
  • In einem dritten Betriebsmodus wird der zweite Wärmetäuscher 95 in einem Enteisungsmodus enteist, um die Funktionsfähigkeit der Wärmepumpe 30 zur Erwärmung des Wärmefluids 170 sicherzustellen. Das Vereisen des zweiten Wärmetauschers 95 tritt vor allem bei hoher Luftfeuchtigkeit in Verbindung mit einer Außentemperatur um den Gefrierpunkt auf.
  • Bevor das im Folgenden beschriebene Verfahren durchgeführt wird, misst der erste Temperatursensor 310 eingangsseitig der ersten Sekundärkreispumpe 140 die erste Temperatur T1 des Wärmefluids 170. Ferner misst der Außentemperatursensor 305 die Außentemperatur TA. Die Steuereinrichtung 340 berücksichtigt die erste Temperatur T1 und die Außentemperatur bei Steuerung des Verdichters 105 und der Primärkreispumpe 125 sowie der ersten Sekundärkreispumpe 140.
  • Basierend auf der Außentemperatur TA und der Heizkurve, die vom Kunden am Gerät eingestellt werden kann, ergibt sich ein Sollwert für die erste Temperatur T1. Ist der gemessene Wert der ersten Temperatur T1 kleiner als der Sollwert, erkennt die Steuereinrichtung 340 einen Wärmebedarf für den ersten Heizkreis 20.
  • In einem ersten Verfahrensschritt 505 ist die Heizeinrichtung 15 in den ersten Heizmodus geschalten. Die Steuereinrichtung 340 aktiviert dabei den Verdichter 105 und der Verdichter 105 fördert das Kältemittel 115 im Kältemittelkreislauf 100 in einer Normal-Richtung. Dabei wird eine erste Wärme Q̇1 von einem Quellenmedium, beispielsweise von einer an den zweiten Wärmetauscher 95 geförderten Frischluft, aus der Umgebung 405 entnommen. Die erste Wärme Q̇1 wird von dem zweiten Wärmetauscher 95 über den Kältemittelkreislauf 100 an die erste Primärseite des ersten Wärmetauschers 90 übertragen. Im ersten Wärmetauscher 90 wird zumindest teilweise die erste Wärme Q̇1 von dem Kältemittel 115 an das Wärmefluid 170 übertragen und das Wärmefluid 170 erwärmt. Ferner ist im ersten Betriebszustand die Primärkreispumpe 125 aktiviert, sodass die Primärkreispumpe 125 das Wärmefluid 170 fördert. Das Wärmefluid 170 wird aus der ersten Sekundärseite 120 des ersten Wärmetauschers 90 über die zweite Fluidleitung 180 zum elektrischen Zuheizer 130 gefördert. Im ersten Betriebszustand ist beispielhaft der elektrische Zuheizer 130 deaktiviert. Das Wärmefluid 170 durchströmt den elektrischen Zuheizer 130 und die dritte Fluidleitung 185 bis hin zur ersten Verzweigung 190. Im ersten Betriebszustand ist das Drei-Wege-Ventil 145 durch die Steuereinrichtung 340 in die erste Ventilstellung geschaltet, sodass an der ersten Verzweigung 190 das Wärmefluid 170 im Wesentlichen in die fünfte Fluidleitung 205 einströmt. Das Wärmefluid 170 strömt hin zur zweiten Verzweigung 210. Im ersten Betriebszustand ist beispielhaft der erste Heizkreis 20 geöffnet. Dabei steuert die Steuereinrichtung 340 vorzugsweise die erste Sekundärkreispumpe 140 derart an, dass eine Förderleistung der ersten Sekundärkreispumpe 140 geringer ist als eine Förderleistung der Primärkreispumpe 125. Dies hat zur Folge, dass an der zweiten Verzweigung 210 sich ein Massenstrom des Wärmefluids 170 auf die sechste Fluidleitung 230 und die siebte Fluidleitung 235 aufteilt. Von besonderem Vorteil ist hierbei, wenn die Förderleistung der Primärkreispumpe 125 etwa 5 bis 10 % größer ist als die Förderleistung der ersten Sekundärkreispumpe 140.
  • Ein erster Teil des Wärmefluids 170 strömt über die siebte Fluidleitung 235 hin zu der ersten Sekundärkreispumpe 140, die den ersten Teil über den ersten Heizkreisanschluss 150 in den ersten Heizkreis 20 fördert. Der erste Teil tritt aus dem ersten Heizkreis 20 nach Beheizen des Gebäudes über den zweiten Heizkreisanschluss 155 in die Wärmefluidtransporteinrichtung 35 abgekühlt wieder ein und strömt über die neunte Fluidleitung 245 zu der ersten Zusammenführung 250.
  • Ein zweiter Teil des Wärmefluids 170 strömt in die sechste Fluidleitung 230 ein und tritt an dem ersten Speicheranschluss 215 in den Speicherbehälter 225 ein. Der Speicherbehälter 225 kann beispielsweise rohrartig ausgebildet sein. Das eintretende erwärmte Wärmefluid 170 durchströmt den Speicherbehälter 225, und ein bereits abgekühltes Wärmefluid 170 wird aus dem Speicherbehälter 225 des Kleinspeichers 135 über den zweiten Speicheranschluss 220 geführt. Während der Förderung des Wärmefluids 170 der Primärkreispumpe 125 wird somit sukzessive das im Speicherbehälter 225 vorrätige Wärmefluid 170 ausgetauscht, sodass nach einem vordefinierten ersten Zeitintervall der Speicherbehälter 225 des Kleinspeichers 135 mit warmem Wärmefluid 170 befüllt ist. Das warme Wärmefluid 170 wird weiterhin, solange die Primärkreispumpe 125 aktiviert ist, mit dem zweiten Teil durch den Speicherbehälter 225 geführt und der Speicherbehälter kontinuierlich durchströmt. Über den zweiten Speicheranschluss 220 strömt das warme Wärmefluid 170 hin zu der ersten Zusammenführung 250.
  • Durch die Anordnung des Kleinspeichers 135 fluidisch zwischen dem ersten Heizkreisanschluss 150 und dem zweiten Heizkreisanschluss 155 ist somit der Kleinspeicher 135 hydraulisch parallel zu dem ersten Heizkreisanschluss 150 und dem zweiten Heizkreisanschluss 155 sowie dem ersten Heizkreis 20 geschaltet.
  • An der ersten Zusammenführung 250 werden der erste Teil des Wärmefluids 170 und der zweite Teil des Wärmefluids 170 zusammengeführt und über die elfte Fluidleitung 275 hin zu dem Drei-Wege-Ventil 145 geführt. Durch die Schaltung des Drei-Wege-Ventils 145 in die erste Ventilstellung strömt das Wärmefluid 170 über die erste Fluidleitung 175 hin zu der zwölften Fluidleitung 280 und zurück zu der ersten Eingangsseite der Primärkreispumpe 125. Die Primärkreispumpe 125 fördert erneut das Wärmefluid 170 von der zwölften Fluidleitung 280 im Kreislauf hin in die erste Fluidleitung 175, die das Wärmefluid 170 in die erste Sekundärseite 120 des ersten Wärmetauschers 90 führt.
  • Zusammengefasst wird in der ersten Ventilstellung vorzugsweise ausschließlich der erste Heizkreis 20 mit der ersten Wärme Q̇1 versorgt. Die erste Wärme Q̇1 kann dann im ersten Heizkreis 20 an das Gebäude übertragen werden, um das Gebäude zu beheizen.
  • In einem zweiten Verfahrensschritt 510 misst der Speichertemperatursensor 330 die Wassertemperatur TW des im Speichertank 65 gespeicherten Warmwassers. Der zweite Verfahrensschritt 510 kann parallel zu dem ersten Verfahrensschritt 505 erfolgen.
  • In einem auf den zweiten Verfahrensschritt 510 folgenden dritten Verfahrensschritt 515 vergleicht die Steuereinrichtung 340 die erfasste Wassertemperatur TW mit dem vordefinierten ersten Temperaturschwellenwert S1. Unterschreitet die ermittelte Warmwassertemperatur TW den vordefinierten ersten Temperaturschwellenwert S1, so wird mit einem vierten Verfahrensschritt 520 fortgefahren. Überschreitet die Warmwassertemperatur TW den vordefinierten ersten Temperaturschwellenwert S1, so wird mit einem fünften Verfahrensschritt 525 fortgefahren.
  • Es wird darauf hingewiesen, dass der zweite und dritte Verfahrensschritt 510, 515 auch vor dem ersten Verfahrensschritt 505 durchgeführt werden können, insbesondere wenn eine Priorisierung des Warmwasserspeichers 40 gewünscht ist.
  • Im vierten Verfahrensschritt 520 schaltet die Steuereinrichtung 340 mittels eines Steuersignals über die fünfte Verbindung 360 das Drei-Wege-Ventil 145 in die zweite Ventilstellung. Ferner kann die Steuereinrichtung 340 die erste Sekundärkreispumpe 140 deaktivieren. Die Steuereinrichtung 340 kann die erste Sekundärkreispumpe 140 auch weiterhin aktiv schalten.
  • An der ersten Verzweigung 190 strömt das warme Wärmefluid 170 in die vierte Fluidleitung 195 hin zu der ersten Seite 200 des Warmwasserwärmetauschers 70. Das warme Wärmefluid 170 durchströmt den Warmwasserwärmetauscher 70 von der ersten Seite 200 hin zu der zweiten Seite 290. Mit der ersten Wärme Q̇1 erwärmt das warme Wärmefluid 170 das im Speichertank 65 vorhandene (kalte) Frischwasser/Warmwasser zu Warmwasser.
  • Zusätzlich kann im ersten Verfahrensschritt 505 und/oder im vierten Verfahrensschritt 520 eine Laufzeit des Verdichters 105 ermittelt werden. Die ermittelte Laufzeit kann mit einer vordefinierten Mindestlaufzeit des Verdichters 105 verglichen werden, wobei bei Unterschreiten der Mindestlaufzeit mit dem ersten Verfahrensschritt 505 oder dem vierten Verfahrensschritt 520 solange fortgefahren wird, bis die Mindestlaufzeit erreicht ist.
  • In einem fünften Verfahrensschritt 525 schaltet die Steuereinrichtung 340 das Drei-Wege-Ventil 145 in die erste Ventilstellung bzw. verbleibt das Drei-Wege-Ventil 145 in der ersten Ventilstellung.
  • Während des ersten bis fünften Verfahrensschritts 505 bis 525 kann bei geringer Außentemperatur sich Feuchtigkeit an dem zweiten Wärmetauscher 95 kondensieren und das Kondensat den zweiten Wärmetauscher 95 vereisen.
  • In einem auf den vierten und fünften Verfahrensschritt 520, 525 folgenden sechsten Verfahrensschritt 530 ermittelt der Drucksensor 320 einen Verdampfungsdruck p. Weiterhin wird auf Basis dieser Messung und der thermophysikalischen Stoffdaten des Kältemittels 115 eine aktuelle Verdampfungstemperatur TVD in der Steuereinrichtung 340 berechnet. Auf Grundlage der Außentemperatur TA und des Drucks p bzw. der Temperatur TVD bestimmt die Steuereinrichtung 340 einen Vereisungszustand primärseitig des zweiten Wärmetauschers 95. Zusätzlich kann luftseitig des zweiten Wärmetauschers 95 ein weiterer Temperatursensor (nicht in Fig. 1 dargestellt) angeordnet sein, um besonders gut den Vereisungszustand zu ermitteln.
  • In einem auf dem sechsten Verfahrensschritt folgenden siebten Verfahrensschritt 535 überprüft die Steuereinrichtung 340 durch Vergleich des ermittelten Verweisungszustands mit einem vordefinierten maximal zulässigen Vereisungszustand, ob der zweite Wärmetauscher 95 primärseitig übermäßig vereist ist oder ob sich die Vereisung in einem zulässigen Bereich befindet. Erkennt die Steuereinrichtung 340, dass der zweite Wärmetauscher 95 stärker als der vordefinierte maximal zulässige Vereisungszustand vereist ist, so fährt die Steuereinrichtung 340 mit einem achten Verfahrensschritt 540 fort. Ist die Vereisung des zweiten Wärmetauschers 95 unterhalb des vordefinierten maximal zulässigen Vereisungszustands, so fährt die Steuereinrichtung 340 mit dem ersten Verfahrensschritt 505 fort, wenn die Wassertemperatur TW größer als der erste vordefinierte Temperaturschwellenwert S1 ist (vgl. fünfter Verfahrensschritt 525), oder mit dem vierten Verfahrensschritt 520, wenn die Wassertemperatur TW kleiner als der erste vordefinierte Temperaturschwellenwert S1 ist.
  • Im achten Verfahrensschritt 540 wird durch eine entsprechende Schaltung des Kältemittelkreislaufs 100 die Förderung des Kältemittels 115 gegenüber der Normal-Richtung im Kältemittelkreislauf 100 umgedreht und der Kältemittelkreislauf 100 in Kühlrichtung geschalten. Dadurch nimmt das Kältemittel 115 im ersten Wärmetauscher 90 eine zweite Wärme Q̇2 von dem Wärmefluid 170 auf und überträgt sie an den zweiten Wärmetauscher 95. Dabei wird im ersten Wärmetauscher 90 das Wärmefluid 170 abgekühlt. Mit der zweiten Wärme Q̇2 wird der zweite Wärmetauscher 95 primärseitig enteist.
  • Um eine hinreichend große Menge zweite Wärme Q̇2 bereitzustellen, wird im achten Verfahrensschritt 540 das Drei-Wege-Ventil 145 durch die Steuereinrichtung 340 in die erste Ventilstellung gestellt. Ferner aktiviert die Steuereinrichtung 340 die Primärkreispumpe 125 und die erste Sekundärkreispumpe 140, um sowohl das Wärmefluid 170 aus dem ersten Heizkreis 20 als auch aus dem Kleinspeicher 135 an die erste Sekundärseite 120 des ersten Wärmetauschers 90 zu fördern.
  • Das abgekühlte Wärmefluid 170 wird in kaltem Zustand in die zweite Fluidleitung 180 eingeleitet. Das Wärmefluid 170 zirkuliert solange zwischen dem Kleinspeicher 135 und dem ersten Heizkreis 20 sowie dem ersten Wärmetauscher 90. Der zweite Temperatursensor 315 misst in einem neunten Verfahrensschritt 545 die zweite Temperatur T2 des Wärmefluids 170 ausgangsseitig des ersten Wärmetauschers 90.
  • In einem auf den neunten Verfahrensschritt 545 folgenden zehnten Verfahrensschritt 550 vergleicht die Steuereinrichtung 340 die zweite Temperatur T2 mit dem vordefinierten zweiten Temperaturschwellenwert S2. Unterschreitet die zweite Temperatur T2 den vordefinierten zweiten Temperaturschwellenwert S2, so fährt die Steuereinrichtung 340 mit einem elften Verfahrensschritt 555 fort. Überschreitet die zweite Temperatur T2 den vordefinierten zweiten Temperaturschwellenwert S2, so fährt die Steuereinrichtung 340 mit dem achten Verfahrensschritt 540 fort.
  • Die Steuereinrichtung 340 führt den sechsten und siebten Verfahrensschritt 530, 535 parallel zu dem neunten Verfahrensschritt 545 kontinuierlich durch zur Überprüfung, ob der zweite Wärmetauscher 95 nun weit genug abgetaut ist. Erkennt die Steuereinrichtung 340, dass der zweite Wärmetauscher 95 abgetaut ist, so beendet die Steuereinrichtung den Enteisungsmodus. Abhängig vom aktuellen Bedarf (Heizung oder Warmwasser oder kein Bedarf) schaltet die Steuereinrichtung 340 die Wärmepumpe 30 in den ersten oder zweiten Heizmodus oder in einen Standby-Betrieb.
  • Im elften Verfahrensschritt 555 steuert die Steuereinrichtung 340 das Drei-Wege-Ventil 145 derart an, dass das Drei-Wege-Ventil 145 aus der ersten Ventilstellung in die zweite Ventilstellung geschaltet wird. Ferner kann die Steuereinrichtung 340 die erste Sekundärkreispumpe 140 deaktivieren, um eine Beschickung des ersten Heizkreises 20 mit kaltem Wärmefluid 170 zu vermeiden. Die erste Sekundärkreispumpe 140 kann aber auch weiter in Betrieb bleiben. Die Primärkreispumpe 125 bleibt aktiviert. Durch die Aktivierung der Primärkreispumpe 125 wird nun das Wärmefluid 170 in abgekühltem Zustand über die erste Seite 200 in den Speichertank 65 mit Warmwasser eingeleitet. Das Warmwasser des Speichertanks 65 erwärmt das Wärmefluid 170 mit der zweiten Wärme Q̇2, sodass das Wärmefluid 170 über die zweite Seite 290 und die dreizehnte Fluidleitung 285 hin zum Drei-Wege-Ventil 145 in warmem Zustand geführt wird. Die Primärkreispumpe 125 fördert das Wärmefluid 170 über die erste Fluidleitung 175 in den ersten Wärmetauscher 90. Im ersten Wärmetauscher 90 wird von dem Wärmefluid 170 die zweite Wärme Q̇2 auf das Kältemittel 115 übertragen. Das in umgekehrter Richtung zirkulierende Kältemittel 115 überträgt die zweite Wärme Q̇2 an den zweiten Wärmetauscher 95. Die zweite Wärme Q̇2 wird dann weiter zum Abtauen des zweiten Wärmetauschers 95 genutzt.
  • Die Steuereinrichtung 340 führt den sechsten und siebten Verfahrensschritt 530, 535 parallel zu dem elften Verfahrensschritt 555 kontinuierlich durch zur Überprüfung, ob der zweite Wärmetauscher 95 nun weit genug abgetaut ist.
  • Ferner wird im neunten und elften Verfahrensschritt 545, 555 eine Mindestlaufzeit des Verdichters 105 von der Steuereinrichtung 340 erfasst. Ist die Mindestlaufzeit nicht erreicht, wird der neunte oder elfte Verfahrensschritt 545, 555 solange durchgeführt, bis die Mindestlaufzeit erreicht ist.
  • Erkennt die Steuereinrichtung 340, dass der zweite Wärmetauscher 95 abgetaut ist, so beendet die Steuereinrichtung 340 den Enteisungsmodus. Abhängig vom aktuellen Bedarf (Heizung oder Warmwasser oder kein Bedarf) schaltet die Steuereinrichtung 340 die Heizeinrichtung 15 in den ersten oder zweiten Heizmodus oder in einen Standby-Betrieb.
  • Parallel zu dem elften Verfahrensschritt 555 ermittelt der Speichertemperatursensor 330 die Wassertemperatur TW des Warmwassers im Speichertank 65 in einem zwölften Verfahrensschritt 560.
  • In einem dreizehnten Verfahrensschritt 565, der auf den zwölften Verfahrensschritt 560 folgt, vergleicht die Steuereinrichtung 340 die Warmwassertemperatur TW mit dem vordefinierten dritten Temperaturschwellenwert S3. Der dritte Temperaturschwellenwert S3 ist möglicherweise geringer als der erste Temperaturschwellenwert S1 und größer als der zweite Temperaturschwellenwert S2. Unterschreitet die Wassertemperatur TW den dritten vordefinierten Temperaturschwellenwert S3, so fährt die Steuereinrichtung 340 mit dem vierzehnten Verfahrensschritt 570 fort. Überschreitet die Warmwassertemperatur TW den vordefinierten Temperaturschwellenwert S3, so fährt die Steuereinrichtung 340 mit dem elften Verfahrensschritt 555 fort.
  • Im vierzehnten Verfahrensschritt 570 aktiviert die Steuereinrichtung 340 den elektrischen Zuheizer 130, wobei als Führungsgröße zur Regelung des elektrischen Zuheizers 130 die Steuereinrichtung 340 den ersten Temperaturschwellenwert S1 als Sollwert für das Warmwasser im Speichertank 65 nutzen kann.
  • Die Steuereinrichtung 340 führt den sechsten und siebten Verfahrensschritt 530, 535 parallel zu dem vierzehnten Verfahrensschritt 570 kontinuierlich durch zur Überprüfung, ob der zweite Wärmetauscher 95 nun weit genug abgetaut ist. Erkennt die Steuereinrichtung 340, dass der zweite Wärmetauscher 95 abgetaut ist, so beendet die Steuereinrichtung den Enteisungsmodus. Abhängig vom aktuellen Bedarf (Heizung oder Warmwasser oder kein Bedarf) schaltet die Steuereinrichtung 340 die Heizeinrichtung in den ersten oder zweiten Heizmodus oder in einen Standby-Betrieb.
  • Das oben beschriebene Verfahren und das Heizsystem 10 haben den Vorteil, dass durch die parallele Anordnung des Kleinspeichers 135 ein Mindestvolumenstrom im ersten Verfahrensschritt 505 sichergestellt werden kann, unabhängig davon, ob der erste Heizkreis 20 geöffnet oder geschlossen ist. Durch die Regelung der Primärkreispumpe 125, der ersten Sekundärkreispumpe 140 und der Wärmepumpe 30 wird zuverlässig eine vordefinierte Sollvorlauftemperatur des Wärmefluids 170 am ersten Temperatursensor 310 sichergestellt, sodass der Kleinspeicher 135 besonders mit warmem Wärmefluid befüllt wird.
  • Das Volumen des Kleinspeichers 135 ist so gewählt, dass der Verdichter 105 zumindest für die Mindestlaufzeit im ersten Verfahrensschritt 505 auch bei geschlossenem ersten Heizkreis 20 zu betreiben ist. Dadurch kann eine hohe Lebensdauer des Verdichters 105 gewährleistet werden.
  • Ferner ist durch den Kleinspeicher 135 sichergestellt, dass der zweite Wärmetauscher 95 in den allermeisten Fällen im achten Verfahrensschritt 540 abgetaut werden kann und nur in Ausnahmefällen der elfte bis vierzehnte Verfahrensschritt 555, 560, 565, 570 durchgeführt werden.
  • Fig. 3 zeigt eine schematische Darstellung eines Heizsystems 10 gemäß einer zweiten Ausführungsform.
  • Das Heizsystem 10 ist im Wesentlichen identisch zu dem in Fig. 1 gezeigten Heizsystem 10 ausgebildet. Im Folgenden wird ausschließlich auf die Unterschiede des in Fig. 3 gezeigten Heizsystems 10 gegenüber dem in den Figuren 1 und 2 gezeigten Heizsystem 10 eingegangen.
  • Zusätzlich zu dem ersten Heizkreis 20 weist das Heizsystem 10 einen zweiten Heizkreis 410 auf. Zusätzlich weist die Wärmefluidtransporteinrichtung 35 neben dem ersten Heizkreisanschluss 150 und dem zweiten Heizkreisanschluss 155 einen dritten Heizkreisanschluss 415 und einen vierten Heizkreisanschluss 420 auf. Der dritte Heizkreisanschluss 415 und der vierte Heizkreisanschluss 420 sind mit dem zweiten Heizkreis 410 derart verbunden, dass der zweite Heizkreis 410 vorlaufseitig mit dem dritten Heizkreisanschluss 415 und rücklaufseitig mit dem vierten Heizkreisanschluss 420 verbunden ist.
  • Zusätzlich kann zur Steuerung des zweiten Heizkreises 410, der beispielsweise als Fußbodenheizung in dem Gebäude ausgebildet sein kann, die Wärmefluidtransporteinrichtung 35 ein Mischventil 425 und eine zweite Sekundärkreispumpe 430 aufweisen. Das Mischventil 425 ist eingangsseitig über eine vierzehnte Fluidleitung 435 mit einer dritten Verzweigung 440 verbunden, wobei die dritte Verzweigung 440 in die siebte Fluidleitung 235 eingebaut ist. Ausgangsseitig ist über eine fünfzehnte Fluidleitung 445 das Mischventil 425 mit einer dritten Eingangsseite der zweiten Sekundärkreispumpe 430 verbunden. Ferner ist das Mischventil 425 mit einem Bypass 450 verbunden, der parallel zu dem dritten und vierten Heizkreisanschluss 415, 420 geführt ist. Der Bypass 450 und der vierte Heizkreisanschluss 420 sind über eine sechzehnte Fluidleitung 455 an einer zweiten Zusammenführung 460 mit der neunten Fluidleitung 245 verbunden. Der zweite Heizkreis 410 ist durch diese Ausgestaltung der Wärmefluidtransporteinrichtung 35 als gemischter Heizkreis ausgebildet, während hingegen der erste Heizkreis 20 ungemischt ist.
  • Das Verfahren zum Betrieb des Heizsystems 10 kann im Wesentlichen identisch zu dem in Fig. 2 erläuterten Verfahren durchgeführt werden. Im Folgenden wird ausschließlich auf die Unterschiede eingegangen. Beim Enteisen wird im achten Verfahrensschritt 540 zusätzlich neben der ersten Sekundärkreispumpe 140 auch die zweite Sekundärkreispumpe 430 aktiviert und das Mischventil 425 derart durch die Steuereinrichtung 340 gestellt, dass eine Rückströmung von der fünfzehnten Fluidleitung 445 über den Bypass 450 zu dem Mischventil 425 vermieden wird. Das Wärmefluid 170 durchströmt somit nicht nur den ersten Heizkreis 20, sondern auch den zweiten Heizkreis 410 und wird vom ersten und zweiten Heizkreis 20, 410 über die zweite Zusammenführung 460 in die neunte Fluidleitung 245 eingeleitet und von dort aus in Richtung des ersten und zweiten Wärmetauschers 90, 95 zum Enteisen des zweiten Wärmetauschers 95 geführt.
  • Im elften Verfahrensschritt 555 wird zusätzlich zur ersten Sekundärkreispumpe 140 auch die zweite Sekundärkreispumpe 430 deaktiviert.
  • Fig. 4 zeigt eine schematische Darstellung eines Heizsystems 10 gemäß einer dritten Ausführungsform.
  • Das Heizsystem 10 ist im Wesentlichen identisch zu dem in Figur 1 erläuterten Heizsystem 10 ausgebildet. Im Folgenden wird ausschließlich auf die Unterschiede des in Fig. 4 gezeigten Heizsystems 10 gegenüber dem in den Figur 1 gezeigten Heizsystem 10 eingegangen. In Fig. 4 wird gegenüber Fig. 3 auf den zweiten Heizkreis 410 und die entsprechende Erweiterung der Wärmefluidtransporteinrichtung 35 verzichtet.
  • Ferner ist der Kleinspeicher 135 in der Ausführungsform besonders dünn ausgebildet und kann beispielsweise als Rohr ausgebildet sein. Der Kleinspeicher 135 ist dabei im Gegensatz zu der parallelen Verschaltung des Kleinspeichers 135 in Figuren 1 und 3 parallel zu dem ersten und zweiten Heizkreisanschluss 150, 155 seriell zwischen der ersten Verzweigung 190 und dem ersten Heizkreisanschluss 150 angeordnet.
  • In Fig. 4 wird auf die erste Sekundärkreispumpe 140 verzichtet. In diesem Fall dient auch die Primärkreispumpe 125 zur fluidischen Versorgung des ersten Heizkreises 20 mit Wärmefluid 170. Diese Ausgestaltung hat den Vorteil, dass der erste Heizkreis 20 direkt mit dem ersten Wärmetauscher 90 fluidisch gekoppelt ist. Dadurch ist das Heizsystem 10 besonders einfach und kostengünstig.
  • Der Kleinspeicher 135 ist fluidisch seriell zwischen der ersten Verzweigung 190 und der zweiten Verzweigung 210 angeordnet. An der zweiten Verzweigung 210 ist parallel zu dem ersten Heizkreisanschluss 150 und dem zweiten Heizkreisanschluss 155 ein Überströmventil 465 angeordnet. Das Überströmventil 465 kann einstellbar oder nicht-einstellbar ausgebildet sein. Das Überströmventil 465 weist eine Schließstellung und eine Offenstellung auf, wobei in einer Offenstellung das Überströmventil 465 die zweite Verzweigung 210 mit der ersten Zusammenführung 250 fluidisch verbindet. In der Schließstellung trennt das Überströmventil 465 fluidisch die zweite Verzweigung 210 von der ersten Zusammenführung 250. Das Überströmventil 465 befindet sich unterhalb eines vordefinierten Öffnungsdrucks eingangsseitig des Überströmventils 465 in der Schließstellung. Überschreitet ein Druck des Wärmefluids 170 eingangsseitig anliegend an dem Überströmventil 465 den Öffnungsdruck, so wird das Überströmventil 465 in die Offenstellung geschalten, sodass ein Überströmen des Wärmefluids 170 von der zweiten Verzweigung 210 über das Überströmventil 465 hin zu der ersten Zusammenführung 250 erfolgt.
  • Das Überströmventil 465 kann verschiedenartig ausgebildet sein. So kann es beispielsweise elektronisch öffnend durch die Steuereinrichtung 340 angesteuert werden. Auch wäre es möglich, dass das Überströmventil 465 federbelastet ist. Dabei kann das Überströmventil 465 einstellbar oder mit fixem Öffnungsdruck ausgebildet sein.
  • Von besonderem Vorteil ist, wenn der festgelegte Öffnungsdruck fest vorgegeben ist, da dadurch eine Fehlerquelle bei der Installation des Heizsystems 10 vermieden wird. Der Öffnungsdruck ist größer als eine Restförderhöhe für den angeschlossenen ersten Heizkreis 20.
  • Durch die Integration des Überströmventils 465 und des Kleinspeichers 135 ist der Installationsaufwand bei Installation des Heizsystems 10 im Gebäude reduziert.
  • Das Verfahren zum Enteisen des zweiten Wärmetauschers 95 ist im Wesentlichen identisch zu dem in Fig. 2 erläuterten Betriebsverfahren. Im Folgenden wird ausschließlich auf die Unterschiede des zum Betrieb des in Fig. 4 zeigten Heizsystems 10 gegenüber dem in Fig. 2 erläuterten Verfahren eingegangen.
  • Im ersten Verfahrensschritt 505 durchströmt das Wärmefluid 170 den Kleinspeicher 135 auf dem Weg von der ersten Verzweigung 190 hin zu dem ersten Heizkreisanschluss 150. Dadurch ist der Kleinspeicher 135 bei Aktivierung der Primärkreispumpe 125 mit besonders warmem Wärmefluid 170 befüllt.
  • Ist der erste Heizkreis 20 geschlossen, beispielsweise dadurch, dass die Steuerventile des ersten Heizkreises 20 geschlossen sind oder die Thermostate abgedreht sind, so wird die Durchströmung des Kleinspeichers 135 derart sichergestellt, dass die Steuereinrichtung 340 die Primärkreispumpe 125 derart ansteuert, dass die Primärkreispumpe 125, obwohl der erste Heizkreis 20 geschlossen ist, weiterhin zumindest mit einem geringen Volumenstrom das Wärmefluid 170 in Richtung des ersten Wärmetauschers 90 fördert. Ferner ist die Wärmepumpe 30 aktiviert, sodass die erste Wärme Q̇1 auf das Wärmefluid 170 im ersten Wärmetauscher 90 übertragen wird und das Wärmefluid 170 erwärmt wird. Die Primärkreispumpe 125 fördert das Wärmefluid 170 trotz abgeschaltetem oder geschlossenem ersten Heizkreis 20 über die erste Verzweigung 190 durch den Kleinspeicher 135. Aufgrund des geschlossenen ersten Heizkreises 20 und der Förderung des Wärmefluids 170 steigt der Druck des Wärmefluids 170 eingangsseitig des Überströmventils 465 an. Dabei steuert die Steuereinrichtung 340 die Primärkreispumpe 125 derart an, dass der Druck eingangsseitig des Überströmventils 465 größer als der Öffnungsdruck ist und das Überströmventil 465 von der Schließstellung in die Offenstellung übergeht und das Wärmefluid 170 im Kreislauf über das Überströmventil 465 und das Drei-Wege-Ventil 145 zu der Primärkreispumpe 125 strömt. Dadurch kann sichergestellt werden, dass der Kleinspeicher 135 mit warmem Wärmefluid 170 befüllt ist.
  • Im achten Verfahrensschritt 540 kann ebenso, wie im ersten Verfahrensschritt 505 erläutert, die Steuereinrichtung 340 die Primärkreispumpe 125 derart ansteuern, dass eingangsseitig des Überströmventils 465 der Druck des Wärmefluids 170 größer als der Öffnungsdruck des Überströmventils 465 ist. Dadurch wird sichergestellt, dass das in dem Kleinspeicher 135 gespeicherte Wärmefluid 170 über das Überströmventil 465 in Richtung des Drei-Wege-Ventils 145 gefördert werden kann. Ferner fördert die Primärkreispumpe 125 das warme Wärmefluid 170 von dem Kleinspeicher 135 stammend in Richtung des ersten Wärmetauschers 90, in dem die zweite Wärme Q̇2 im Enteisungsbetrieb aus dem warmen Wärmefluid 170 entnommen und über den Kältemittelkreislauf 100 an den zweiten Wärmetauscher 95 zum Enteisen des zweiten Wärmetauschers 95 übertragen wird.
  • Diese Ausgestaltung hat den Vorteil, dass genügend zweite Wärme Q̇2 zur Verfügung zum Enteisen gestellt werden kann, auch wenn der erste Heizkreis 20 geschlossen ist. Insbesondere kann dadurch eine Komforteinbuße durch das im elften Verfahrensschritt 555 möglicherweise notwendige weitere Entnehmen von zweiter Wärme Q̇2 aus dem Warmwasserspeicher 40 gering gehalten werden.
  • Fig. 5 zeigt eine schematische Darstellung eines Heizsystems 10 gemäß einer vierten Ausführungsform.
  • Das Heizsystem 10 ist im Wesentlichen identisch zu dem in Fig. 4 gezeigten Heizsystem 10 ausgebildet. Abweichend dazu ist in Fig. 5 der Kleinspeicher 135 mit einem deutlich größeren Volumen ausgebildet als der in Fig. 4 gezeigte Kleinspeicher 135. Der in Fig. 5 gezeigte Kleinspeicher 135 kann beispielsweise als Solar-Vorschalt-Gefäß ausgebildet sein.
  • Die in Fig. 5 gezeigte serielle Anordnung mit einem Kleinspeicher 135 mit einem deutlich größeren Volumen als in Fig. 4 gezeigt hat den Vorteil, dass auch ein großer zweiter Wärmetauscher 95 zuverlässig enteist werden kann, ohne dass hierbei im Regelfall auf die Entnahme von zweiter Wärme Q̇2 aus dem Warmwasserspeicher 40 bei geschlossenem ersten Heizkreis 20 zurückgegriffen werden muss.
  • Fig. 6 zeigt eine perspektivische Darstellung der Heizeinrichtung 15 eines Heizsystems 10 gemäß einer fünften Ausführungsform.
  • Die Heizeinrichtung 15 ist im Wesentlichen identisch zu der in Fig. 1 gezeigten Heizeinrichtung 15 ausgebildet. Im Folgenden wird ausschließlich auf die Unterschiede des in Fig. 6 gezeigten Heizsystems 10 gegenüber dem in Fig. 1 gezeigten Heizsystem 10 eingegangen.
  • In der Ausführungsform weist beispielhaft die vierte Fluidleitung 195 einen ersten Teilabschnitt 600 und einen zweiten Teilabschnitt 605 auf. Der zweite Teilabschnitt 605 ist beispielsweise aus einem gebogenen Kupferrohr ausgebildet.
  • Der erste Teilabschnitt 600 weist beispielsweise einen Kunststoff als Werkstoff auf und ist vorgeformt. Beispielsweise kann der erste Teilabschnitt 600 als Bogenabschnitt ausgebildet sein, der zumindest einen Winkel von wenigstens 45°, vorzugsweise von wenigstens 90°, einschließt. Die Ausgestaltung des ersten Teilabschnitts 600 aus einer vorgeformten Kunststoffleitung hat den Vorteil, dass die vierte Fluidleitung 195 im Wesentlichen spannungsfrei oder zumindest spannungsarm montiert ist. Ferner kann ein Toleranzausgleich zwischen dem zweiten Teilabschnitt 605 und einem Speichertank 65 im Wesentlichen spannungsfrei oder spannungsarm erzielt werden.
  • Die Ausgestaltung des ersten Teilabschnitts 600 mit einer vorgeformten Kunststoffleitung hat den Vorteil, dass gegenüber einer festen Kupferrohrverbindung einige Millimeter Toleranz durch die vorgeformte Kunststoffleitung des ersten Teilabschnitts 600 ausgeglichen werden können.
  • Die dreizehnte Fluidleitung 285 kann analog zu der vierten Fluidleitung 195 ausgebildet sein. Abweichend dazu ist die dreizehnte Fluidleitung 285 vollständig aus einem Kunststoff gefertigt und vorgeformt.
  • Fig. 7 zeigt einen in Fig. 6 markierten Ausschnitt A des in Fig. 6 gezeigten Heizsystems 10.
  • Durch die Ausgestaltung der dreizehnten Fluidleitung 285 aus einem vorgeformten Kunststoff kann in räumlich engem Abstand die dreizehnte Fluidleitung 285 an der vierten Fluidleitung 195 im Bereich des zweiten Teilabschnitts 605 vorbeigeführt werden. Dadurch ist ein Bauraumbedarf des Heizsystems 10 besonders gering.
  • Fig. 8 und Fig. 9 zeigen Draufsichten auf einen in Fig. 6 markierten Ausschnitt B.
  • Um den zweiten Teilabschnitt 605 mit dem ersten Teilabschnitt 600 zu verbinden, ist in der Ausführungsform ein Klemmmittel 610 vorgesehen. Das Klemmmittel 610 kann beispielsweise als Federclip ausgebildet sein, der umfangsseitig den ersten Teilabschnitt 600 umgreift und den ersten Teilabschnitt 600 an dem zweiten Teilabschnitt 605 fixiert. Dabei ist der erste Teilabschnitt 600 auf den zweiten Teilabschnitt 605 aufgesteckt und durch das Klemmmittel 610 formschlüssig und kraftschlüssig fixiert.
  • Diese Ausgestaltung hat den Vorteil, dass die vierte und dreizehnte Fluidleitung 195, 285 besonders einfach und kostengünstig fluiddicht montiert werden kann. Ferner kann das Klemmmittel 610 zerstörungsfrei reversibel gelöst werden.
  • Im Vergleich zu dem zweiten Teilabschnitt 605 bietet der erste Teilabschnitt 600 den Vorteil, dass Biegungen im Raum besonders eng und kostengünstig geführt werden können. Ferner kann der erste Teilabschnitt 600 und die dreizehnte Fluidleitung 285 besonders einfach und kostengünstig beispielsweise durch thermische Verformung zur Vorformung des ersten Teilabschnitts 600 und der dreizehnten Fluidleitung 285 hergestellt werden. Ferner sind Geometrien herstellbar, die mittels eines Kupferrohrs nicht herstellbar sind.
  • Es wird darauf hingewiesen, dass im Beispiel die vorgeformte Kunststoffleitung im ersten Teilabschnitt 600 und in der dreizehnten Fluidleitung 285 beispielhaft vorgesehen ist. Selbstverständlich kann zumindest eine der anderen Fluidleitungen 175, 180, 185, 195, 205, 230, 235, 240, 245, 255, 275, 280, 435, 445, 455 durch eine vorgeformte Kunststoffleitung zumindest abschnittsweise ausgebildet sein.

Claims (14)

  1. Heizeinrichtung (15) zum Beheizen eines Gebäudes,
    aufweisend eine Wärmepumpe (30) mit einem ersten Wärmetauscher (90) und eine Wärmefluidtransporteinrichtung (35) mit einer Primärkreispumpe (125), wenigstens einem ersten Heizkreisanschluss (150) und einem zweiten Heizkreisanschluss (155), wobei die Wärmefluidtransporteinrichtung (35) mit einem Wärmefluid (170) füllbar ist und ausgebildet ist, das Wärmefluid (170) zu transportieren und zu verteilen, wobei eine erste Sekundärseite (120) des ersten Wärmetauschers (90) mit dem ersten und/oder zweiten Heizkreisanschluss (150, 155) fluidisch verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmefluidtransporteinrichtung (35) einen Kleinspeicher (135) zum Zwischenspeichern des Wärmefluids (170) aufweist, wobei der Kleinspeicher (135) fluidisch mit dem ersten Heizkreisanschluss (150) und/oder mit der ersten Sekundärseite (120) des ersten Wärmetauschers (90) verbunden ist, wobei die Primärkreispumpe (125) ausgebildet ist, das Wärmefluid (170) zwischen der ersten Sekundärseite (120) und dem Kleinspeicher (135) zu fördern.
  2. Heizeinrichtung (15) nach Anspruch 1,
    wobei der Kleinspeicher (135) parallel zu dem ersten Heizkreisanschluss (150) und dem zweiten Heizkreisanschluss (155) angeordnet ist.
  3. Heizeinrichtung (15) nach Anspruch 1,
    wobei der Kleinspeicher (135) zwischen dem ersten Heizkreisanschluss (150) und der ersten Sekundärseite (120) des ersten Wärmetauschers (90) seriell angeordnet ist.
  4. Heizeinrichtung (15) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    wobei zwischen dem Kleinspeicher (135) und dem ersten Heizkreisanschluss (150) mindestens eine erste Sekundärkreispumpe (140) angeordnet ist, wobei die erste Sekundärkreispumpe (140) ausgebildet ist, das Wärmefluid (170) zwischen dem Kleinspeicher (135) und dem ersten Heizkreisanschluss (150) zu fördern.
  5. Heizeinrichtung (15) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    wobei die Wärmefluidtransporteinrichtung (35) ein Überströmventil (465) aufweist, wobei das Überströmventil (465) eine Schließstellung und eine Offenstellung aufweist, wobei das Überströmventil (465) bei Unterschreiten eines vordefinierten Öffnungsdrucks an dem Überströmventil (465) in die Schließstellung geschalten ist, wobei das Überströmventil (465) bei Überschreiten des vordefinierten Öffnungsdrucks an dem Überströmventil (465) in die Offenstellung geschalten ist, wobei das Überströmventil (465) parallel zu dem ersten Heizkreisanschluss (150) und dem zweiten Heizkreisanschluss (155) angeordnet ist.
  6. Heizeinrichtung (15) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, aufweisend einen Warmwasserspeicher (40) mit einem Speichertank (65) und einem im Speichertank (65) angeordneten Warmwasserwärmetauscher (70), wobei der Speichertank (65) ausgebildet ist, Warmwasser zu speichern, wobei die Wärmefluidtransporteinrichtung (35) ein Drei-Wege-Ventil (145) aufweist, wobei ein erster Ventilanschluss (260) des Drei-Wege-Ventils (145) mit dem zweiten Heizkreisanschluss (155) und ein zweiter Ventilanschluss (265) des Drei-Wege-Ventils (145) mit der Primärkreispumpe (125) fluidisch verbunden ist, wobei eine erste Seite (200) des Warmwasserwärmetauschers (70) mit einer zwischen der ersten Sekundärseite (120) und dem Kleinspeicher (135) angeordneten ersten Verzweigung (190) fluidisch verbunden ist, wobei eine zweite Seite (290) des Warmwasserwärmetauschers (70) mit einem dritten Ventilanschluss (270) des Drei-Wege-Ventils (145) fluidisch verbunden ist, wobei das Drei-Wege-Ventil (145) eine erste Ventilstellung und wenigstens eine zur ersten Ventilstellung unterschiedliche zweite Ventilstellung aufweist, wobei in der ersten Ventilstellung das Drei-Wege-Ventil (145) den zweiten Heizkreisanschluss (155) mit der Primärkreispumpe (125) fluidisch verbindet, wobei in der zweiten Ventilstellung das Drei-Wege-Ventil (145) die zweite Seite des Warmwasserwärmetauschers (70) mit der Primärkreispumpe (125) fluidisch verbindet.
  7. Heizeinrichtung (15) nach Anspruch 6 und Anspruch 2,
    wobei der Kleinspeicher (135) einen ersten Speicheranschluss (215) und einen zweiten Speicheranschluss (220) aufweist, wobei der erste Speicheranschluss (215) zwischen der ersten Verzweigung (190) und dem ersten Heizkreisanschluss (150) angeschlossen ist, wobei der zweite Speicheranschluss (220) zwischen dem zweiten Heizkreisanschluss (155) und dem Drei-Wege-Ventil (145) angeschlossen ist,
  8. Heizeinrichtung nach Anspruch 6 und Anspruch 3,
    wobei der Kleinspeicher (135) einen ersten Speicheranschluss (215) und einen zweiten Speicheranschluss (220) aufweist, wobei der erste Speicheranschluss (215) mit der ersten Verzweigung (190) und der zweite Speicheranschluss (220) mit dem ersten Heizkreisanschluss (150) fluidisch verbunden sind, wobei der Kleinspeicher (135) die erste Verzweigung (190) mit dem ersten Heizkreisanschluss (150) fluidisch verbindet.
  9. Heizeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, aufweisend eine Außeneinheit (45) und eine Inneneinheit (50), wobei die Wärmepumpe (30) in der Außeneinheit (45) angeordnet ist und wenigstens einen zweiten Wärmetauscher (95) aufweist, wobei der zweite Wärmetauscher (95) fluidisch mit dem ersten Wärmetauscher (90) zum Wärmeaustausch verbunden ist, wobei in der Inneneinheit (50) die Wärmefluidtransporteinrichtung (35) und der Kleinspeicher (135) angeordnet sind.
  10. Heizeinrichtung (15) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, aufweisend eine Fluidleitung (175, 180, 185, 195, 205, 230, 235, 240, 245, 255, 275, 280, 285, 435, 445, 455) zur Führung des Wärmefluids (170), wobei die Fluidleitung (175, 180, 185, 195, 205, 230, 235, 240, 245, 255, 275, 280, 285, 435, 445, 455) wenigstens einen Bogenabschnitt aufweist, wobei der Bogenabschnitt zumindest einen Winkel von wenigstens 45°, vorzugsweise wenigstens 90°, einschließt, wobei die Fluidleitung (175, 180, 185, 195, 205, 230, 235, 240, 245, 255, 275, 280, 285, 435, 445, 455) wenigstens einen Kunststoff aufweist und vorgeformt ist, wobei vorzugsweise die Fluidleitung (175, 180, 185, 195, 205, 230, 235, 240, 245, 255, 275, 280, 285, 435, 445, 455) spannungsfrei oder spannungsarm angeordnet ist.
  11. Heizsystem (10),
    aufweisend eine Heizeinrichtung (15) nach einem der vorhergehenden Ansprüche und einen ersten Heizkreis (20), wobei der erste Heizkreis (20) an dem ersten Heizkreisanschluss (150) und an dem zweiten Heizkreisanschluss (155) angeschlossen ist und mit dem Wärmefluid (170) befüllt ist, wobei die Primärkreispumpe (125) ausgebildet ist, das Wärmefluid zwischen dem Kleinspeicher (135) und der ersten Sekundärseite (120) des ersten Wärmetauschers (90) zu fördern.
  12. Verfahren zum Enteisen einer Heizeinrichtung (15) mit einer Wärmepumpe (30), einem Warmwasserspeicher (40) und einer Wärmefluidtransporteinrichtung (35),
    wobei die Wärmepumpe (30) einen Kältemittelkreislauf (100) mit einem Kältemittel (115) und jeweils einen in den Kältemittelkreislauf (100) eingebundenen Verdichter (105), einen ersten Wärmetauscher (90), und einen zweiten Wärmetauscher (95) aufweist, wobei die Wärmepumpe (30) zum Betreiben der Heizeinrichtung (15) zumindest einen Enteisungsmodus aufweist, in dem die Wärmepumpe (30) zum gezielten Erwärmen des zweiten Wärmetauschers (95) betrieben wird, wobei eine Primärkreispumpe (125) der Wärmefluidtransporteinrichtung (35) aktiviert wird und das erwärmte Wärmefluid (170) zu dem ersten Wärmetauscher (90) gefördert wird, wobei eine zweite Wärme (Q̇2) von dem Wärmefluid (170) an das Kältemittel (115) übertragen wird, wobei das Kältemittel (115) in dem Kältemittelkreislauf (100) zirkuliert und das Kältemittel (115) die zweite Wärme (Q̇2) an den zweiten Wärmetauscher (95) überträgt, wobei mit der zweiten Wärme (Q̇2) der zweite Wärmetauscher (95) enteist wird, wobei bei Erreichen eines vordefinierten Betriebsparameters der Heizeinrichtung (15), insbesondere einer Temperatur (T2) des Wärmefluids (170), das Wärmefluid (170) durch den Warmwasserspeicher (40) geführt wird und die zweite Wärme (Q̇2) zum Enteisen des zweiten Wärmetauschers (95) zumindest teilweise aus dem Warmwasserspeicher (40) entnommen wird.
  13. Verfahren nach Anspruch 12,
    wobei im Enteisungsmodus vor Erreichen des vordefinierten Betriebsparameters das Wärmefluid (170) aus einem Kleinspeicher (135) der Wärmefluidtransporteinrichtung (35) zu dem ersten Wärmetauscher (90) gefördert wird, wobei die zweite Wärme (Q̇2) zum Enteisen des zweiten Wärmetauschers (95) von dem aus dem im Kleinspeicher (135) gespeicherten Wärmefluid (170) an den ersten Wärmetauscher (90) übertragen wird.
  14. Verfahren nach Anspruch 12 oder 13,
    wobei im Heizmodus die Primärkreispumpe (125) derart gesteuert wird, dass das Wärmefluid (170) einen Druck aufweist, der größer ist als ein Öffnungsdruck eines Überströmventils (465) der Wärmefluidtransporteinrichtung (35).
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2009096256A1 (ja) * 2008-02-01 2009-08-06 Daikin Industries, Ltd. 暖房給湯装置
EP2853844A1 (de) 2013-09-13 2015-04-01 Robert Bosch Gmbh Verfahren zum Enteisen einer Wärmepumpe
EP3225922A1 (de) * 2016-04-01 2017-10-04 Societe Industrielle de Chauffage (SIC) Kühl-, klimatisierungs- oder heizsystem
EP3730844A2 (de) * 2019-04-25 2020-10-28 Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. Heizungs- und warmwasserversorgungssystem

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6123650B2 (ja) 2013-11-20 2017-05-10 株式会社デンソー ヒートポンプサイクル装置
DE102015207079A1 (de) 2015-04-20 2016-10-20 Vaillant Gmbh Heizsystem
DE102015114474A1 (de) 2015-08-31 2017-03-02 Viessmann Werke Gmbh & Co Kg Wärmepumpenanlage und Verfahren zum Betrieb einer Wärmepumpenanlage
JP6721116B2 (ja) 2017-04-07 2020-07-08 三菱電機株式会社 熱媒循環システム
DE102018102670A1 (de) 2018-02-07 2019-08-08 Viessmann Werke Gmbh & Co Kg Wärmepumpenanlage
CN210399097U (zh) 2019-07-04 2020-04-24 青岛海尔空调器有限总公司 蓄能组件及热泵系统

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2009096256A1 (ja) * 2008-02-01 2009-08-06 Daikin Industries, Ltd. 暖房給湯装置
EP2853844A1 (de) 2013-09-13 2015-04-01 Robert Bosch Gmbh Verfahren zum Enteisen einer Wärmepumpe
EP3225922A1 (de) * 2016-04-01 2017-10-04 Societe Industrielle de Chauffage (SIC) Kühl-, klimatisierungs- oder heizsystem
EP3730844A2 (de) * 2019-04-25 2020-10-28 Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. Heizungs- und warmwasserversorgungssystem

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