EP4288701A1 - Wärmepumpenanlage und verfahren zum betrieb einer wärmepumpenanlage - Google Patents

Wärmepumpenanlage und verfahren zum betrieb einer wärmepumpenanlage

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EP4288701A1
EP4288701A1 EP22703882.5A EP22703882A EP4288701A1 EP 4288701 A1 EP4288701 A1 EP 4288701A1 EP 22703882 A EP22703882 A EP 22703882A EP 4288701 A1 EP4288701 A1 EP 4288701A1
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EP
European Patent Office
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heating circuit
heat
heat pump
heating
pump system
Prior art date
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Pending
Application number
EP22703882.5A
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English (en)
French (fr)
Inventor
Benny KONTOROWITZ
Julian FACKINER
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Viessmann Holding International GmbH
Original Assignee
Viessmann Climate Solutions SE
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Filing date
Publication date
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Publication of EP4288701A1 publication Critical patent/EP4288701A1/de
Pending legal-status Critical Current

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    • F24D3/08—Hot-water central heating systems in combination with systems for domestic hot-water supply

Definitions

  • an electrical heating device is provided for heating the heating circuit medium located in the buffer store. Also provided between the heat pump and the heating circuit is a heat exchanger through which the heating circuit medium heated by the electric heating device and coming from the buffer tank can flow. 25
  • Another heat pump system is known from patent document DE 10 2018 102 670 A1.
  • heat can be fed to a heating circuit medium with a heat pump (in particular if heating is to take place).
  • a heating circuit is flowed through by the heating circuit medium.
  • Heat pump system supplied to at least one heat sink arranged on the heating circuit between a flow line of the heating circuit and a return line of the heating circuit.
  • heat is supplied to a buffer storage tank arranged on the heating circuit between the flow line and the return line and parallel to the at least one heat sink.
  • the object of the invention is to improve a heat pump system of the type mentioned at the outset and a method for operating 10 a heat pump system of the type mentioned at the outset.
  • a heat pump system that can be started up or started particularly well initially (i.e. after installation) or after a longer standstill should be created.
  • the solution according to the invention is characterized by the fact that the buffer storage tank, in addition to its preferably provided actual basic function, i.e. if necessary without impairing the so-called heat sink (i.e. in particular the radiator or the hot water storage tank), heat for defrosting the evaporator to be able to provide the heat pump (in this case the term defrosting buffer storage can also be used for the buffer storage 10), now before the actual start of the heat pump itself is first heated up electrically in order to be able to ensure that the to the heat pump via the return The heating circuit medium flowing back is not too cold.
  • the buffer storage tank in addition to its preferably provided actual basic function, i.e. if necessary without impairing the so-called heat sink (i.e. in particular the radiator or the hot water storage tank), heat for defrosting the evaporator to be able to provide the heat pump (in this case the term defrosting buffer storage can also be used for the buffer storage 10), now before the actual start of the heat pump itself is first heated up electrically
  • Figure 1 shows the heat pump system according to the invention with the electric heater on the flow line. 5
  • an electrical heating device 5 is provided for heating the heating circuit medium located in the buffer store 4 . 20
  • the electrical heating device 5 on the heating circuit 2 is arranged .
  • the electrical heating device 5 has an electrical heating resistor for converting electrical energy into thermal energy. Such an electrical heating resistor is able to heat up the heating circuit medium particularly quickly and thus to put the heat pump system back into operation again particularly quickly after it has been idle for a long time.
  • the heat exchanger 6 is preferably designed to work as a condenser of the heat pump 1 . 5
  • the heat pump 1 it is preferable for the heat pump 1 to be connected to the buffer tank 4 with a hot water tank (not shown separately).
  • a heat exchanger through which the heating circuit medium flows is preferably arranged in the hot water tank for heating service water (drinking water).
  • the buffer memory 4 is designed exclusively for receiving heating circuit medium.
  • the buffer tank 4 is arranged together with the electric heating device 5 and with the heating circuit pump 7 in a (common) 15 housing (not shown separately), in particular the housing of the heat pump (set up in a building).
  • a (common) 15 housing not shown separately
  • the buffer store has a volume of less than 50 liters, preferably less than 20 liters, particularly preferably less than 20 liters. In the present case, the volume is about 15 liters.
  • the hot water storage tank is also preferably optionally also arranged in the housing of the heat pump or designed to be placed separately. 25
  • the heat sink 3 is designed either as a radiator and/or as a floor heating circuit.
  • the buffer memory 4 is designed as a defrosting buffer memory. This increases the amount of heating circuit medium in the bypass path, which increases the controllability of the return temperature in the fourth (explained below). Operation improved.
  • the valve device 8 is preferably designed to separate a building heating section that includes the heat sink 3 from a bypass section that includes the buffer storage tank 4 .
  • the invention also relates to a method for operating a heat pump system, in which heat can be supplied to a heating circuit medium with a heat pump 1, in which a heating circuit 2 is flowed through by the heating circuit medium, in which, in a first mode of operation of the heat pump system, at least one on the 20th heating circuit 2 between a flow line 2 . 1 of the heating circuit 2 and a return strand 2 .2 of the heating circuit 2 arranged heat sink 3 (in particular radiators or underfloor heating circuit) heat is supplied, in which in a second mode of operation of the heat pump system on the heating circuit 2 between the flow 25 strand 2. 1 and the return strand 2 .2 and parallel to the at least one heat sink 3 arranged buffer storage 4 heat is supplied.
  • a heat pump system in which heat can be supplied to a heating circuit medium with a heat pump 1, in which a heating circuit 2 is flowed through by the heating circuit medium, in which, in a first mode of operation of the heat pump system, at least one on the 20th heating circuit 2 between
  • the heating circuit medium located in the buf fer may be used as a condenser of the heat pump 1 .
  • heat pump operation can be started directly (ie first or second mode of operation). If this is below the lower limit temperature, the heating circuit pump 7 can be activated; however, the heat pump 1 initially remains switched off. In order to then bring the heating circuit to the lower limit temperature required for a reliable start of the heat pump 1 at the heat exchanger 6 , the electric heating device 5 is switched on and uses it to heat the heating circuit medium (third mode of operation). Provision is particularly preferably made for the heat pump 1 to be started once the lower limit temperature has been reached. The electrical heating device 5 is preferably only switched off (end of the third mode of operation) as soon as the upper limit temperature (preferably 12° C.) is measured at the heat exchanger 6 . 20
  • the heat exchanger 6 is fed to the heat exchanger 6 in a fourth operating mode of the heat pump system that follows the third, depending on the heat requirement, either from the heat sink 3 and/or from the buffer storage tank 4 . It is particularly preferred that at the beginning of the fourth operating mode, more heating circuit medium is removed from the buffer storage tank 4 than from the heat sink 3 and towards the end of the fourth operating mode more heating circuit medium is removed from the heat sink 3 than from the buffer storage tank 4 .
  • the heat pump system according to the invention and the method according to the invention for operating a heat pump system thus allow a heat pump system to be operated in such a way that it NEN is particularly easy to approach or start initially or after a longer period of standstill.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Wärmepumpenanlage sowie ein Verfahren zum Betrieb einer Wärmepumpenanlage, bei dem einem Heizkreismedium mit einer Wärmepumpe (1) Wärme zugeführt werden kann, bei dem ein Heizkreis (2) vom Heizkreismedium durchströmt wird, bei dem in einer ersten Betriebsweise der Wärmepumpenanlage mindestens einer am Heizkreis (2) zwischen einem Vorlaufsträng (2.1) des Heizkreises (2) und einem Rücklaufstrang (2.2) des Heizkreises (2) angeordneten Wärmesenke (3) Wärme zugeführt wird, bei dem in einer zweiten Betriebsweise der Wärmepumpenanlage einem am Heizkreis (2) zwischen dem Vorlaufstrang (2.1) und dem Rücklaufsträng (2.2) und parallel zur mindestens einen Wärmesenke (3) angeordneten Pufferspeicher (4) Wärme zugeführt wird. Nach der Erfindung ist vorgesehen, dass in einer dritten Betriebsweise der Wärmepumpenanlage zum Starten der Wärmepumpe (1) dem im Pufferspeicher (4) befindlichen Heizkreismedium mit einer elektrischen Heizeinrichtung (5) Wärme zugeführt wird.

Description

Wärmepumpenanlage und
Verfahren zum Betrieb einer Wärmepumpenanlage
Die Erfindung betrif ft eine Wärmepumpenanlage gemäß dem Oberbegrif f des Patentanspruchs 1 und ein Verfahren zum Betrieb einer Wärmepumpenanlage gemäß dem Oberbegrif f des Patentanspruchs 3 .
10
Eine Wärmepumpenanlage der eingangs genannten Art ist aus dem Patentdokument DE 10 2017 003 355 Al bekannt . Diese besteht ( gegenständlich betrachtet ) aus einer Wärmepumpe zum Aufwärmen eines Heizkreismediums , einem vom Heizkreismedium durchströmten Heizkreis , mindestens einer am Heizkreis zwischen einem 15 Vorlaufstrang des Heizkreises und einem Rücklauf sträng des Heizkreises angeordnete Wärmesenke und einem am Heizkreis zwischen dem Vorlaufstrang und dem Rücklauf sträng und parallel zur mindestens einen Wärmesenke angeordneten Puf ferspeicher .
Dabei ist eine elektrische Heizeinrichtung zur Aufheizung des 20 im Puf ferspeicher befindlichen Heizkreismediums vorgesehen . Außerdem ist zwischen der Wärmepumpe und dem Heizkreis ein vom von der elektrischen Heizeinrichtung erwärmten und vom Puf ferspeicher kommenden Heizkreismedium durchströmbarer Wärmeübertrager vorgesehen . 25
Eine weitere Wärmepumpenanlage ist aus dem Patentdokument DE 10 2018 102 670 Al bekannt . Bei dieser Wärmepumpenanlage kann ( insbesondere , wenn geheizt werden soll ) verfahrensmäßig betrachtet einem Heizkreismedium mit einer Wärmepumpe Wärme zu- 30 geführt werden . Außerdem wird ein Heizkreis vom Heizkreismedium durchströmt . Ferner wird in einer ersten Betriebsweise der Wärmepumpenanlage mindestens einer am Heizkreis zwischen einem Vorlaufstrang des Heizkreises und einem Rücklauf sträng des Heizkreises angeordneten Wärmesenke Wärme zugeführt . Darüber hinaus wird in einer zweiten Betriebsweise der Wärmepumpenanlage einem am Heizkreis zwischen dem Vorlaufstrang und dem 5 Rücklauf sträng und parallel zur mindestens einen Wärmesenke angeordneten Puf ferspeicher Wärme zugeführt .
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde , eine Wärmepumpenanlage der eingangs genannten Art bzw. ein Verfahren zum Betrieb 10 einer Wärmepumpenanlage der eingangs genannten Art zu verbessern . Insbesondere soll eine initial ( also nach ihrer Installation ) oder nach längerem Stillstand besonders gut anfahr- bzw. startbare Wärmepumpenanlage geschaf fen werden .
15
Diese Aufgabe ist mit einer Wärmepumpenanlage der eingangs genannten Art durch die im Kennzeichen des Patentanspruchs 1 aufgeführten Gegenstandsmerkmale bzw. mit einem Verfahren zum Betrieb einer Wärmepumpenanlage der eingangs genannten Art durch die im Kennzeichen des Patentanspruchs 3 auf geführten 20 Verfahrensmerkmale gelöst .
Nach der Erfindung ist gegenständlich also am Vorlaufstrang zur Weiterleitung des Heizkreismediums wahlweise zur mindestens einen Wärmesenke und/oder zum Puf ferspeicher eine Ver- 25 teileinrichtung und an einem rücklaufstrangseitigen Zulauf des Wärmeübertragers ein Temperatursensor angeordnet . Verfahrensmäßig ist erfindungsgemäß vorgesehen , dass in einer dritten Betriebsweise der Wärmepumpenanlage ( auch Inbetriebnahmephase genannt ) zum Starten der Wärmepumpe dem im Puf ferspeicher be- 30 findlichen Heizkreismedium mit einer vorzugsweise am Heiz- kreis , besonders bevorzugt an dessen Vorlaufstrang , angeordneten elektrischen Heizeinrichtung Wärme zugeführt wird .
Mit anderen Worten zeichnet sich die erfindungsgemäße Lösung somit dadurch aus , dass der Puf ferspeicher neben seiner vor- 5 zugsweise vorgesehenen , eigentlichen Grundfunktion , nämlich im Bedarfsfall ohne Beeinträchtigung der sogenannten Wärmesenke ( also insbesondere der Heizkörper bzw. des Warmwasserspeichers ) Wärme zum Abtauen des Verdampfers der Wärmepumpe bereit stellen zu können ( in diesem Fall kann für den Puf ferspeicher 10 auch die Bezeichnung Abtaupuf ferspeicher verwendet werden ) , nunmehr vor dem eigentlichen Start der Wärmepumpe zunächst selbst elektrisch aufgewärmt wird, um gewährleisten zu können , dass das zur Wärmepumpe über den Rücklauf sträng zurück strömende Heizkreismedium nicht zu kalt ist . Dies ist wichtig , da 15 eine niedrige Rücklauf temperatur am die Wärmepumpe mit dem Heizkreis verbindenden , als Kondensator ausgebildeten Wärmeübertrager auch zu einem niedrigen Verf lüssigungsdruck führt . Damit aber der Verdichter ordnungsgemäß arbeiten kann (was insbesondere einen stabilen Schmierfilm voraussetzt ) , muss ein 20 Mindestdruck am Kondensator bzw. eine Mindestdruckdif ferenz am Verdichter gewährleistet sein .
Andere vorteilhafte Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Wärmepumpenanlage bzw. des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Be- 25 trieb einer Wärmepumpenanlage ergeben sich aus den abhängigen Patentansprüchen .
Die erfindungsgemäße Wärmepumpenanlage bzw. das erfindungsgemäße Verfahren zum Betrieb einer Wärmepumpenanlage wird nach- 30 folgend anhand der zeichnerischen Darstellung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels näher erläutert . Es zeigt schematisch
Figur 1 die erfindungsgemäße Wärmepumpenanlage mit der elektrischen Heizeinrichtung am Vorlaufstrang . 5
Die Erfindung betrif ft zum einen gegenständlich eine Wärmepumpenanlage , umfassend eine Wärmepumpe 1 zum Aufwärmen eines Heizkreismediums , einen vom Heizkreismedium durchströmten Heizkreis 2 , mindestens eine am Heizkreis 2 zwischen einem 10 Vorlaufstrang 2 . 1 des Heizkreises 2 und einem Rücklauf sträng 2 .2 des Heizkreises 2 angeordnete Wärmesenke 3 und einen am Heizkreis 2 zwischen dem Vorlaufstrang 2 . 1 und dem Rücklauf - strang 2 .2 und parallel zur mindestens einen Wärmesenke 3 angeordneten Puf ferspeicher 4 , siehe Figur 1 . 15
Weiterhin ist eine elektrische Heizeinrichtung 5 zur Aufheizung des im Puf ferspeicher 4 befindlichen Heizkreismediums vorgesehen . 20
Dabei ist bevorzugt , dass die elektrische Heizeinrichtung 5 am Heizkreis 2 , insbesondere an dessen Vorlaufstrang 2 . 1 , angeordnet ist . Ferner ist bevorzugt , dass die elektrische Heiz einrichtung 5 einen elektrischen Heizwiderstand zur Umwandlung von elektrischer in thermische Energie aufweist . Ein solcher 25 elektrischer Heizwiderstand ist in der Lage das Heizkreismedium besonders schnell zu erwärmen und damit die Wärmepumpenanlage nach längerem Stillstand auch besonders schnell wieder in Betriebsbereitschaft zu versetzen .
30
Ferner ist zwischen der Wärmepumpe 1 und dem Heizkreis 2 ein vom von der elektrischen Heizeinrichtung 5 erwärmten und vom Puf f erspeicher 4 kommenden Heizkreismedium durchströmbarer Wärmeübertrager 6 vorgesehen. Dabei ist der Wärmeübertrager 6 vorzugsweise als Kondensator der Wärmepumpe 1 arbeitend ausgebildet . 5 Zusätzlich ist bevorzugt, dass die Wärmepumpe 1 neben dem Pufferspeicher 4 mit einem Warmwasserspeicher (nicht extra dargestellt) verbunden ausgebildet ist. Dabei ist im Warmwasserspeicher zur Aufwärmung von Brauchwasser (Trinkwasser) vorzugsweise ein vom Heizkreismedium durchströmter Wärmeübertra- 10 ger angeordnet. Weiterhin ist bevorzugt vorgesehen, dass der Pufferspeicher 4 ausschließlich zur Aufnahme von Heizkreismedium ausgebildet ist. Ferner ist bevorzugt vorgesehen, dass der Pufferspeicher 4 zusammen mit der elektrischen Heizeinrichtung 5 und mit der Heizkreispumpe 7 in einem (gemeinsamen) 15 Gehäuse (nicht extra dargestellt), insbesondere dem (in einem Gebäude auf gestellten ) Gehäuse der Wärmepumpe, angeordnet ist. Dies ermöglicht es, die Wärmepumpenanlage besonders platzsparend auszubilden. Des Weiteren ist bevorzugt, dass der Pufferspeicher ein Volumen von weniger als 50 Liter, bevorzugt weni- 20 ger als 30 Liter, besonders bevorzugt weniger als 20 Liter aufweist. Im vorliegenden Fall beträgt das Volumen etwa 15 Liter. Der Warmwasserspeicher ist ferner bevorzugt wahlweise ebenfalls im Gehäuse der Wärmepumpe angeordnet oder separat auf gestellt ausgebildet. 25
Weiterhin ist bevorzugt, dass die Wärmesenke 3 wahlweise als Heizkörper und/oder als Fußbodenheizkreis ausgebildet ist. Zudem ist bevorzugt, dass der Pufferspeicher 4 als Abtaupufferspeicher ausgebildet ist. Hierdurch wird die Menge an Heiz- 30 kreismedium im Bypassweg erhöht, was die Regelbarkeit der Rücklauf temperatur in der (weiter unten erläuterten) vierten Betriebsweise verbessert . Ebenso ist vorgesehen , dass am Vorlaufstrang 2 . 1 zur Weiterleitung des Heizkreismediums wahlweise zur mindestens einen Wärmesenke 3 und/oder zum Puf ferspeicher 4 eine Ventileinrichtung 8 , vorzugsweise und insbesondere ein 4-3-Wegeventil , angeordnet ist . Dabei ist die Ventilein- 5 richtung 8 vorzugsweise zur Trennung einer die Wärmesenke 3 umfassenden Gebäudeheizstrecke von einer den Puf ferspeicher 4 umfassenden Bypassstrecke ausgebildet .
Des Weiteren ist bevorzugt , dass am Heizkreis 2 , vorzugsweise 10 an dessen Rücklauf sträng 2 .2 , zur Förderung des Heizkreismediums eine Heizkreispumpe 7 vorgesehen ist . Ferner ist an einem rücklaufstrangseitigen Zulauf 6 . 1 des Wärmeübertragers 6 ein Temperatursensor 9 angeordnet .
15
Die Erfindung betrif ft weiterhin ein Verfahren zum Betrieb einer Wärmepumpenanlage , bei dem einem Heizkreismedium mit einer Wärmepumpe 1 Wärme zugeführt werden kann , bei dem ein Heiz - kreis 2 vom Heizkreismedium durchströmt wird, bei dem in einer ersten Betriebsweise der Wärmepumpenanlage mindestens einer am 20 Heizkreis 2 zwischen einem Vorlaufstrang 2 . 1 des Heizkreises 2 und einem Rücklauf sträng 2 .2 des Heizkreises 2 angeordneten Wärmesenke 3 ( insbesondere Heizkörper oder Fußbodenheizkreis ) Wärme zugeführt wird, bei dem in einer zweiten Betriebsweise der Wärmepumpenanlage einem am Heizkreis 2 zwischen dem Vor- 25 lauf sträng 2 . 1 und dem Rücklauf sträng 2 .2 und parallel zur mindestens einen Wärmesenke 3 angeordneten Puf ferspeicher 4 Wärme zugeführt wird .
Verfahrensmäßig wesentlich für die Erfindung ist nun , dass in 30 einer dritten Betriebsweise der Wärmepumpenanlage zum Starten der Wärmepumpe 1 dem im Puf ferspeicher 4 befindlichen Heiz - kreismedium mit einer elektrischen Heizeinrichtung 5 Wärme zugeführt wird .
Dabei ist bevorzugt , dass dem im Puf ferspeicher 4 befindlichen Heizkreismedium Wärme über das von der am Heizkreis 2 , insbe- 5 sondere an dessen Vorlaufstrang 2 . 1 , angeordneten elektrischen Heizeinrichtung 5 erwärmten Heizkreismedium zugeführt wird . Ebenso ist bevorzugt , dass zum Starten der Wärmepumpe 1 das von der elektrischen Heizeinrichtung 5 erwärmte Heizkreismedium zu einem die Wärmepumpe 1 mit dem Heizkreis 2 verbindenden 10 Wärmeübertrager 6 gefördert wird . Dabei arbeitet der Wärmeübertrager 6 vorzugsweise als Kondensator der Wärmepumpe 1 .
Insgesamt betrachtet , ist es dabei besonders vorteilhaft , dass zum Starten der Wärmepumpe ( also in der dritten Betriebsweise ) 15 lediglich der vergleichsweise kleine Puf ferspeicher 4 , der , wie vorstehend erläutert , besonders bevorzugt weniger als 20 Liter Fassungsvermögen aufweist , verwendet wird, statt der Heizkreis 2 selbst , denn dann wäre deutlich mehr ( schnell über 200 Liter ) Heizkeiswasser elektrisch zu erwärmen . 20
Weiterhin ist bevorzugt , dass die dritte Betriebsweise bei Un- terschreitung einer vordefinierten unteren Grenztemperatur am Wärmeübertrager 6 aktiviert wird . Dabei ist weiterhin bevorzugt , dass als unteren Grenztemperatur 10 °C verwendet wird . 25 Dies dient dazu , die Wärmepumpenanlage selbst bei niedrigen Temperaturen möglichst schnell in volle Betriebsbereitschaft versetzen zu können . Des Weiteren ist bevorzugt , dass die dritte Betriebsweise bei Überschreitung einer vordefinierten oberen Grenz temperatur am Wärmeübertrager 6 deaktiviert wird . 30 Dabei wird als obere Grenztemperatur vorzugsweise 12 °C verwendet . Noch etwas genauer betrachtet , ist bevorzugt vorgesehen , dass dann , wenn die Wärmepumpe aufgrund einer Wärmeforderung gestartet werden soll , zunächst mit dem Temperatursensor 9 die Temperatur am Wärmeübertrager 6 geprüft wird . Liegt diese 5 oberhalb der unteren Grenztemperatur ( vorzugsweise 10 °C ) kann der Wärmepumpenbetrieb direkt gestartet werden ( also erste oder zweite Betriebsweise ) . Liegt diese unterhalb der unteren Grenztemperatur kann zwar die Heizkreispumpe 7 aktiviert werden ; die Wärmepumpe 1 bleibt aber zunächst ausgeschaltet . Um 10 dann den Heizkreis auf die für einen sicheren Start der Wärmepumpe 1 erforderliche untere Grenztemperatur am Wärmeübertrager 6 zu bringen , wird die elektrische Heizeinrichtung 5 eingeschaltet und mit dieser das Heizkreismedium erwärmt ( dritte Betriebsweise ) . Besonders bevorzugt ist dabei vorgesehen , dass 15 ab dem Erreichen der unteren Grenztemperatur die Wärmepumpe 1 gestartet wird . Die elektrische Heizeinrichtung 5 wird dabei vorzugsweise erst dann ausgeschaltet ( Ende der dritten Betriebsweise ) , sobald am Wärmeübertrager 6 die obere Grenztemperatur ( vorzugsweise 12 °C ) gemessen wird . 20
Alternativ kann allerdings auch vorgesehen sein , dass die elektrische Heizeinrichtung 5 zwischen der unteren und oberen Grenztemperatur allein betrieben und die Wärmepumpe 1 erst bei Erreichen der oberen Grenztemperatur gestartet wird . 25
Darüber hinaus ist bevorzugt , dass in der dritten Betriebsweise ausschließlich dem Puf ferspeicher 4 [ und nicht der Wärmesenke 3 ! ] zugeführtes Heizkreismedium mit der elektrischen Heizeinrichtung 5 erwärmt wird . Außerdem ist bevorzugt vorge- 30 sehen , dass dem Wärmeübertrager 6 in der dritten Betriebsweise ausschließlich Heizkreismedium aus dem Puf ferspeicher 4 zugeführt wird .
Zudem ist bevorzugt , dass dem Wärmeübertrager 6 in einer sich an die dritte anschließenden vierten Betriebsweise der Wärme- 5 pumpenanlage j e nach Wärmebedarf Heizkreismedium wahlweise von der Wärmesenke 3 und/oder aus dem Puf ferspeicher 4 zugeführt wird . Dabei ist besonders bevorzugt vorgesehen , dass zu Beginn der vierten Betriebsweise mehr Heizkreismedium dem Puf ferspeicher 4 als der Wärmesenke 3 und gegen Ende der vierten Be- 10 triebsweise mehr Heizkreismedium der Wärmesenke 3 als dem Puf ferspeicher 4 entnommen wird . Ein solcher gemischter Betrieb der Wärmepumpenanlage , bei dem die elektrischen Heizeinrichtung 5 ausgeschaltet ist bzw. wird und somit dem Heizkreismedium keine Wärme zuführt , ist vorteilhaft , da hierdurch si- 15 chergestellt werden kann bzw. wird, dass die oben erwähnte untere Grenztemperatur bei Beendigung der dritten Betriebsweise nicht gleich wieder durch von der Wärmesenke 3 kommendes kaltes Wasser im Rücklauf sträng 2 .2 des Heizkreises 2 unterschritten wird. Die genaue Regelung der Mischung der j eweili- 20 gen Entnahmemengen aus der Wärmesenke 3 und dem Puf ferspeicher 4 erfolgt dabei bevorzugt mit Hilfe der Ventileinrichtung 8 und dem Temperatursensors 9 . Dabei ist ferner noch bevorzugt vorgesehen , dass die vierte Betriebsweise beendet wird, wenn das Heizkreismedium aufgrund der Temperaturbedingungen am Wär- 25 meübertrager 6 nicht mehr dem Puf ferspeicher 4 , sondern nur noch ( also ausschließlich ) der Wärmesenke 3 entnommen wird .
Die erfindungsgemäße Wärmepumpenanlage und das erfindungsgemäße Verfahren zum Betrieb einer Wärmepumpenanlage erlauben es 30 also eine Wärmepumpenanlage so zu betreiben , dass sie zum ei- nen initial oder nach längerem Stillstand besonders gut anfahr- bzw. startbar ist .
Bezugszeichenliste
1 Wärmepumpe
2 Heizkreis
2.1 Vorlaufstrang
2.2 Rücklauf sträng
3 Wärmesenke
4 Pufferspeicher
5 elektrische Heizeinrichtung
6 Wärmeübertrager
6.1 rücklaufstrangseitiger Zulauf
7 Heizkreispumpe
8 Ventileinrichtung
9 Temperatursensor

Claims

Patentansprüche
1. Wärmepumpenanlage, umfassend eine Wärmepumpe (1) zum Aufwärmen eines Heizkreismediums, einen vom Heizkreismedium durchströmten Heizkreis (2), mindestens eine am Heizkreis (2) zwischen einem Vorlaufstrang (2.1) des Heizkreises (2) und einem Rücklauf sträng (2.2) des Heizkreises (2) angeordnete Wärmesenke (3) und einen am Heizkreis (2) zwischen dem Vorlaufstrang (2.1) und dem Rücklauf sträng (2.2) und parallel zur mindestens einen Wärmesenke (3) angeordneten Pufferspeicher (4), wobei eine elektrische Heizeinrichtung (5) zur Aufheizung des im Pufferspeicher (4) befindlichen Heizkreismediums vorgesehen ist, wobei zwischen der Wärmepumpe (1) und dem Heizkreis (2) ein vom von der elektrischen Heizeinrichtung (5) erwärmten und vom Pufferspeicher (4) kommenden Heizkreismedium durchströmbarer Wärmeübertrager (6) vorgesehen ist, dadurch gekennz e ichnet , dass am Vorlaufstrang (2.1) zur Weiterleitung des Heizkreismediums wahlweise zur mindestens einen Wärmesenke (3) und/oder zum Pufferspeicher (4) eine Ventileinrichtung (8) angeordnet ist und dass an einem rücklaufstrangseitigen Zulauf (6.1) des Wärmeübertragers (6) ein Temperatursensor (9) angeordnet ist.
2. Wärmepumpenanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennz e ichnet , dass die elektrische Heizeinrichtung (5) am Heizkreis (2), insbesondere an dessen Vorlaufstrang (2.1), angeordnet ist. Verfahren zum Betrieb einer Wärmepumpenanlage, bei dem einem Heizkreismedium mit einer Wärmepumpe (1) Wärme zugeführt werden kann, bei dem ein Heizkreis (2) vom Heizkreismedium durchströmt wird, bei dem in einer ersten Betriebsweise der Wärmepumpenanlage mindestens einer am Heizkreis (2) zwischen einem Vorlaufstrang (2.1) des Heizkreises (2) und einem Rücklauf sträng (2.2) des Heizkreises (2) angeordneten Wärmesenke (3) Wärme zugeführt wird, bei dem in einer zweiten Betriebsweise der Wärmepumpenanlage einem am Heizkreis (2) zwischen dem Vorlaufstrang (2.1) und dem Rücklaufstrang (2.2) und parallel zur mindestens einen Wärmesenke (3) angeordneten Pufferspeicher (4) Wärme zugeführt wird, dadurch gekennz e ichnet , dass in einer dritten Betriebsweise der Wärmepumpenanlage zum Starten der Wärmepumpe (1) dem im Pufferspeicher (4) befindlichen Heizkreismedium mit einer elektrischen Heizeinrichtung (5) Wärme zugeführt wird. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennz e ichnet , dass dem im Pufferspeicher (4) befindlichen Heizkreismedium Wärme über das von der am Heizkreis (2), insbesondere an dessen Vorlaufstrang (2.1), angeordneten elektrischen Heizeinrichtung (5) erwärmten Heizkreismedium zugeführt wird. Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennz e ichnet , dass jedenfalls zu Beginn der dritten Betriebsweise ausschließlich dem Pufferspeicher (4) zugeführtes Heizkreismedium mit der elektrischen Heizeinrichtung (5) erwärmt wird. -14- Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennz e ichnet , dass zum Starten der Wärmepumpe (1) das von der elektrischen Heizeinrichtung (5) erwärmte Heizkreismedium zu einem die Wärmepumpe (1) mit dem Heizkreis (2) verbindenden Wärmeübertrager (6) gefördert wird. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennz e ichnet , dass dem Wärmeübertrager (6) in der dritten Betriebsweise ausschließlich Heizkreismedium aus dem Pufferspeicher (4) zugeführt wird. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennz e ichnet , dass dem Wärmeübertrager (6) in einer sich an die dritte anschließenden vierten Betriebsweise der Wärmepumpenanlage je nach Wärmebedarf Heizkreismedium wahlweise von der Wärmesenke (3) und/oder aus dem Pufferspeicher (4) zugeführt wird. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennz e ichnet , dass die dritte Betriebsweise bei Unterschreitung einer vordefinierten unteren Grenztemperatur am Wärmeübertrager (6) aktiviert wird. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennz e ichnet , -15- dass die dritte Betriebsweise bei Überschreitung einer vordefinierten oberen Grenztemperatur am Wärmeübertrager (6) deaktiviert wird. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennz e ichnet , dass in der vierten Betriebsweise die elektrischen Heizeinrichtung (5) ausgeschaltet wird. Verfahren nach Anspruch 8 oder 11, dadurch gekennz e ichnet , dass zu Beginn der vierten Betriebsweise mehr Heizkreismedium dem Pufferspeicher (4) als der Wärmesenke (3) und gegen Ende der vierten Betriebsweise mehr Heizkreismedium der Wärmesenke (3) als dem Pufferspeicher (4) entnommen wird. Verfahren nach einem der Ansprüche 8, 11 oder 12, dadurch gekennz e ichnet , dass die vierte Betriebsweise beendet wird, wenn das Heizkreismedium aufgrund der Temperaturbedingungen am Wärmeübertrager (6) nicht mehr dem Pufferspeicher (4), sondern nur noch der Wärmesenke (3) entnommen wird.
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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20120304677A1 (en) * 2011-05-31 2012-12-06 Panasonic Corporation Heat pump hydronic heater
DE102018102670A1 (de) * 2018-02-07 2019-08-08 Viessmann Werke Gmbh & Co Kg Wärmepumpenanlage

Family Cites Families (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05256520A (ja) * 1992-03-13 1993-10-05 Matsushita Electric Ind Co Ltd ヒートポンプ給湯機
JP3742356B2 (ja) * 2002-03-20 2006-02-01 株式会社日立製作所 ヒートポンプ給湯機
JP4808732B2 (ja) * 2004-12-22 2011-11-02 シユテイーベル・エルトロン・ゲゼルシヤフト・ミツト・ベシユレンクテル・ハフツング・ウント・コンパニー・コマンデイトゲゼルシヤフト ヒートエクスチェンジャおよびヒートポンプ回路
CN101270940A (zh) * 2008-01-30 2008-09-24 刘克里 整体冷却和分级冷凝热泵型余热回收淋浴器
PT2356387T (pt) * 2008-11-18 2019-12-23 Phoebus Energy Ltd Sistema de aquecimento híbrido
JP5242434B2 (ja) * 2009-01-30 2013-07-24 パナソニック株式会社 液体循環式暖房システム
US8422870B2 (en) * 2009-02-13 2013-04-16 General Electric Company Residential heat pump water heater
JP5174950B2 (ja) * 2009-03-26 2013-04-03 三菱電機株式会社 温度調整装置、流体供給システム、暖房システム、温度調整装置の取付方法及び流体供給方法
EP2486331B1 (de) * 2009-08-25 2016-04-27 Danfoss A/S Wärmespeichersystem
DE102012202375A1 (de) * 2012-02-16 2013-08-22 Rotex Heating Systems Gmbh Heizsystem und Verfahren zu dessen Betrieb
JP6070273B2 (ja) 2013-02-28 2017-02-01 三菱電機株式会社 ヒートポンプ給湯室外機およびヒートポンプ給湯システム
TW201506327A (zh) * 2013-08-02 2015-02-16 Univ Yuan Ze 熱水供應系統及其方法
JP6370136B2 (ja) * 2014-07-07 2018-08-08 三菱電機株式会社 温水装置及び温水装置における異常通知方法
WO2016129072A1 (ja) 2015-02-12 2016-08-18 三菱電機株式会社 熱供給システム
DE102017003355A1 (de) 2017-04-06 2018-10-11 Stiebel Eltron Gmbh & Co. Kg Wärmepumpenanlage
CN109751723B (zh) * 2018-12-20 2020-04-17 珠海格力电器股份有限公司 一种热泵系统及其控制方法
JP2020180737A (ja) * 2019-04-25 2020-11-05 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 暖房給湯システム
US11415327B2 (en) * 2020-11-25 2022-08-16 Rheem Manufacturing Company Hybrid heat pump water heater systems and methods involving electric current, water temperature, and ambient temperature
DE102020132266A1 (de) * 2020-12-04 2022-06-09 Viessmann Climate Solutions Se Verfahren zum Betrieb einer Heizungsanlage
KR20230110897A (ko) * 2022-01-17 2023-07-25 삼성전자주식회사 히트 펌프 시스템

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20120304677A1 (en) * 2011-05-31 2012-12-06 Panasonic Corporation Heat pump hydronic heater
DE102018102670A1 (de) * 2018-02-07 2019-08-08 Viessmann Werke Gmbh & Co Kg Wärmepumpenanlage

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See also references of WO2022167034A1 *

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