NO335489B1 - Multifunksjons varmepumpe - Google Patents

Abstract

Varmepumpe av i og for seg kjent reverserbar luft-til-lufttype, med en utedel (1) innbefattende en kuldekrets med en kompressor (4) med en fordamper/- kondensator, og med en innedel (2) med en kondensator/fordamper, idet utedelen (1) har en tilkobling for et ekstra varmevekslerelement (9 og 10) anordnet i forbindelse med en varmtvannstank (3), idet det ekstra varmevekslerelementet (9 og 10) er anordnet mellom kompressorens (4) utløp og en 4-veisventil (6).

Description

Den foreliggende oppfinnelse vedrører en varmepumpe av i og for seg kjent reverserbar luft-til-lufttype, med en utedel innbefattende en kuldekrets med en kompressor med en fordamper/kondensator, og med en innedel (romenhet) med en kondensator/fordamper.

Moderne hus har lavt energibehov til oppvarming. Det er derfor en utfordring å fin-ne gode løsninger for å ivareta oppvarming av rom og varmtvann med fornybar energi til en så lav pris at det er økonomisk forsvarlig. Nye tekniske krav krever også at en minimumsandel av energibehovet skal være dekket av fornybar energi.

Tradisjonelle varmepumper av luft-til-lufttype er rimelige i innkjøp, er rimelige å montere og har god effekt. Men de dekker kun behovet for romoppvarming. Varmepumper av luft-til-vann-type og vann-til-vann-type kan dekke både romoppvarming og varmt tappevann, men løsningene er dyre i innkjøp og dyre å installere. Det finnes også noen ventilasjonsvarmepumper med varmtvannstank, men de har dår-lig effekt og gir ikke god komfort.

Det er oppdaget at ved å gjøre kun små endringer på en varmepumpe av luft-til-lufttype, så kan en også koble en varmtvannstank til denne. Man kan da si at det fås en varmepumpe av luft-vann-lufttype. Varmtvannstanken må være av en spesi-ell utførelse, men løsningen vil være rimelig å produsere, rimelig å montere og ha god effekt. Man vil da få dekket både behov for romoppvarming (og eventuelt kjøling) og varmt tappevann.

Som kjent teknikk på fagområdet skal det kort vises til følgende dokumenter: DE 3219277 Al, DE 10058273 Al, GB 2497171 A, WO 2012100781 A2 og DE 3403337 Al.

Den foreliggende oppfinnelse tilveiebringer en varmepumpe som har trekkene i innledningen av vedlagte krav 1, og som er kjennetegnet ved de karakteriserende trekkene i krav 1, som nærmere bestemt vedrører at utedelen har en tilkobling for et ekstra varmevekslerelement anordnet i forbindelse med en varmtvannstank, idet det ekstra varmevekslerelementet er anordnet mellom kompressorens utløp og en 4-veisventil.

Varmepumpen ifølge oppfinnelsen er i den etterfølgende utførelsesformen delt inn i tre hoveddeler, og dens utførelsesform er anskueliggjort på medfølgende tegning. En fagmann vil forstå at tegningen er en prinsippskisse som ikke nødvendigvis viser komponenter i innbyrdes riktig målestokk, og som kun er fremstilt for å vise hoved-trekkene ved én utførelse av oppfinnelsen. En fagmann vil videre forstå at det vil kunne være nødvendig med ytterligere komponenter enn de som er vist på prin-sippskissen.

På tegningen er vist en utedel innbefattende en kompressormodul 1 som består av en kompressor 4, et varmevekslerelement 5, en 4-veis(veksel)ventil 6, to ekspan-sjonsventiler 7 og to énveisventiler 8. Innedelen 2 består av et varmevekslerelement 20 og en vifte 21.

Varmtvannstanken 3 er en beholder med minst et innløp 17 og minst et utløp 19, og en foretrukket modell vil også omfatte en blandeventil 18. Videre inneholder tanken minst et varmevekslerelement 9 og 10, alternativt flere seriekoblede varmevekslerelementer 9 og 10 som illustrert på tegningen. Nevnte varmevekslerelementer 9 og 10 er koblet til varmepumpens kompressordel mellom kompressoren 4 og

4-veisventilen 6 og vil avgi varme til tanken 3 når kompressoren 4 er i drift uansett posisjonen på 4-veisventilen 6. Videre inneholder tanken 3 et varmevekslerelement 11 som ved hjelp av en sirkulasjonspumpe gjør at tanken også kan benyttes som varmekilde for et eksternt varmedistribusjonsanlegg 14, for eksempel gulvvarme eller radiatorer.

I bunnen av tanken finnes det ytterligere et varmevekslerelement 12 som ved hjelp av en sirkulasjonspumpe kan avgi varme til tanken fra en alternativ energikilde, for eksempel en solfanger 16.

Kuldemediets flyt vil forklares nærmere i det etterfølgende.

Kompressormodulens 1 kompressor 4 pumper kuldemediet inn til øvre varmevekslerelement 9 i tanken 3, videre til neste varmevekslerelement 10 som er lavere ned i tanken 3, videre til 4-veisventilen 6 som ved varmebehov på innedelen 2 leder kuldemediet til varmevekslerelementet 20 i innedelen 2 og så videre til en ekspan-sjonsventil 7 og en énveisventil 8 og videre til varmevekslerelementet 5 som da fungerer som fordamper før det går gjennom 4-veisventilen 6 enda en gang og blir ledet tilbake inn i kompressoren 4.

Ved kuldebehov for innedelen 2 vil kuldemediet som kommer fra varmevekslerelementer 9 og 10 i tanken 3 bli ledet av 4-veisventilen 6 til varmevekslerelementet 5 før det går videre gjennom ekspansjonsventilen 7 og énveisventilen 8 før det går videre til varmevekslerelementet 20 i innedelen 2 som da fungerer som fordamper.

I tillegg til det som er angitt ovenfor skal det knyttes noen kommentarer til funk-sjonsbeskrivelsen av den foreliggende varmepumpen herunder.

Ved å utføre små endringer i forhold til en tradisjonell varmepumpe kan man koble til minst et ekstra varmevekslerelement i serie mellom kompressorens utløp og 4-veisventilen. Dette varmevekslerelementet vil da alltid fungere som kondensator/- hetgassveksler, mens varmevekslerelementene etter 4-veisventil vil veksle mellom å gå i varme-/kjøledrift. Det ekstra varmevekslerelementet som kobles til mellom kompressor og 4-veisventil kan for eksempel avgi varme til en tank med vann, og vil avgi varme uansett om resten av varmepumpen går i kjøle/varmedrift.

En tradisjonell varmepumpe med vekselventil/4-veisventil har normalt to varme-vekslingselementer der 4-veisventilen veksler dem mellom å være kondensator (varme) og fordamper (kjøling). Det finnes også varmepumper med flere innedeler, men da er enten alle fordamper (kjøl) eller kondensator (varme).

I tanken er det minst et varmevekslerelement som er koblet til kompressormodulen, og en foretrukket modell vil gjerne ha to varmevekslerelementer koblet i serie. Oppvarmet kuldemedium fra kompressoren går først inn i øvre varmevekslerelement og varmer øvre del av tanken. Etter hvert som varmen stiger i øvre del av tanken, vil varmeavgivelsen minke, og mer og mer varme vil bli avgitt i nedre del av tanken. Dersom det er varmebehov for innedelen, vil en vifte i innedelen starte så fort kondenseringstemperaturen er tilstrekkelig høy. Restvarmen i kuldemediet avgis dermed til romoppvarming gjennom innedelen.

Ved kjølebehov for innedelen vil kulde avgis i innedelen, mens varme avgis først i tanken, og når vannet i tanken begynner å bli så varmt at kondenseringstemperaturen begynner å bli kritisk høy, vil restvarme dumpes i kompressormodulen. Ved kjølebehov for innedelen vil man dermed alltid lagre maksimalt med overskudds-varme i tanken og kun dumpe overskuddsvarmen når tanken har nådd maksi-mumstemperatur.

I tanken er det også et varmevekslerelement som gjør at man kan hente ut varme fra tanken til et varmeanlegg. Dette kan for eksempel være radiatorer eller gulvvarme.

Helt i bunnen av tanken er det ytterligere et varmevekslerelement som kan benyttes for at en alternativ varmekilde kan varme opp tankens innhold, for eksempel en solfanger.

Teknikkens stand som anført ovenfor hverken foreslår det ekstra varmevekslerelementet som er anordnet i kuldekretsen mellom kompressorenes utløp og 4-veisventilen.

Claims (3)

1. Varmepumpe av i og for seg kjent reverserbar luft-til-lufttype, med en utedel (1) innbefattende en kuldekrets med en kompressor (4) med en fordamper/- kondensator, og med en innedel (2) med en kondensator/fordamper, karakterisert vedat utedelen (1) har en tilkobling for et ekstra varmevekslerelement (9 og 10) anordnet i forbindelse med en varmtvannstank (3), idet det ekstra varmevekslerelementet (9 og 10) er anordnet mellom kompressorens (4) utløp og en 4-veisventil (6).

2. Varmepumpe ifølge krav 1,karakterisert vedat et ytterligere varmevekslerelement (12) er anordnet i nedre del av tanken (3) for bruk sammen med en alternativ energikilde (16) for oppvarming av tanken (3).

3. Varmepumpe ifølge krav 1 eller 2,karakterisert vedat et ytterligere varmevekslerelement (11) er anordnet i tanken (3) for uthenting av vann til et varmeanlegg (14), for eksempel gulvvarme eller radiatorer.