WO2010139579A2 - Wärmepumpenheizung mit kaltwasservorerwärmung - Google Patents

Wärmepumpenheizung mit kaltwasservorerwärmung Download PDF

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WO2010139579A2
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storage heater
heat
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    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B30/00—Heat pumps
    • F25B30/02—Heat pumps of the compression type
    • 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
    • F24H4/00—Fluid heaters characterised by the use of heat pumps
    • F24H4/02—Water heaters
    • F24H4/04—Storage heaters
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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
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    • F25B2339/04—Details of condensers
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    • F25B6/00—Compression machines, plants or systems, with several condenser circuits
    • F25B6/04—Compression machines, plants or systems, with several condenser circuits arranged in series

Definitions

  • the invention relates to a heat pump heater according to the preamble of claim 1.
  • a working medium in a closed circuit flows through an evaporator, a compressor, a condenser and an expansion valve.
  • the working medium is evaporated and thereby absorbs energy from a heat source, such as the outside air on.
  • the compressor the working medium is compressed and heated.
  • the condenser the liquefaction of the pressurized working medium, while there is energy in the form of heat to a liquid, especially water from. Subsequently, the liquid working fluid is expanded in the expansion valve and returns at low pressure and low temperature back into the evaporator to cycle through again.
  • the already mentioned liquid flows through a device in a closed circuit for heating and storing liquid, hereinafter called storage heater.
  • the heat pump's condenser transfers heat from the working medium to the liquid in the storage heater. If required, this liquid then heats cold water from the mains in a water heating system and makes this available to the household as hot water.
  • the liquid forms a temperature stratification in the direction of gravity. Higher-lying liquid layers have a greater temperature than in relation to lower lying liquid layers.
  • Known heat pump heaters use the provided and transferable energy in the working medium only insufficient.
  • the working medium is forwarded to the expansion valve after the condensation in the condenser, which are well above the cold water temperature of the pipeline network.
  • the coefficient of performance of the heat pump heating system, the quotient of heat output and absorbed power, especially for driving the compressor, does not reach the theoretically possible values.
  • the invention has for its object to provide a heat pump heating of the aforementioned type, which is characterized by high efficiency and thus by a large number of performance compared to known heat pump heaters.
  • the heat pump heater comprises a working medium (refrigerant, heat transfer medium) which flows in a closed circuit through an evaporator, a compressor (compressor), a condenser (condenser) and an expansion valve. It also comprises a liquid, in particular water (however, any other medium suitable for heat transport) which flows through a storage heater in a closed circuit (device for heating and storing liquid) is also suitable.
  • the condenser transfers energy from the working medium to the liquid in the storage heater.
  • the liquid in the storage heater forms a temperature stratification in the direction of gravity, with higher liquid layers a have greater temperature than in relation to lower-lying liquid layers.
  • the heat pump heating comprises a hot water preparation device, which comprises a first heat exchanger, which transfers heat from the liquid to water and thus provides hot water.
  • the hot water preparation device additionally comprises a second heat exchanger, which is connected upstream of the first heat exchanger with respect to the water intended for hot water preparation, for preheating the cold water, which is then supplied as preheated cold water to the first heat exchanger.
  • the primary side of the second heat exchanger is flowed through by the working medium, its secondary side of cold water from the line network, which then flows to further heating through the secondary side of the first heat exchanger and is ready after flowing through the first heat exchanger as hot water.
  • the second heat exchanger is arranged with regard to the working medium between the condenser and the expansion valve, so that the second heat exchanger is flowed through by already condensed, liquid working medium.
  • the second heat exchanger transfers heat from the liquid working fluid to the cold water, which cools down the working fluid and heats the cold water.
  • the great advantage of the invention is the additional energy extraction from the working fluid after its condensation, whereby the efficiency of the heat pump heating increased and thereby higher performance than in known heat pump heaters can be achieved.
  • the working medium after the condenser is liquefied, but it still has a temperature which is of the order of magnitude of the condensate. onstemperatur is, at least significantly above the temperature of the usual cold water from the pipe network. Accordingly, additional energy can be obtained by further cooling of the already condensed working medium and fed to a cold water, which is in any case intended for hot water preparation. As a result, the energy used in the actual hot water preparation is reduced.
  • the second heat exchanger of the hot water preparation device thus does not act as a condenser, but the usually normally liquid working medium is removed by cooling heat, which is fed to the cold water, which is thereby preheated already supplied to the first heat exchanger of the hot water preparation device.
  • the second heat exchanger and the resulting additional cooling of the working medium increase the efficiency and thus the coefficient of performance of the heat pump heating.
  • a development of the invention provides that the second heat exchanger is arranged in and / or on the storage heater, in the lower area of the storage heater, in particular in the lower third.
  • the condenser is arranged above the second heat exchanger in and / or at the storage heater.
  • the condenser may be integrated into a liquid heat exchanger whose secondary side forms a closed circuit with the liquid in the storage heater.
  • FIG. 1 shows schematically a heat pump heating according to the invention
  • FIG 2 schematically shows an alternative heat pump heating according to the invention.
  • the heat pump heater 1 shows schematically a heat pump heater 1 according to the invention.
  • the heat pump heater 1 has a working medium 2, which in a closed circuit (dashed line) an evaporator 3 (in which the liquid working medium is evaporated by the heat of the outside air), a compressor 4 (in which the gaseous working medium is compressed), a A condenser (in which the gaseous working medium is liquefied) and an expansion valve 5 (through which the liquid working medium is expanded) flows through.
  • An air conditioning circuit 11 is coupled to this circuit via shut-off valves 12, which may optionally be operated as an alternative to the heat pump cycle described here, which is described here and shown in the FIGURE.
  • the heat pump cycle is provided with shut-off valves 13.
  • the heat pump heater 1 also has a liquid 6, in particular water, which flows in a closed circuit through a storage heater 7 and a first heat exchanger 8 of a hot water preparation device on its primary side.
  • the secondary side of this heat exchanger 8 is flowed through by already preheated cold water 9a from the piping network (see explanations below) and after the heat exchanger 8 is available as domestic hot water 10 to the household. supply.
  • the storage heater 7 has in its upper portion 7a (in its upper third) a liquid outlet 14 for heated in the storage heater 7 liquid 6 and in its lower portion 7b (in its lower third) a liquid inlet 15 for cooled in the heat exchanger 8 liquid 6.
  • the liquid 6 is circulated by a circulating pump 16 located outside the storage heater. The flow direction of the liquid 6 is indicated by arrows.
  • the liquid 6 forms a temperature stratification in the direction of gravity, wherein higher-lying liquid layers have a higher temperature than in relation thereto lower-lying liquid layers, i. a horizontal liquid layer in the upper region 7a of the storage heater 7 is warmer than a horizontal liquid layer in the lower region 7b of the storage heater 7.
  • the already mentioned capacitor is designed in two parts, it comprises a first capacitor part 17a and a second capacitor part 17b. Both capacitor parts 17a, 17b are arranged in the storage heater 7. The first capacitor part 17a is arranged spatially separated over the second capacitor part 17b.
  • Core of the invention is a second heat exchanger 17c, which can also be regarded as the third capacitor part of the capacitor, in addition to the first capacitor part 17a and the second capacitor part 17b.
  • This second heat exchanger 17c is arranged spatially separated from the first condenser part 17a and the second condenser part 17b below the second condenser part 17b.
  • the condenser parts 17a, 17b and the primary side of the second heat exchanger 17c are successively flowed through by the working medium 2 between the compressor 4 and the expansion valve 5, first the first condenser part 17a, then the second condenser part 17b and finally the second heat exchanger 17c.
  • the first condenser part 17a and the second condenser part 17b are a heat exchanger whose primary side is flowed through by the working medium 2 and whose secondary side by the liquid 6.
  • the first condenser part 17a and the second condenser part 17b are a coaxial pipe system, specifically a pipe spiral, in which the working medium 2 and the liquid 6 are guided in countercurrent to each other and spatially separated from each other by a heat transfer wall (not shown).
  • the guidance of the working medium 2 in countercurrent to the liquid 6 is symbolized by a dashed line in FIG. 1, and also the inlet of the working medium into the respective condenser part 17a, 17b and the outlet is schematically represented by the dashed line.
  • the liquid outlet of the secondary side of the first condenser part 19a delivers liquid 6 to a third liquid layer of the storage heater 7.
  • the liquid inlet of the secondary side of the second condenser part 19b removes liquid 6 from a fourth liquid layer of the repository heater.
  • the fourth liquid layer is arranged in the lower region 7b of the storage heater 7, the third liquid layer in the upper region 7a of the storage heater 7.
  • the heat pump heater comprises a device 18 for adjusting and / or regulating the inlet temperature of the liquid 6, which flows into the secondary side of the first condenser part 17a, i. the inlet temperature at the inlet of the secondary side of the first capacitor part
  • this device 18 is designed to keep the inlet temperature of the liquid 6 within a predetermined temperature range above the condensation temperature of the working medium, for example in a range of up to 5 ° C above the Kondensationstempe- temperature or in a range between 2 ° C and 5 ° C above the condensation temperature.
  • the device 18 comprises a mixing valve 19, for example a mixing valve 19, in which the mixing ratio is adjustable via a servomotor.
  • the Mixing valve 19 have at least three ports 19 a, 19 b, 19 c, two tapered ports 19 a, 19 b and an outgoing port 19 c.
  • the illustrated embodiment further includes a fourth port 19d, an outgoing port.
  • the first port 19a is connected via a first fluid line to the output of the secondary side of the second capacitor part 17b.
  • the second connection 19b terminates via a second liquid line open at the opposite end in a first liquid layer of the storage heater 7.
  • the first liquid layer is above the mixing valve 19, in particular above the output of the secondary side of the first capacitor part 17a.
  • the third port 19c is connected via a third fluid line to the fluid inlet of the secondary side of the first condenser part 17a.
  • the fourth port 19d terminates via a fourth liquid line open at the opposite end in a second liquid layer of the storage heater 7, which lies below the first liquid layer.
  • a circulation pump 20 for conveying the liquid 6 through the mixing valve 19 is arranged in the third liquid line between the third port 19 c and the input of the secondary side of the first capacitor part 17 a.
  • liquid 6 is supplied from the first liquid line via the port 19a and / or from the second fluid line via the port 19b via the mixing valve 19 to the third fluid line via the port 19c.
  • a control and / or regulating device of the mixing valve 19 controls or regulates the mixing ratio between the liquid from the first liquid line and the liquid from the second liquid line and thus the temperature of the liquid in the third liquid line and thus again the inlet temperature of the liquid 6 which flows into the secondary part of the first condenser part 17a.
  • the control or regulation takes place on the basis of temperature data, which are determined by temperature sensors.
  • a temperature sensor is used to determine the temperature of the liquid 6 provided in the first liquid line or at the output of the secondary side of the second capacitor part 17b and arranged accordingly (not shown).
  • a further temperature sensor is provided for determining the temperature in the first liquid layer of the Speichererhitzers 7 and correspondingly arranged at the level of this layer in the storage heater (not shown).
  • the device 18 for adjusting and / or regulating the inlet temperature of the liquid 6 comprises at least one sensor for determining the pressure of the working medium in the primary side of the first condenser part 17a.
  • the control and / or regulating device determines from the measured pressure values the current condensation temperature of the working medium.
  • the control and / or regulating device determines the required mixing setting of the mixing valve 19 so that the inlet temperature of the liquid 6 at the inlet of the secondary side of the first condenser part 17a is above the condensation temperature within the predetermined temperature range.
  • this temperature can be measured by a further temperature sensor, optionally the control and / or regulating device can correct the mixing setting of the mixing valve 19.
  • the mixing setting of the mixing valve can be set between the following extreme cases:
  • an electrical heating device 21 is provided on the third liquid line between the third connection 19c and the input of the secondary side of the first capacitor part 17a, which heats the flowing liquid 6 and thereby raises the inlet temperature of the liquid 6 in the desired temperature range.
  • the heating device is equipped with a corresponding control or regulating device.
  • the primary side of the second heat exchanger 19c of the hot water preparation device flows through the working medium 2.
  • the secondary side of the second heat exchanger 19c is flowed through by cold water 9, which is subsequently supplied as preheated cold water 9a to the first heat exchanger 8 of the hot water preparation device.
  • an auxiliary heater 22 is also shown as a dot-dash line in the lower region 7b of the storage heater 7.
  • this additional heater 22 may be, for example, a solar system, the heated water from the sun is conveyed through the storage heater, which heats up the liquid in the storage heater.
  • This sensible addition enables the household to be supplied with hot water by means of the storage heater in warm summer months, so that the heat shut off pump and the existing facilities can be used as air conditioning, by coupling the air conditioning circuit 11th
  • the still gaseous, but already compared to the temperature after the compressor 4 significantly cooled working fluid 2 is supplied after exiting the primary side of the first capacitor part 17a of the primary side of the second capacitor part 17b.
  • the working medium 2 condenses and releases the energy released thereby to the liquid 6, which flows countercurrently through the secondary side of the second condenser part 17b.
  • the liquid 6 is thereby heated.
  • the now condensed, but compared to cold water 9 from the line network warmer working medium 2 is supplied after exiting from the primary side of the second capacitor part 17b of the primary side of the second heat exchanger 17c of the hot water preparation device and cooled there. In this case, it dissipates its heat, in particular, to the cold water 9, which is thereby heated and subsequently supplied as preheated cold water 9a to the first heat exchanger 8 of the hot water preparation device.
  • the liquid, cooled working medium 2 is now supplied to the expansion valve 5 and the evaporator 3 for re-absorption of heat from the outside air, then it passes through the circuit again via the compressor 4.
  • the heat pump heater 1 according to the invention thus operates extremely efficiently, it achieves better performance than heat pump heaters according to the prior art.
  • FIG 2 shows an alternative heat pump heater 1 according to the invention. This differs only in the configuration of the storage heater 7 and the capacitor 17 of the embodiment described with reference to FIG 1, so that reference is made to the above statements regarding the identical components, in particular with regard to the hot water supply device and the heat pump components outside the storage heater.
  • the storage heater 7 is constructed in two parts, in a storage component 7c and a heat exchanger component 7d, the spareinan- are arranged. Both components 7c, 7d are filled with liquid 6, in particular water. The components 7c, 7d are fluidically connected to one another at the upper and lower ends of the heat exchanger component 7d, so that the liquid 6 can flow through both components in a closed circuit, driven, for example, by convection.
  • the liquid 6 forms a temperature stratification in the direction of gravity, wherein higher-lying liquid layers have a higher temperature than in relation thereto lower-lying liquid layers, i. a horizontal liquid layer in the upper region 7a of the Speichererhitzers 7 is warmer than a horizontal liquid layer in the lower portion 7b of the Speichererhitzers 7.
  • the liquid layering is indicated in Figure 2 by dashed horizontal lines.
  • the condenser 17 is arranged in the heat exchanger component 7d of the storage heater 7 in FIG. It is flowed through by the working medium 6 and forms the primary side of the heat exchanger, the secondary side forms the liquid 6 in the heat exchanger component.
  • the working medium 6 releases energy to the liquid 6 and condenses.
  • the heated liquid 6 rises in the heat exchanger component 7d, whereby the closed convection circuit of the liquid 6 is formed by the two components 7c, 7d of the storage heater 7.
  • the second heat exchanger of the hot water preparation device is likewise arranged in the lower region 7b of the storage heater 7, namely in the storage component 7c, and the cold water flowing through it also has an advantageous effect on the stratification of the liquid in the entire storage heater 7.
  • the second heat exchanger 17c contributes to the overall efficiency of the heat pump heating with the preheating of the cold water, which achieves better performance figures than heat pump heating systems according to the prior art.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Wärmepumpenheizung (1) mit einem Arbeitsmedium (2), das in einem geschlossenen Kreislauf einen Verdampfer (3), einen Kompressor (4), einen Kondensator (17a, 17b; 17) und ein Expansionsventil (5) durchströmt, mit einer in einem geschlossenen Kreislauf geführten, hierbei durch einen Speichererhitzer (7) strömenden Flüssigkeit (6), wobei der Kondensator (17a, 17b; 17) Energie vom Arbeitsmedium (2) an die Flüssigkeit (6) überträgt, wobei die Flüssigkeit (6) im Speichererhitzer (7) eine Temperaturschichtung in Schwerkraftrichtung ausbildet, mit einer Warmwasserbereitungseinrichtung, die einen ersten Wärmetauscher (8) umfasst, der Wärme von der Flüssigkeit (6) auf Wasser (9a) überträgt und damit Warmwasser (10) bereitstellt, Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Warmwasserbereitungseinrichtung zusätzlich einen zweiten Wärmetauscher (17c) umfasst, der hinsichtlich des für die Warmwasserbereitung bestimmten Wassers dem ersten Wärmetauscher (8) vorgeschaltet ist, zur Vorerwärmung des Kaltwassers (9), das dann als vorerwärmtes Kaltwasser (9a) dem ersten Wärmetauscher (8) zugeführt wird, und dessen Primärseite vom Arbeitsmedium (2) durchströmt wird und dessen Sekundärseite von Kaltwasser (9) aus dem Leitungsnetz durchströmt wird, das anschließend zur weiteren Erwärmung durch die Sekundärseite des ersten Wärmetauschers (8) strömt und nach Durchströmen des ersten Wärmetauschers (8) als Warmwasser (10) bereitsteht, wobei der zweite Wärmetauscher (17c) hinsichtlich des Arbeitsmediums (2) zwischen Kondensator und Expansionsventil (5) angeordnet ist, so dass der zweite Wärmetauschers (17c) von bereits kondensiertem, flüssigem Arbeitsmedium (2) durchströmt wird, und wobei der zweite Wärmetauscher (17c) Wärme vom flüssigen Arbeitsmedium (2) auf das Kaltwasser (9) überträgt, wodurch sich das Arbeitsmedium (2) abkühlt und das Kaltwasser (9) erwärmt.

Description

WARMEPUMPENHEIZUNG MIT KALTWASSERVORERWARMUNG
Beschreibung
Die Erfindung betrifft eine Wärmepumpenheizung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
In einer Wärmepumpe, der zentralen Energiequelle der Wärmepumpenhei- zung, durchströmt ein Arbeitsmedium (Kältemittel, Wärmetransport- Medium) in einem geschlossenen Kreislauf einen Verdampfer, einen Kompressor (Verdichter), einen Kondensator (Verflüssiger) und ein Expansionsventil. Im Verdampfer wird das Arbeitsmedium verdampft und nimmt dabei Energie aus einer Wärmequelle, beispielsweise der Außenluft, auf. Im Kompressor wird das Arbeitsmedium komprimiert und dabei erwärmt. Im Kondensator erfolgt die Verflüssigung des unter Druck stehenden Arbeitsmediums, dabei gibt es Energie in Form von Wärme an eine Flüssigkeit, insbesondere Wasser, ab. Anschließend wird das flüssige Arbeitsmedium im Expansionsventil entspannt und gelangt bei niedrigem Druck und niedriger Temperatur wieder in den Verdampfer, um den Kreislauf erneut zu durchlaufen.
Die bereits angesprochene Flüssigkeit durchströmt in einem geschlossenen Kreislauf eine Vorrichtung zum Erwärmen und Speichern von Flüssigkeit, nachfolgend Speichererhitzer genannt.
Der Kondensator der Wärmepumpe überträgt Wärme vom Arbeitsmedium an die Flüssigkeit im Speichererhitzer. Diese Flüssigkeit erwärmt dann bei Bedarf in einer Warmwasserbereitungseinrichtung Kaltwasser aus dem Lei- tungsnetz und stellt dies dem Haushalt als Warmwasser zur Verfügung.
In dem Speichererhitzer bildet die Flüssigkeit eine Temperaturschichtung in Schwerkraftrichtung aus. Höher gelegene Flüssigkeitsschichten weisen eine größere Temperatur auf als in Relation hierzu niedriger gelegene Flüssigkeitsschichten.
Bekannte Wärmepumpenheizungen nutzen die im Arbeitsmedium bereitge- stellte und übertragbare Energie nur unzureichend. Das Arbeitsmedium wird nach der Kondensation im Kondensator mit Temperaturen an das Expansionsventil weitergeleitet, die deutlich über der Kaltwassertemperatur des Leitungsnetzes liegen. Die Leistungszahl der Wärmepumpenheizung, der Quotient aus abgegebener Wärmeleistung und aufgenommener Leis- tung, vor allem zum Antrieb des Kompressors, erreicht dadurch nicht die theoretisch möglichen Werte.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Wärmepumpenheizung der vorgenannten Art zu schaffen, die sich durch eine hohe Effizienz und damit durch eine im Vergleich zu bekannten Wärmepumpenheizungen große Leistungszahl auszeichnet.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Weiterbildungen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
Die Wärmepumpenheizung gemäß der Erfindung umfasst ein Arbeitsmedium (Kältemittel, Wärmetransport-Medium), das in einem geschlossenen Kreislauf einen Verdampfer, einen Kompressor (Verdichter), einen Kondensator (Verflüssiger) und ein Expansionsventil durchströmt. Sie umfasst fer- ner eine Flüssigkeit, insbesondere Wasser (es eignet sich aber auch jedes andere zum Wärmetransport geeignete Medium), die in einem geschlossenen Kreislauf einen Speichererhitzer (Vorrichtung zum Erwärmen und Speichern von Flüssigkeit) durchströmt. Der Kondensator überträgt hierbei Energie vom Arbeitsmedium an die Flüssigkeit im Speichererhitzer.
Die Flüssigkeit im Speichererhitzer bildet eine Temperaturschichtung in Schwerkraftrichtung aus, wobei höher gelegene Flüssigkeitsschichten eine größere Temperatur aufweisen als in Relation hierzu niedriger gelegene Flüssigkeitsschichten.
Ferner umfasst die Wärmepumpenheizung eine Warmwasserbereitungsein- richtung, die einem ersten Wärmetauscher umfasst, der Wärme von der Flüssigkeit auf Wasser überträgt und damit Warmwasser bereitstellt.
Zentrales Merkmal der Erfindung ist, dass die Warmwasserbereitungsein- richtung zusätzlich einen zweiten Wärmetauscher umfasst, der hinsichtlich des für die Warmwasserbereitung bestimmten Wassers dem ersten Wärmetauscher vorgeschaltet ist, zur Vorerwärmung des Kaltwassers, das dann als vorerwärmtes Kaltwasser dem ersten Wärmetauscher zugeführt wird. Die Primärseite des zweiten Wärmetauschers wird vom Arbeitsmedium durchströmt, seine Sekundärseite von Kaltwasser aus dem Leitungsnetz, das anschließend zur weiteren Erwärmung durch die Sekundärseite des ersten Wärmetauschers strömt und nach Durchströmen des ersten Wärmetauschers als Warmwasser bereitsteht.
Der zweite Wärmetauscher ist hinsichtlich des Arbeitsmediums zwischen Kondensator und Expansionsventil angeordnet, so dass der zweite Wärmetauscher von bereits kondensiertem, flüssigem Arbeitsmedium durchströmt wird.
Der zweite Wärmetauscher überträgt Wärme vom flüssigen Arbeitsmedium auf das Kaltwasser, wodurch sich das Arbeitsmedium abkühlt und das Kaltwasser erwärmt.
Der große Vorteil der Erfindung ist die zusätzliche Energieentnahme aus dem Arbeitsmedium nach dessen Kondensierung, wodurch die Effizienz der Wärmepumpenheizung gesteigert und dadurch höhere Leistungszahlen als bei bekannten Wärmepumpenheizungen erreicht werden. In der Regel ist das Arbeitsmedium nach dem Kondensator verflüssigt, es weist jedoch immer noch eine Temperatur auf, die in der Größenordnung der Kondensati- onstemperatur liegt, zumindest deutlich über der Temperatur des üblichen Kaltwassers aus dem Leitungsnetz. Dementsprechend kann durch weitere Abkühlung des bereits kondensierten Arbeitsmediums zusätzlich Energie gewonnen und einem ohnehin für die Warmwasserbereitung bestimmten Kaltwasser zugeführt werden. Dadurch wird der Energieeinsatz bei der eigentlichen Warmwasserbereitung reduziert. Der zweite Wärmetauscher der Warmwasserbereitungseinrichtung wirkt somit nicht als Verflüssiger, vielmehr wird dem in der Regel bereits flüssigen Arbeitsmedium durch Abkühlen Wärme entzogen, die dem Kaltwasser zugeführt wird, das dadurch be- reits vorerwärmt dem ersten Wärmetauscher der Warmwasserbereitungs- einrichtung zugeführt wird. Durch den zweiten Wärmetauscher und die dadurch mögliche zusätzliche Abkühlung des Arbeitsmediums werden die Effizienz und damit auch die Leistungszahl der Wärmepumpenheizung zusätzlich gesteigert.
Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass der zweite Wärmetauscher im und/oder am Speichererhitzer angeordnet ist, und zwar im unteren Bereich des Speichererhitzers, insbesondere im unteren Drittel.
Die sich aus dieser Anordnung ergebende Durchleitung des kühlen Kaltwassers im unteren Bereich des Speichererhitzers, an und/oder nahe der Unterseite des Speichererhitzers, unterstützt die Temperaturschichtung des Speichererhitzers, ein zusätzlicher vorteilhafter Effekt.
In einer Ausführungsvariante ist der Kondensator oberhalb des zweiten Wärmetauschers im und/oder am Speichererhitzer angeordnet.
Auch kann der Kondensator in einen Flüssigkeits-Wärmetauscher integriert sein, dessen Sekundärseite mit der Flüssigkeit im Speichererhitzer einen geschlossenen Kreislauf bildet.
Die Erfindung wird nachstehend auch hinsichtlich weiterer Merkmale und Vorteile anhand der Beschreibung eines Ausführungsbeispiels und unter Bezugnahme auf die beiliegenden, schematischen Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen
FIG 1 schematisch eine Wärmepumpenheizung gemäß der Erfindung, und
FIG 2 schematisch eine alternative Wärmepumpenheizung gemäß der Erfindung.
Einander entsprechende Teile und Komponenten in den Figuren sind mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
FIG 1 zeigt schematisch eine Wärmepumpenheizung 1 gemäß der Erfindung. Die Wärmepumpenheizung 1 weist ein Arbeitsmedium 2 auf, das in einem geschlossenen Kreislauf (gestrichelte Linie) einen Verdampfer 3 (in dem das flüssige Arbeitsmedium durch die Wärme der Außenluft verdampft wird), einen Kompressor 4 (in dem das gasförmige Arbeitsmedium komprimiert wird), einen Kondensator (in dem das gasförmige Arbeitsmedium verflüssigt wird) und ein Expansionsventil 5 (durch das das flüssige Ar- beitsmedium entspannt wird) durchströmt. An diesen Kreislauf ist über Absperrventile 12 ein Klimaanlagenkreislauf 11 angekoppelt, der gegebenenfalls alternativ zu dem für die Erfindung relevanten, hier beschriebenen und in der Figur dargestellten Wärmepumpenkreislauf betrieben werden kann. Hierzu ist auch der Wärmepumpenkreislauf mit Absperrventilen 13 versehen.
Die Wärmepumpenheizung 1 weist ferner eine Flüssigkeit 6, insbesondere Wasser, auf, die in einem geschlossenen Kreislauf einen Speichererhitzer 7 und einen ersten Wärmetauscher 8 einer Warmwasserbereitungseinrich- tung auf dessen Primärseite durchströmt. Die Sekundärseite dieses Wärmetauschers 8 wird von bereits vorerwärmtem Kaltwasser 9a aus dem Leitungsnetz (siehe untenstehende Erläuterungen) durchströmt und steht nach dem Wärmetauscher 8 als Warmwasser 10 dem Haushalt zur Verfü- gung. Der Speichererhitzer 7 weist in seinem oberen Bereich 7a (in seinem oberen Drittel) einen Flüssigkeitsablauf 14 für im Speichererhitzer 7 erwärmte Flüssigkeit 6 und in seinem unteren Bereich 7b (in seinem unteren Drittel) einen Flüssigkeitszulauf 15 für im Wärmetauscher 8 abgekühlte Flüssigkeit 6. Die Flüssigkeit 6 wird durch eine Umwälzpumpe 16, die außerhalb des Speichererhitzers angeordnet ist, im Kreislauf geführt. Die Strömungsrichtung der Flüssigkeit 6 ist durch Pfeile angegeben.
Im Speichererhitzer 7 bildet die Flüssigkeit 6 eine Temperaturschichtung in Schwerkraftrichtung aus, wobei höher gelegene Flüssigkeitsschichten eine größere Temperatur aufweisen als in Relation hierzu niedriger gelegene Flüssigkeitsschichten, d.h. eine horizontale Flüssigkeitsschicht im oberen Bereich 7a des Speichererhitzers 7 ist wärmer als eine horizontale Flüssigkeitsschicht im unteren Bereich 7b des Speichererhitzers 7.
Der bereits angesprochene Kondensator ist zweiteilig ausgebildet, er um- fasst einen ersten Kondensatorteil 17a und einen zweiten Kondensatorteil 17b. Beide Kondensatorteile 17a, 17b sind im Speichererhitzer 7 angeordnet. Der erste Kondensatorteil 17a ist räumlich getrennt über dem zweiten Kondensatorteil 17b angeordnet.
Kern der Erfindung ist ein zweiter Wärmetauscher 17c, der auch als dritter Kondensatorteil des Kondensators, neben dem ersten Kondensatorteil 17a und dem zweiten Kondensatorteil 17b, angesehen werden kann. Dieser zweite Wärmetauscher 17c ist räumlich getrennt vom ersten Kondensatorteil 17a und vom zweiten Kondensatorteil 17b unterhalb des zweiten Kondensatorteils 17b angeordnet. Die Kondensatorteile 17a, 17b und die Primärseite des zweite Wärmetauscher 17c werden zwischen Kompressor 4 und Expansionsventil 5 nacheinander vom Arbeitsmedium 2 durchströmt, zunächst der ersten Kondensatorteil 17a, dann der zweite Kondensatorteil 17b und schließlich der zweite Wärmetauscher 17c. Der erste Kondensatorteil 17a und der zweite Kondensatorteil 17b sind ein Wärmetauscher, dessen Primärseite vom Arbeitsmedium 2 und dessen Sekundärseite von der Flüssigkeit 6 durchströmt wird. Konkret handelt es sich beim ersten Kondensatorteil 17a und beim zweiten Kondensatorteil 17b um ein koaxiales Rohrsystem, konkret um eine Rohrspirale, in der das Arbeitsmedium 2 und die Flüssigkeit 6 im Gegenstrom zueinander und räumlich durch eine Wärmeübertragungswand (nicht dargestellt) voneinander getrennt geführt werden. Die Führung des Arbeitsmediums 2 im Gegenstrom zur Flüssigkeit 6 ist in FIG 1 durch eine gestrichelte Linie symbo- lisiert, auch der Eintritt des Arbeitsmediums in den jeweiligen Kondensatorteil 17a, 17b und der Austritt ist durch die gestrichelte Linie schematisch dargestellt.
Der Flüssigkeitsausgang der Sekundärseite des ersten Kondensatorteils 19a gibt Flüssigkeit 6 an eine dritte Flüssigkeitsschicht des Speichererhitzers 7 ab. Der Flüssigkeitszulauf der Sekundärseite des zweiten Kondensatorteils 19b entnimmt Flüssigkeit 6 aus einer vierten Flüssigkeitsschicht des Speichererhitzers. Die vierte Flüssigkeitsschicht ist im unteren Bereich 7b des Speichererhitzers 7 angeordnet, die dritten Flüssigkeitsschicht im oberen Bereich 7a des Speichererhitzer 7.
Die Wärmepumpenheizung umfasst eine Vorrichtung 18 zur Einstellung und/oder Regelung der Zulauftemperatur der Flüssigkeit 6, die in die Sekundärseite des ersten Kondensatorteils 17a einströmt, d.h. der Zulauf- temperatur am Eingang der Sekundärseite des ersten Kondensatorteils
17a. Konkret ist diese Vorrichtung 18 dazu ausgebildet, die Zulauftemperatur der Flüssigkeit 6 innerhalb eines vorgegebenen Temperaturbereichs oberhalb der Kondensationstemperatur des Arbeitsmediums zu halten, beispielsweise in einem Bereich von bis zu 5°C über der Kondensationstempe- ratur oder in einem Bereich zwischen 2°C und 5°C über der Kondensationstemperatur. Hierzu umfasst die Vorrichtung 18 ein Mischventil 19, beispielsweise ein Mischventil 19, bei dem das Mischungsverhältnis über einen Stellmotor einstellbar ist. Um seine Funktion erfüllen zu können muss das Mischventil 19 mindestens drei Anschlüsse 19a, 19b, 19c aufweisen, zwei zulaufende Anschlüsse 19a, 19b und einen ablaufenden Anschluss 19c. Das dargestellte Ausführungsbeispiel weist ferner einen vierten Anschluss 19d, ein ablaufender Anschluss, auf.
Der erste Anschluss 19a ist über eine erste Flüssigkeitsleitung mit dem Ausgang der Sekundärseite des zweiten Kondensatorteils 17b verbunden. Der zweite Anschluss 19b endet über eine am gegenüberliegenden Ende offene zweite Flüssigkeitsleitung in einer ersten Flüssigkeitsschicht des Speichererhitzers 7. Die erste Flüssigkeitsschicht liegt oberhalb des Mischventils 19, insbesondere oberhalb des Ausgangs der Sekundärseite des ersten Kondensatorteils 17a. Der dritte Anschluss 19c ist über eine dritte Flüssigkeitsleitung mit dem Flüssigkeitszulauf der Sekundärseite des ersten Kondensatorteils 17a verbunden. Der vierte Anschluss 19d endet über eine am gegenüberliegenden Ende offene vierte Flüssigkeitsleitung in einer zweiten Flüssigkeitsschicht des Speichererhitzers 7, die unterhalb der ersten Flüssigkeitsschicht liegt.
In die dritte Flüssigkeitsleitung zwischen dem dritten Anschluss 19c und dem Eingang der Sekundärseite des ersten Kondensatorteils 17a ist eine Umwälzpumpe 20 zur Förderung der Flüssigkeit 6 durch das Mischventil 19 angeordnet. Durch diese Umwälzpumpe 20 wird Flüssigkeit 6 aus der ersten Flüssigkeitsleitung über den Anschluss 19a und/oder aus der zweiten Flüssigkeitsleitung über den Anschluss 19b über das Mischventil 19 der dritten Flüssigkeitsleitung über den Anschluss 19c zuführt. Eine Steuer- und/oder Regeleinrichtung des Mischventils 19 steuert bzw. regelt das Mischverhältnis zwischen der Flüssigkeit aus der ersten Flüssigkeitsleitung und der Flüssigkeit aus der zweiten Flüssigkeitsleitung und damit die Temperatur der Flüssigkeit in der dritten Flüssigkeitsleitung und damit wieder- um die Zulauftemperatur der Flüssigkeit 6, die in den Sekundärteil des ersten Kondensatorteils 17a einströmt. Die Steuerung bzw. Regelung erfolgt auf Basis von Temperaturdaten, die von Temperatursensoren ermittelt werden. Ein Temperatursensor ist zur Ermittlung der Temperatur der Flüs- sigkeit 6 in der ersten Flüssigkeitsleitung oder am Ausgang der Sekundärseite des zweiten Kondensatorteils 17b vorgesehen und entsprechend angeordnet (nicht dargestellt). Ein weiterer Temperatursensor ist zur Ermittlung der Temperatur in der ersten Flüssigkeitsschicht des Speichererhitzers 7 vorgesehen und entsprechend auf Höhe dieser Schicht im Speichererhitzer angeordnet (nicht dargestellt).
Neben diesen Temperatursensoren umfasst die Vorrichtung 18 zur Einstellung und/oder Regelung der Zulauftemperatur der Flüssigkeit 6 mindestens einen Sensor zur Ermittlung des Drucks des Arbeitsmediums in der Primärseite des ersten Kondensatorteils 17a. Die Steuer- und/oder Regeleinrichtung ermittelt aus den gemessenen Druckwerten die aktuelle Kondensationstemperatur des Arbeitsmediums.
Aus den vorgenannten Temperaturwerten und der Kondensationstemperatur ermittelt die Steuer- und/oder Regeleinrichtung die erforderliche Mischeinstellung des Mischventils 19, so dass die Zulauftemperatur der Flüssigkeit 6 am Eingang der Sekundärseite des ersten Kondensatorteils 17a innerhalb des vorgegebenen Temperaturbereichs oberhalb der Kon- densationstemperatur liegt. Gegebenenfalls kann diese Temperatur durch einen weiteren Temperatursensor gemessen werden, gegebenenfalls kann die Steuer- und/oder Regeleinrichtung die Mischeinstellung des Mischventils 19 korrigieren.
Die Mischeinstellung des Mischventils kann dabei zwischen folgenden Extremfällen eingestellt werden:
Erster Extremfall : Die Temperaturverhältnisse erlauben keine Zumischung von Flüssigkeit 6 aus der Sekundärseite des zweiten Kondensatorteils 17b. In diesem Fall wir ausschließlich Flüssigkeit aus der ersten Flüssigkeitsschicht und der zweiten Flüssigkeitsleitung über den Anschluss 19b in die dritte Flüssigkeitsleitung gefördert. Die Flüssigkeit 6 aus der Sekundärseite des zweiten Kondensatorteils 17b und aus der ersten Flüssigkeitsleitung wird über den Anschluss 19d der vierten Flüssigkeitsleitung und hierüber der zweiten Flüssigkeitsschicht des Speichererhitzers 7 zugeführt.
Zweiter Extremfall: Die Temperatur der Flüssigkeit 6 aus der Sekundärseite des zweiten Kondensatorteils 17b ist bereits ausreichend. In diesem Fall wird diese Flüssigkeit direkt über die erste Flüssigkeitsleitung, den ersten Anschluss 19a, den Anschluss 19c und die dritte Flüssigkeitszuleitung dem Eingang der Sekundärseite des ersten Kondensatorteils 17a zugeführt. Die Anschlüsse 19b und 19d bleiben verschlossen.
Sollte keine Mischungseinstellung des Mischventils 19 eine ausreichende Temperatur der Flüssigkeit 6 bereitstellen können, so ist an der dritten Flüssigkeitsleitung zwischen dem dritten Anschluss 19c und dem Eingang der Sekundärseite des ersten Kondensatorteils 17a eine elektrische Erwär- mungseinrichtung 21 vorgesehen, die die durchströmende Flüssigkeit 6 erwärmt und dadurch die Zulauftemperatur der Flüssigkeit 6 in den gewünschten Temperaturbereich anhebt. Hierzu ist die Erwärmungseinrichtung mit einer entsprechenden Steuer- bzw. Regeleinrichtung ausgestattet.
Wie bereits angesprochen, wir die Primärseite des zweiten Wärmetauschers 19c der Warmwasserbereitungseinrichtung vom Arbeitsmedium 2 durchströmt. Die Sekundärseite des zweiten Wärmetauschers 19c wird von Kaltwasser 9, das anschließend als vorerwärmtes Kaltwasser 9a dem ersten Wärmetauscher 8 der Warmwasserbereitungseinrichtung zugeführt wird, durchströmt.
In FIG 1 ist noch eine Zusatzheizung 22 als strichpunktierte Linie im unteren Bereich 7b des Speichererhitzers 7 eingezeichnet. Bei dieser Zusatzheizung 22 kann es sich beispielsweise um eine Solaranlage handeln, das von der Sonne erwärmte Wasser wird durch den Speichererhitzer gefördert, wodurch sich im Speichererhitzer die Flüssigkeit erwärmt. Diese sinnvolle Ergänzung ermöglicht in warmen Sommermonaten eine Warmwasserversorgung des Haushalts mittels des Speichererhitzers, so dass die Wärme- pumpe abgeschaltet und die vorhandenen Einrichtungen als Klimaanlage eingesetzt werden können, durch Ankopplung des Klimaanlagenkreislaufs 11.
In der Primärseite des ersten Kondensatorteils 17a wird das vom Kompressor 4 kommende, erhitze, komprimierte, gasförmige Arbeitsmedium 2 abgekühlt, ohne bereits zu kondensieren. Die Temperatur des Arbeitsmediums bleibt oberhalb der Kondensationstemperatur. Die Wärme wird an die Flüssigkeit 6, die im Gegenstrom durch die Sekundärseite des ersten Kon- densatorteils 17a strömt, abgegeben. Die Flüssigkeit 6 erwärmt sich dadurch und tritt am Ausgang der Sekundärseite des ersten Kondensationsteils 17a erwärmt aus.
Das weiterhin gasförmige, jedoch bereits gegenüber der Temperatur nach dem Kompressor 4 deutlich abgekühlte Arbeitsmedium 2 wird nach dem Austritt aus der Primärseite des ersten Kondensatorteils 17a der Primärseite des zweiten Kondensatorteils 17b zugeführt. Im zweiten Kondensatorteil 17b kondensiert das Arbeitsmedium 2 und gibt die dabei freiwerdende Energie an die Flüssigkeit 6, die im Gegenstrom durch die Sekundärseite des zweiten Kondensatorteils 17b strömt, ab. Die Flüssigkeit 6 wird dadurch erwärmt.
Das nunmehr kondensierte, aber im Vergleich zu Kaltwasser 9 aus dem Leitungsnetz wärmere Arbeitmedium 2 wird nach dem Austritt aus der Pri- märseite des zweiten Kondensatorteils 17b der Primärseite des zweiten Wärmetauschers 17c der Warmwasserbereitungseinrichtung zugeführt und dort abgekühlt. Seine Wärme gibt es dabei insbesondere an das Kaltwasser 9 ab, das dadurch erwärmt wird und anschließend als vorerwärmtes Kaltwasser 9a dem ersten Wärmetauscher 8 der Warmwasserbereitungseinrich- tung zugeführt wird. Das flüssige, abgekühlte Arbeitsmedium 2 wird nunmehr dem Expansionsventil 5 und dem Verdampfer 3 zur erneuten Wärmeaufnahme aus der Außenluft zugeführt, dann durchläuft es erneut über den Kompressor 4 den Kreislauf. Die Wärmepumpenheizung 1 gemäß der Erfindung arbeitet somit äußerst effizient, sie erreicht bessere Leistungszahlen als Wärmepumpenheizungen gemäß dem Stand der Technik.
FIG 2 zeigt eine alternative Wärmepumpenheizung 1 gemäß der Erfindung. Diese unterscheidet sich lediglich in der Ausgestaltung des Speichererhitzers 7 und des Kondensators 17 von dem anhand von FIG 1 beschriebenen Ausführungsbeispiel, so dass hinsichtlich der identischen Komponenten, insbesondere hinsichtlich der Warmwasserbereitstellungseinrichtung und der Wärmepumpenkomponenten außerhalb des Speichererhitzers auf die vorstehenden Ausführungen verwiesen wird.
In FIG 2 ist der Speichererhitzer 7 zweiteilig aufgebaut, in eine Speicherkomponente 7c und eine Wärmetauscherkomponente 7d, die nebeneinan- der angeordnet sind. Beide Komponenten 7c, 7d sind mit Flüssigkeit 6, insbesondere Wasser gefüllt. Die Komponenten 7c, 7d sind am oberen und unteren Ende der Wärmetauscherkomponente 7d fluidisch miteinander verbunden, so dass die Flüssigkeit 6 in einem geschlossenen Kreislauf, angetrieben beispielsweise durch Konvektion, durch beide Komponenten strö- men kann.
In beiden Komponenten 7c, 7d des Speichererhitzers 7 bildet die Flüssigkeit 6 eine Temperaturschichtung in Schwerkraftrichtung aus, wobei höher gelegene Flüssigkeitsschichten eine größere Temperatur aufweisen als in Relation hierzu niedriger gelegene Flüssigkeitsschichten, d.h. eine horizontale Flüssigkeitsschicht im oberen Bereich 7a des Speichererhitzers 7 ist wärmer als eine horizontale Flüssigkeitsschicht im unteren Bereich 7b des Speichererhitzers 7. Die Flüssigkeitsschichtung ist in FIG 2 durch gestrichelte waagrechte Linien angedeutet.
Der Kondensator 17 ist in FIG 2 in der Wärmetauscherkomponente 7d des Speichererhitzers 7 angeordnet. Er wird vom Arbeitsmedium 6 durchströmt und bildet die Primärseite des Wärmetauschers, die Sekundärseite bildet die Flüssigkeit 6 in der Wärmetauscherkomponente. Das Arbeitsmedium 6 gibt Energie an die Flüssigkeit 6 ab und kondensiert dabei. Die erwärmte Flüssigkeit 6 steigt in der Wärmetauscherkomponente 7d auf, wodurch der geschlossene Konvektionskreislauf der Flüssigkeit 6 durch die beiden Kom- ponenten 7c, 7d des Speichererhitzers 7 entsteht.
Das Prinzip der Warmwasserbereitung mit erstem Wärmetauscher 8 und zweitem Wärmetauscher 17c wurde bereits anhand von FIG 1 beschrieben. In FIG 2 ist der zweite Wärmetauscher der Warmwasserbereitungseinrich- tung ebenfalls im unteren Bereich 7b des Speichererhitzers 7, und zwar in der Speicherkomponente 7c, angeordnet, das dort durchströmende Kaltwasser wirkt sich auch hier vorteilhaft auf die Schichtung der Flüssigkeit im gesamten Speichererhitzer 7 aus.
Der zweite Wärmetauscher 17c wird an seiner Primärseite durchströmt von dem bereits im Kondensator 17 kondensierten, flüssigen Arbeitsmedium 2. Seine Temperatur liegt über der Temperatur des Kaltwassers aus dem Leitungsnetz, so dass das Kaltwasser 9 sich im zweiten Wärmetauscher 17c erwärmt und das Arbeitsmedium 2 dabei abgekühlt wird.
Auch bei diesem Ausführungsbeispiel gemäß FIG 2 trägt somit der zweite Wärmetauscher 17c mit der Vorerwärmung des Kaltwassers zur Effizienzsteigerung der Wärmepumpenheizung insgesamt bei, diese erreicht bessere Leistungszahlen als Wärmepumpenheizungen gemäß dem Stand der Technik. Bezugszeichenliste
1 Wärmepumpenheizung
2 Arbeitsmedium
3 Verdampfer
4 Kompressor
5 Expansionsventil
6 Flüssigkeit
7 Speichererhitzer
7a Oberer Bereich des Speichererhitzers 7
7b Unterer Bereich des Speichererhitzers 7
7c Speicherkomponente
7d Wärmeaustauscherkomponente
8 Erster Wärmetauscher der Warmwasserbereitungseinrichtung
9 Kaltwasser aus Leitungsnetz
9a Vorerwärmtes Warmwasser aus Leitungsnetz
10 Warmwasser
11 Klimaanlagenkreislauf
12 Absperrventil
13 Absperrventil
14 Flüssigkeitsablauf
15 Flüssigkeitszulauf
16 Umwälzpumpe, zweite Umwälzpumpe
17 Kondensator
17a Erster Kondensatorteil
17b Zweiter Kondensatorteil
17c Zweiter Wärmetauscher der Warmwasserbereitungseinrichtung, Dritter Kondensatorteil
18 Vorrichtung zur Einstellung der Zulauftemperatur der Flüssigkeit 6 in die Sekundärseite des ersten Kondensatorteils 17a
19 Mischventil
19a Erster Anschluss des Mischventils 19
19b Zweiter Anschluss des Mischventils 19 c Dritter Anschluss des Mischventils 19d Vierter Anschluss des Mischventils 19 Umwälzpumpe, erste Umwälzpumpe Erwärmungseinrichtung Zusatzheizung

Claims

Patentansprüche
1. Wärmepumpenheizung (1) a) mit einem Arbeitsmedium (2), das in einem geschlossenen Kreislauf einen Verdampfer (3), einen Kompressor (4), einen Kondensator (17a,
17b; 17) und ein Expansionsventil (5) durchströmt, b) mit einer in einem geschlossenen Kreislauf geführten, hierbei durch einen Speichererhitzer (7) strömenden Flüssigkeit (6), c) wobei der Kondensator (17a, 17b; 17) Energie vom Arbeitsmedium (2) an die Flüssigkeit (6) überträgt, d) wobei die Flüssigkeit (6) im Speichererhitzer (7) eine Temperaturschichtung in Schwerkraftrichtung ausbildet, wobei höher gelegene Flüssigkeitsschichten eine größere Temperatur aufweisen als in Relation hierzu niedriger gelegene Flüssigkeitsschichten, e) mit einer Warmwasserbereitungseinrichtung, die einen ersten Wärmetauscher (8) umfasst, der Wärme von der Flüssigkeit (6) auf Wasser (9a) überträgt und damit Warmwasser (10) bereitstellt,
dadurch gekennzeichnet, dass
f) die Warmwasserbereitungseinrichtung zusätzlich einen zweiten Wärmetauscher (17c) umfasst, g) der hinsichtlich des für die Warmwasserbereitung bestimmten Wassers dem ersten Wärmetauscher (8) vorgeschaltet ist, zur Vorerwär- mung des Kaltwassers (9), das dann als vorerwärmtes Kaltwasser
(9a) dem ersten Wärmetauscher (8) zugeführt wird, und h) dessen Primärseite vom Arbeitsmedium (2) durchströmt wird und dessen Sekundärseite von Kaltwasser (9) aus dem Leitungsnetz durchströmt wird, das anschließend zur weiteren Erwärmung durch die Se- kundärseite des ersten Wärmetauschers (8) strömt und nach Durchströmen des ersten Wärmetauschers (8) als Warmwasser (10) bereitsteht, i) wobei der zweite Wärmetauscher (17c) hinsichtlich des Arbeitsmediums (2) zwischen Kondensator und Expansionsventil (5) angeordnet ist, so dass der zweite Wärmetauschers (17c) von bereits kondensiertem, flüssigem Arbeitsmedium (2) durchströmt wird, und j) wobei der zweite Wärmetauscher (17c) Wärme vom flüssigen Arbeitsmedium (2) auf das Kaltwasser (9) überträgt, wodurch sich das Arbeitsmedium (2) abkühlt und das Kaltwasser (9) erwärmt.
2. Wärmepumpenheizung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Wärmetauscher (17c) im und/oder am Speichererhitzer (7) angeordnet ist, und zwar im unteren Bereich (7b) des Speichererhitzers, insbesondere im unteren Drittel.
3. Wärmepumpenheizung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Kondensator (17a, 17b; 17) oberhalb des zweiten Wärmetauschers (17c) im und/oder am Speichererhitzer (7) angeordnet ist.
4. Wärmepumpenheizung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Kondensator (17) in einen Flüssigkeits-Wärmetauscher integriert ist, dessen Sekundärseite mit der Flüssigkeit im Speichererhitzer einen geschlossenen Kreislauf bildet.
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