WO2014076087A1 - Ventil zur umschaltung der wärmeströme einer wärmepumpe unter berücksichtigung der flussrichtungsumkehr in einem, im heizbetrieb mit der quellenseite der wärmepumpe verbundenen wärmetauscher - Google Patents

Ventil zur umschaltung der wärmeströme einer wärmepumpe unter berücksichtigung der flussrichtungsumkehr in einem, im heizbetrieb mit der quellenseite der wärmepumpe verbundenen wärmetauscher Download PDF

Info

Publication number
WO2014076087A1
WO2014076087A1 PCT/EP2013/073632 EP2013073632W WO2014076087A1 WO 2014076087 A1 WO2014076087 A1 WO 2014076087A1 EP 2013073632 W EP2013073632 W EP 2013073632W WO 2014076087 A1 WO2014076087 A1 WO 2014076087A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
heat
heat pump
valve
housing
heating
Prior art date
Application number
PCT/EP2013/073632
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Hansjürg Leibundgut
Original Assignee
Bs2 Ag
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 Bs2 Ag filed Critical Bs2 Ag
Priority to CN201380058828.6A priority Critical patent/CN104781611A/zh
Priority to JP2015541182A priority patent/JP2016502636A/ja
Priority to AU2013346935A priority patent/AU2013346935A1/en
Priority to US14/442,154 priority patent/US20160305694A1/en
Priority to RU2015122691A priority patent/RU2015122691A/ru
Priority to EP13789339.2A priority patent/EP2920520A1/de
Priority to CA2889278A priority patent/CA2889278A1/en
Priority to BR112015010488A priority patent/BR112015010488A2/pt
Publication of WO2014076087A1 publication Critical patent/WO2014076087A1/de

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • 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
    • F25B41/00—Fluid-circulation arrangements
    • F25B41/20—Disposition of valves, e.g. of on-off valves or flow control valves
    • F25B41/26—Disposition of valves, e.g. of on-off valves or flow control valves of fluid flow reversing valves
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K11/00—Multiple-way valves, e.g. mixing valves; Pipe fittings incorporating such valves
    • F16K11/02—Multiple-way valves, e.g. mixing valves; Pipe fittings incorporating such valves with all movable sealing faces moving as one unit
    • F16K11/06—Multiple-way valves, e.g. mixing valves; Pipe fittings incorporating such valves with all movable sealing faces moving as one unit comprising only sliding valves, i.e. sliding closure elements
    • F16K11/065—Multiple-way valves, e.g. mixing valves; Pipe fittings incorporating such valves with all movable sealing faces moving as one unit comprising only sliding valves, i.e. sliding closure elements with linearly sliding closure members
    • F16K11/07—Multiple-way valves, e.g. mixing valves; Pipe fittings incorporating such valves with all movable sealing faces moving as one unit comprising only sliding valves, i.e. sliding closure elements with linearly sliding closure members with cylindrical slides
    • 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
    • F24D15/00—Other domestic- or space-heating systems
    • F24D15/04—Other domestic- or space-heating systems using heat pumps
    • 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
    • F24D3/00—Hot-water central heating systems
    • F24D3/18—Hot-water central heating systems using heat pumps
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • 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
    • F25B27/00—Machines, plants or systems, using particular sources of energy
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • 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
    • F25B30/00—Heat pumps
    • F25B30/06—Heat pumps characterised by the source of low potential heat
    • 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
    • F24D2200/12—Heat pump
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • 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
    • F25B2313/00—Compression machines, plants or systems with reversible cycle not otherwise provided for
    • F25B2313/002—Compression machines, plants or systems with reversible cycle not otherwise provided for geothermal
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • 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
    • F25B2313/00—Compression machines, plants or systems with reversible cycle not otherwise provided for
    • F25B2313/027—Compression machines, plants or systems with reversible cycle not otherwise provided for characterised by the reversing means
    • F25B2313/02741—Compression machines, plants or systems with reversible cycle not otherwise provided for characterised by the reversing means using one four-way valve
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B10/00—Integration of renewable energy sources in buildings
    • Y02B10/40—Geothermal heat-pumps
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B10/00—Integration of renewable energy sources in buildings
    • Y02B10/70—Hybrid systems, e.g. uninterruptible or back-up power supplies integrating renewable energies
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B30/00—Energy efficient heating, ventilation or air conditioning [HVAC]
    • Y02B30/12—Hot water central heating systems using heat pumps

Definitions

  • Valve for switching the heat flows of a heat pump taking into account the direction of flow reversal in one, in heating mode with the source side of the heat pump
  • the present invention relates to a valve arrangement for differently operating a heat pump
  • Heat pumps can heat buildings . as well as being cooled.
  • the transition from the heating mode to the cooling mode of the building can be done in different ways, but requires an active conversion either within the heat pump or outside the heat pump in the hydraulic interconnection. Only by this switching, it is possible that, for example, in the case of cooling heat can be withdrawn from the building, where heat was previously given in the heating case.
  • Cooling operation are designed, finds the switching in the
  • Heat pump cycle instead.
  • the heat pump changes the mode of operation by the evaporator to the condenser and the condenser to the evaporator. This way of
  • Heat transfer medium an external pipe, as well as an internal, ideally thermally insulated
  • the heat-treated heat transfer medium in the geothermal probe flows in the outer pipe into the depth and heats up continuously.
  • the maximum temperature is reached and the heat transfer medium flows in the inner central tube back to the heat pump.
  • the heat source and sink are reversed and the flow direction in the ground probe is reversed.
  • the dissipated heat from the condenser of the heat pump at maximum temperature at the lowest point of the earth probe is returned to the soil and stored there effectively.
  • the heat transfer medium thus flows in the central tube down and back in the outer tube.
  • the direction of flow reversal in the heat mode on the source side with the heat pump
  • Valve types (4-way, 3-way, shut-off valve, etc.) result in this type of switching an elaborate hydraulic system with at least 2 individual valves for easy
  • Switchover heating / cooling at least 3 valves for switching including reverse flow of the earth probe and a high number of connections, which with high
  • the valve should be such that in
  • valve should give the opportunity to bypass the heat pump if necessary, to short-circuit the source and sink side directly and, for. in combination with a ground probe, a direct cooling, so-called “free cooling" of the building and / or a direct regeneration of the soil, for example with a thermal collector to allow.
  • a valve arrangement is proposed for the different operation of a heat pump, such as for switching the heat flows of a heat pump, according to the wording of claim 1.
  • valve arrangement consists of a changeover valve and a heat exchanger.
  • Changeover valve has a housing with at least four connecting pieces, connected to the heat pump and at least four connecting pieces, two of them connected with a heat source and a heat sink, with at least one valve body and a drive element to the
  • Valve body relative to the various components
  • the heat exchanger is connected to the valve in such a way that it is in the
  • valve body of the changeover valve have penetrations such as cavity-like passages, of which at least one part, of which at least two connecting pieces in the housing, connect to each other differently depending on the operating mode.
  • valve body is rotationally symmetrical, such as cylindrical or spherical, and with respect to the valve body
  • shell-shaped surrounding housing is rotatable to connect the connecting pieces differently with each other.
  • valve body linear to the housing is movable, whereby by means of a translational movement, the connecting pieces can be connected to each other differently depending on the operating mode.
  • FIG. 2 schematically in section an inventive switching valve with a connected heat exchanger, which in heating mode with the source side of the heat pump
  • Figures 3 and 4 show two exemplary embodiments of the inventive changeover valve schematically in section, also with a connected heat exchanger, which in Heating operation is connected to the source side of the heat pump;
  • FIG. 5 schematically shows different operating modes
  • Figures la and lb show an example of a
  • Heat pump 1 coaxial ground probe 2
  • thermal collector 3 space dispensing system 4
  • circulation pumps 5 circulation pumps
  • Valve device 6 of the valve assembly according to the invention.
  • Figure la shows the system in heating mode, respectively.
  • Figure lb the system in cooling mode with each exemplary
  • the external changeover allows a constant and co-operation of the refrigeration cycle of the heat pump and thereby increases the average efficiency of the heat pump over both heating and cooling modes.
  • the invention reduces the complexity of the hydraulic installation, which in the external switching with
  • the change-over valve of the valve assembly allows for easy integration of additional functions, e.g. bypassing the heat pump for free cooling
  • the changeover valve is the
  • Valve arrangement as shown in Figure 2, together from a housing 7 with connecting pieces for the heat pump 8 and for the sources / sinks 9, a valve body 10 and a
  • the valve body 10 contains cavities resp.
  • Connections of the heat pump and the source / drain side can be arranged on either side of the valve body.
  • connections can be arranged on all sides.
  • Invention different designs possible. Two possible designs are switched by a rotational movement about the x- respectively y-axis and based on a cylindrical valve body with penetrations on the mantle surface respectively on the front sides.
  • a rotationally symmetric geometries such as a ball, are also conceivable as a valve body.
  • a Another embodiment is based on a linear slide, which causes the switching by a translational movement along the x-axis or transversely thereto.
  • Characteristic of the invention is that the external switching and the flow direction reversal in one, im
  • the interconnection of the terminals can also be defined in the housing 7 and instead of the valve body 10, a simple control disc can be used, which selectively releases certain compounds in the housing and other separates.
  • FIGS. 3 and 4 show two exemplary embodiments of the valve arrangement according to the invention.
  • the switching valve as part of this valve arrangement is shown on the one hand as a cylinder with rotation about the x-axis ( Figure 3) and as an axial slide with displacement along the x-axis ( Figure 4) in section.
  • the heat exchanger which is connected in heating mode with the source side of the heat pump connected in both versions of the switching valve. In both versions is switched between the source and sink side and the
  • the connected heat exchanger is flowed through by connection ß in the direction of connection.
  • valve is shown in the axial position in the position for the heating operation, so that also i with A, ii with B, iii with C and iv with D are connected.
  • connection between iv and D in the case of heating is not achieved solely by the valve body, but via the valve body and the housing cavity.
  • the connected heat exchanger is connected by connection in
  • Heat exchanger is flowed through by connection ß in the direction of connection.
  • Heat exchanger (e.g., ground probe) connected to the valve device.
  • valve device a thermal collector is additionally connected to the valve device ( Figure 5, position d-f). With this extension it is possible the
  • Position b Cooling with reversal of the flow direction in the ground probe
  • Collector and coaxial ground probe Position e possible extension; Cooling with thermal collector and coaxial ground probe
  • valve body is formed as a ball and can be interconnected by rotation of the valve body within a shell-like body surrounding the housing, the various terminals, as shown with reference to Figure 5.
  • a slider can
  • Housing can be moved linearly and possibly even parts of the connections may be provided within the housing. Also conceivable is a solution as a linear slide, which is displaced transversely to the x-axis and contains in the valve body per position penetrations corresponding to the number of outer terminals. On the choice of materials for the manufacture of housing and
  • Valve body is not specifically discussed in the present invention, since both metallic materials as well as polymer, ceramic - or other materials, as required, can be used. Also on the drive and the control of the valve is not specifically discussed in the present invention, since the possibilities are unlimited.

Abstract

Eine Ventilanordnung besteht aus einem Umschaltventil, aufweisend ein Gehäuse (7) mit mindestens vier Anschlussstutzen (8), verbunden mit einer Wärmepumpe, mindestens vier Anschlussstutzen (9), je mindestens zwei verbunden mit einer Wärmequelle und einer Wärmesenke, mit mindestens einem Ventilkörper (10) und einem Antriebselement, um den Ventilkörper relativ bezüglich der verschiedenen Anschlussstutzen im Gehäuse zu bewegen und aus einem im Heizbetrieb mit der Quellenseite der Wärmepumpe verbundenen Wärmetauscher (2), in welchem eine Flussrichtungsumkehr des Wärmeträgermediums erzeugbar ist, wenn zwischen Heizbetrieb und Kühlbetrieb umgeschaltet wird.

Description

Ventil zur Umschaltung der Wärmeströme einer Wärmepumpe unter Berücksichtigung der Flussrichtungsumkehr in einem, im Heizbetrieb mit der Quellenseite der Wärmepumpe
verbundenen Wärmetauscher
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Ventilanordnung zum unterschiedlichen Betreiben einer Wärmepumpe durch
Umschaltung der Wärmeströme gemäss dem Oberbegriff nach Anspruch 1 sowie ein Verfahren zum unterschiedlichen
Betreiben einer Wärmepumpe.
Mit Wärmepumpen können Gebäude sowohl beheizt. als auch gekühlt werden. Der Übergang vom Heizmodus zum Kühlmodus des Gebäudes kann auf unterschiedliche Weise erfolgen, erfordert aber eine aktive Umstellung entweder innerhalb der Wärmepumpe oder ausserhalb der Wärmepumpe bei der hydraulischen Verschaltung . Nur durch diese Umschaltung ist es möglich, dass z.B. im Kühlfall dem Gebäude Wärme entzogen werden kann, wo vorher im Heizfall Wärme abgegeben wurde.
In typischen Wärmepumpen-Anlagen, sowie bei den weit verbreiteten Klimageräten, welche für den Heiz- und
Kühlbetrieb ausgelegt sind, findet die Umschaltung im
Wärmepumpenkreislauf statt. Die Wärmepumpe wechselt dabei den Betriebsmodus, indem der Verdampfer zum Kondensator und der Kondensator zum Verdampfer wird. Diese Weise der
Umschaltung ist nicht ideal und führt zu Effizienzverlusten in einem der beiden Betriebsmodi, weil die Komponenten Verdampfer und Kondensator nicht identisch sind. Zudem verkompliziert sich der Kältemittelkreislauf um zusätzliche Ventiltechnik, welche für das Umschalten notwendig ist.
Aus Gründen der genannten Nachteile ist es wünschenswert, andere Möglichkeiten der Umschaltung zu verwenden. Eine weitere Möglichkeit ist beim Wechsel von einem
Betriebsmodus, z.B. Heizen in den anderen Modus, z.B.
Kühlen, den Wärmepumpenkreislauf unverändert zu belassen aber auf der Installationsseite, wie z.B. auch in DE
2542728 AI beschrieben, Wärmequelle und -senke zu
vertauschen. Dieses Vertauschen führt allerdings zu einer Vermischung der Medien zwischen Wärmequelle und -senke. Demnach eignet sich diese Art der äusseren Umschaltung nur, wenn quellen- und senkenseitig das gleiche Medium verwendet wird. Dadurch sind z.B. Luft-Wasser- und Sole-Wasser- Wärmepumpen ausgeschlossen, es sei denn, es werden
zusätzliche Wärmetauscher verwendet, welche die Vermischung der Medien verhindern.
Heute erstellte Wärmepumpen-Anlagen werden häufig mit
Erdsonden betrieben. Aufgrund des in gemässigten Klimazonen herrschenden natürlichen Temperaturgradienten im Erdreich ist es aus Effizienzgründen für das Heizen mittels
Wärmepumpen interessant, tiefe Erdsonden > 300 m zu
verwenden. Mit den heute standardmässig verwendeten U- /Doppel-U-Rohrsonden ist der Druckverlust für die
Medienzirkulation bei diesen grossen Tiefen erheblich. Zudem entsteht bei diesem Sondentyp ein thermischer
Kurzschluss, so dass das Potential tiefer
Erdsondenbohrungen nicht ausgenutzt werden kann. Als alternativer Sondentyp bieten sich z.B. sog. Koaxial- Erdsonden an. Bei solchen Sonden durchströmt das
Wärmeträgermedium ein aussenliegendes Rohr, sowie ein innenliegendes, idealerweise thermisch isoliertes
Zentralrohr geringeren Durchmessers. Zur besseren
Ausnutzung des Potentials hoher Temperaturen im Heizbetrieb der Wärmepumpe strömt das entwärmte Wärmeträgermedium in der Erdsonde im aussenliegenden Rohr in die Tiefe und wärmt sich kontinuierlich auf. Am Grund der Erdsonde ist die maximale Temperatur erreicht und das Wärmeträgermedium strömt im innenliegenden Zentralrohr zurück zur Wärmepumpe. Im Kühlbetrieb der Wärmepumpe werden die Wärmequelle und - Senke vertauscht und die Flussrichtung in der Erdsonde wird umgekehrt. Dadurch wird die abzuführende Wärme aus dem Kondensator der Wärmepumpe bei maximaler Temperatur am tiefsten Punkt der Erdsonde ins Erdreich zurückgebracht und dort effektiv eingespeichert. Das erwärmte
Wärmeträgermedium strömt also im Zentralrohr nach unten und im aussenliegenden Rohr zurück. Die Flussrichtungsumkehr in dem im Heizbetrieb quellenseitig mit der Wärmepumpe
verbundenen Wärmetauscher (Erdsonde) beim Wechsel vom Heiz- zum Kühlbetrieb wird nachfolgend mit Bezug auf Figur 1 näher erläutert.
Die Umschaltung der Wärmeströme auf der Installationsseite, anstelle der Kältemittelumschaltung in der Wärmepumpe, wird heute nur selten eingesetzt und mit heute verfügbaren
Ventiltypen (4-Weg, 3-Weg, Absperrventil, etc.) ergibt sich bei dieser Art der Umschaltung eine aufwändige Hydraulik mit mindestens 2 einzelnen Ventilen für die einfache
Umschaltung Heizen/Kühlen, mindestens 3 Ventilen für die Umschaltung inklusive Flussrichtungsumkehr der Erdsonde und einer hohen Anzahl Verbindungen, welche mit hohem
Installationsaufwand und entsprechenden Kosten verbunden ist. Der erhöhte Material- und Installationsaufwand für die Realisierung der äusseren Umschaltung und der zusätzlichen Flussrichtungsumkehr bremst die Verbreitung dieser Lösung. Es besteht aus diesem Grund ein Bedarf an technischen
Lösungen für eine Umschaltung der Wärmeströme inkl.
Flussrichtungsumkehr, welche einfach sind und mit einem reduzierten Material- und Installationsaufwand einhergehen.
Ein möglicher Lösungsansatz, wie z.B. in EP 0 967 447 AI beschrieben, bewirkt das Vertauschen von Wärmequelle und - senke mit einem einzelnen Ventil, bewerkstelligt aber keine Flussrichtungsumkehr in einer z.B angeschlossenen Koaxial- Erdsonde. Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden
Erfindung, eine Möglichkeit der Umschaltung der Wärmeströme mit Flussrichtungsumkehr in einem, im Heizbetrieb mit der Quellenseite der Wärmepumpe verbundenen Wärmetauscher wie z.B. einer Erdsonde, vorzuschlagen, welche einfach ist und mit einem reduzierten Material- und Installationsaufwand ermöglicht wird. Der Grundgedanke der vorliegenden Erfindung ist es, wie ebenfalls in EP0967447 AI beschrieben, mit einem einzelnen Ventil eine einfache äussere Umschaltung für Wärmepumpen zu erreichen, welche sowohl auf der Quellen- als auch auf der Senkenseite das gleiche, flüssige Medium verwenden.
Das Ventil soll so beschaffen sein, dass in
unterschiedlichen Ausführungen nebst der einfachen
Umschaltung der Quellen- und Senkenseite auch eine
Flussrichtungsänderung, beispielsweise in einer Erdsonde, bewirkt werden kann. Zudem soll das Ventil die Möglichkeit geben, die Wärmepumpe bei Bedarf zu umgehen, um Quellen- und Senkenseite direkt kurzzuschliessen und z.B. im Verbund mit einer Erdsonde eine direkte Kühlung, sog. „free cooling" des Gebäudes und/oder eine direkte Regeneration des Erdreichs z.B. mit einem thermischen Kollektor zu ermöglichen .
Erfindungsgemäss vorgeschlagen wird eine Ventilanordnung zum unterschiedlichen Betreiben einer Wärmepumpe, wie zum Umschalten der Wärmeströme einer Wärmepumpe, gemäss dem Wortlaut nach Anspruch 1.
Vorgeschlagen wird, dass die Ventilanordnung aus einem Umschaltventil und einem Wärmetauscher besteht. Das
Umschaltventil weist ein Gehäuse auf mit mindestens vier Anschlussstutzen, verbunden mit der Wärmepumpe sowie mindestens vier Anschlussstutzen, je zwei davon verbunden mit einer Wärmequelle und einer Wärmesenke, mit mindestens einem Ventilkörper und einem Antriebselement, um den
Ventilkörper relativ bezüglich der verschiedenen
Anschlussstutzen im Gehäuse zu bewegen. Der Wärmetauscher ist derartig an das Ventil angeschlossen, dass er im
Heizbetrieb der Wärmepumpe mit dessen Quellenseite
verbunden ist und dass beim Übergang der Wärmepumpe vom Heizbetrieb in den Kühlbetrieb, die Flussrichtüng des Wärmeträgermediums in diesem Wärmetauscher umgekehrt wird. Beispielshaft wird als Wärmetauscher eine Koaxial-Erdsonde eingesetzt .
Gemäss einer Ausführungsvariante wird vorgeschlagen, dass der Ventilkörper des Umschaltventils Durchdringungen wie hohlraumartige Durchgänge aufweist, von welchen mindestens ein Teil, davon je mindestens zwei Anschlussstutzen im Gehäuse, je nach Betriebsmodus unterschiedlich miteinander verbindet .
Wiederum gemäss einer Ausführungsvariante wird
vorgeschlagen, dass der Ventilkörper rotations-symmetrisch ausgebildet ist, wie beispielsweise zylindrisch oder kugelförmig, und bezüglich des den Ventilkörper
mantelförmig umgebenden Gehäuses rotierbar ist, um die Anschlussstutzen unterschiedlich miteinander zu verbinden.
Gemäss einer weiteren Ausführungsvariante wird
vorgeschlagen, dass der Ventilkörper linear zum Gehäuse bewegbar ist, womit durch eine translatorische Bewegung die Anschlussstutzen je nach Betriebsmodus unterschiedlich miteinander verbindbar sind. Weitere Ausführungsvarianten der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen
charakterisiert.
Weiter vorgeschlagen wird ein Verfahren zum
unterschiedlichen Betreiben einer Wärmepumpe durch
Umschaltung der Wärmeströme der Wärmepumpe gemäss dem
Wortlaut nach Anspruch 11.
Wiederum weitere Ausführungsvarianten des erfindungs- gemässen Verfahrens sind in den abhängigen Ansprüchen charakterisiert .
Die Erfindung wird nun beispielsweise unter Bezug auf die beigefügten Figuren näher erläutert. Dabei zeigen:
Figuren la und lb ein Beispiel einer hydraulischen
Verschaltung eines Wärmepumpen-Systems mit der
erfindungsgemässen Ventilanordnung;
Figur 2 schematisch im Schnitt ein erfindungsgemässes Umschaltventil mit angeschlossenem Wärmetauscher, welcher im Heizbetrieb mit der Quellenseite der Wärmepumpe
verbunden ist;
Figuren 3 und 4 zwei beispielhafte Ausführungen des erfindungsgemässen Umschaltventils schematisch im Schnitt, ebenfalls mit angeschlossenem Wärmetauscher, welcher im Heizbetrieb mit der Quellenseite der Wärmepumpe verbunden ist ;
und Figur 5 schematisch verschiedene Betriebsmodi mit
Verbindungen zwischen den verschiedenen Anschlüssen des Umschaltventils und der Durchströmungsrichtung des
angeschlossenen Wärmetauschers, welcher im Heizbetrieb mit der Quellenseite der Wärmepumpe verbunden ist.
Die Figuren la und lb zeigen ein Beispiel einer
hydraulischen Verschaltung eines Wärmepumpensystems mit
Wärmepumpe 1, Koaxial-Erdsonde 2, thermischem Kollektor 3, Raumabgabesystem 4, Zirkulationspumpen 5 und
Ventilvorrichtung 6 der Ventilanordnung gemäss Erfindung. Figur la zeigt das System im Heizbetrieb resp. Figur lb das System im Kühlbetrieb mit jeweils beispielhaften
Betriebstemperaturen. Im Heizfall ist der Kreislauf des thermischen Kollektors ausgeschaltet und die Koxial- Erdsonde wird von aussen nach innen durchströmt (von α nach ß) . Im Kühlfall ist der Kreislauf des Kollektors
eingeschaltet, die Flussrichtung in der Koaxial-Erdsonde wird umgekehrt und die Durchströmung findet von innen nach aussen statt (von ß nach a) . Die Umkehrung der
Flussrichtung verhindert resp. begünstigt den
Wärmeaustausch zwischen Sondenfluid und dem Erdreich entlang der Sondenlänge selektiv.
Die äussere Umschaltung erlaubt einen konstanten und gleichsinnigen Betrieb des Kältekreislaufs der Wärmepumpe und erhöht dadurch die mittlere Effizienz der Wärmepumpe über beide Betriebsmodi Heizen und Kühlen betrachtet.
Die Erfindung reduziert die Komplexität der hydraulischen Installation, die sich bei der äusseren Umschaltung mit
Flussrichtungsumkehr mit klassischer Ventiltechnik ergibt, indem die Komplexität der Verschaltung innerhalb eines einzigen Ventils zu liegen kommt. Es reduziert sich dadurch der Installationsaufwand und es besteht das Potential, eine günstigere Lösung zu realisieren. Die Reduktion von
mindestens drei 4-Weg oder vier 3-Weg Ventilen für die Umschaltung Heizen/Kühlen inklusive Umkehr der
Flussrichtung in der Sonde auf ein einzelnes Ventil
verbessert durch den Platzgewinn auch die Möglichkeit der Integration der äusseren Umschaltung ins Gehäuse der
Wärmepumpe .
Des Weiteren erlaubt das Umschaltventil der Ventilanordnung eine einfache Integration von zusätzlichen Funktionen, wie z.B. das Umgehen der Wärmepumpe für einen „free cooling"-
Betrieb oder für die direkte Regeneration des Erdreichs mit einem thermischen Kollektor oder das Vertauschen der
Reihenfolge für die Durchströmung von Erdsonde und
thermischem Kollektor in Verbindung mit einer
Flussrichtungsumkehr bei der Koaxial-Erdsonde oder
sonstige . Erfindungsgemäss setzt sich das Umschaltventil der
Ventilanordnung wie in Figur 2 gezeigt, zusammen aus einem Gehäuse 7 mit Anschlussstutzen für die Wärmepumpe 8 und für die Quellen/Senken 9, einem Ventilkörper 10 und einem
Antriebselement 11 mit möglichen Erweiterungen der
Anschlussstutzen für die direkte Anbindung von z.B. einem thermischen Kollektor.
Der Ventilkörper 10 enthält Hohlräume resp.
Durchdringungen, welche die Anschlussstutzen der
Wärmepumpenseite 8 in einer bestimmten Weise mit den
Anschlussstutzen der Quellen-/Senkenseite 9 verbinden.
Welche Anschlussstutzen miteinander verbunden sind, hängt von dem jeweiligen Betriebsmodus (Heizen/Kühlen, „free cooling", Regeneration Erdreich, etc.) ab. Zudem ist es entgegen der Darstellung in Figur 2 möglich, dass die
Anschlüsse der Wärmepumpe und der Quellen-/Senken-Seite je beidseitig des Ventilkörpers angeordnet sein können.
Allenfalls können die Anschlüsse allseitig angeordnet sein.
Für die Ventilanordnung wie in Figur 2 gezeigt, sind für die Umschaltung der Wärmeströme gemäss beschriebener
Erfindung unterschiedliche Ausführungen möglich. Zwei mögliche Ausführungen werden durch eine rotative Bewegung um die x- respektive y-Achse umgeschaltet und basierend auf einem zylindrischen Ventilkörper mit Durchdringungen auf der Manteloberfläche respektive auf den Stirnseiten.
Weitere rotationssymmetrische Geometrien, wie z.B. eine Kugel, sind als Ventilkörper ebenfalls denkbar. Eine weitere Ausführung basiert auf einem Linearschieber, welcher durch eine translatorische Bewegung entlang der x- Achse oder quer dazu die Umschaltung bewirkt.
Charakteristisch für die Erfindung ist, dass die äussere Umschaltung und die Flussrichtungsumkehr in einem, im
Heizbetrieb mit der Quellenseite der Wärmepumpe verbundenem Wärmetauscher wie z.B. einer Erdsonde, innerhalb eines einzelnen Elements (Ventil) passiert und lediglich ein Stellelement für die Umschaltung erforderlich ist. Als alternative Ausführung zu jener in Figur 2 dargestellt, kann die Verschaltung der Anschlüsse auch im Gehäuse 7 definiert sein und statt des Ventilkörpers 10 auch eine einfache Steuerscheibe verwendet werden, welche selektiv gewisse Verbindungen im Gehäuse freigibt und andere trennt.
In Figur 3 und Figur 4 sind zwei beispielhafte Ausführungen der erfindungsgemässen Ventilanordnung dargestellt. Das Umschaltventil als Bestandteil dieser Ventilanordnung ist einerseits als Zylinder mit Rotation um die x-Achse (Figur 3) und als axialer Schieber mit Verschiebung entlang der x- Achse (Figur 4) im Schnitt dargestellt. Der Wärmetauscher, welcher im Heizbetrieb mit der Quellenseite der Wärmepumpe verbunden ist in beiden Ausführungen an das Umschaltventil angeschlossen. In beiden Ausführungen wird zwischen der Quellen- und Senkenseite umgeschaltet sowie die
Flussrichtung in dem angeschlossenen Wärmetauscher
umgekehrt . Die Stellung des zylindrischen Umschaltventils in Figur 3 oben zeigt den Heizbetrieb, so dass i mit A, ii mit C, ii mit B, und iv mit D verbunden sind. Der angeschlossene Wärmetauscher wird von Anschluss in Richtung Anschluss durchströmt. Im Kühlbetrieb (Figur 3 unten) sind die
Anschlüsse i mit C, ii mit A, iii mit D, und iv mit B, miteinander verbunden. Der angeschlossene Wärmetauscher wird von Anschluss ß in Richtung Anschluss durchströmt.
In Figur 4 oben ist das Ventil in der axialen Ausführung in der Stellung für den Heizbetrieb gezeigt, so dass ebenfalls i mit A, ii mit B, iii mit C und iv mit D verbunden sind. Bei dieser Ausführung wird die Verbindung zwischen iv und D im Heizfall nicht alleine durch den Ventilkörper, sondern über den Ventilkörper und den Gehäusehohlraum erreicht. Der angeschlossene Wärmetauscher wird von Anschluss in
Richtung Anschluss ß durchströmt. Im Kühlbetrieb (Figur 4 unten) sind die Anschlüsse i mit B, ii mit D, iii mit A, und iv mit C, miteinander verbunden. Die Verbindungen zwischen der Wärmepumpe und der Quelle/Senke sind im
Kühlfall für die gezeigte Anordnung wieder alleine durch den Ventilkörper hergestellt. Der angeschlossene
Wärmetauscher wird von Anschluss ß in Richtung Anschluss durchströmt .
Beispielhafte Darstellung der Verbindungen zwischen Wä pumpe und der Quellen-/Senkenseite, sowie
Durchströmungsrichtung des im Heizbetrieb mit der Quellenseite der Wärmepumpe verbundenen Wärmetauschers für unterschiedliche Betriebsmodi.
In Figur 5 sind für verschiedene Betriebsmodi die
Verbindungen zwischen den verschiedenen Anschlüssen der Ventilvorrichtung, sowie die Durchströmungsrichtung des angeschlossenen Wärmetauschers schematisch dargestellt. Für die äussere Umschaltung der Quellen- und Senkenseite inklusive Flussrichtungsumkehr (Figur 5, Stellung a-c) werden die Wärmepumpe, das Abgabesystern und ein
Wärmetauscher (z.B. Erdsonde) an die Ventilvorrichtung angeschlossen. Bei einer möglichen Erweiterung der
Ventilvorrichtung wird zusätzlich ein thermischer Kollektor an die Ventilvorrichtung angeschlossen (Figur 5, Stellung d-f) . Mit dieser Erweiterung ist es möglich, die
Reihenfolge für die Durchströmung von Erdsonde und
thermischem Kollektor beizubehalten, resp. zu . ertauschen, bei gleichzeitiger Umkehrung der Flussrichtung in der Erdsonde .
Bei den verschiedenen Betriebsmodi in Figur 5 handelt sich um die folgenden:
Stellung a: Heizen
Stellung b: Kühlen mit Umkehrung der Flussrichtung in der Erdsonde
Stellung c: Free cooling
Stellung d: mögliche Erweiterung; Heizen mit thermischem
Kollektor und Koaxial-Erdsonde Stellung e: mögliche Erweiterung; Kühlen mit thermischem Kollektor und Koaxial-Erdsonde
Stellung f: mögliche Erweiterung: Regeneration des
Erdreichs mit thermischem Kollektor
Legende
i Kondensator OUT
ii Verdampfer IN
iii Verdampfer OUT
iv Kondensator IN
A Raum VL
B ärmetauscheranschluss ß
C Wärmetauscheranschluss α
D Raum RL
E VL Therm. Kollektor
F RL Therm. Kollektor
Bei den in den Figuren 1 bis 5 dargestellten möglichen Ausführungsvarianten einer erfindungsgemässen Ventilanordnung sowie der beschriebenen Verfahren handelt es sich selbstverständlich nur um Beispiele für das bessere
Verständnis der vorliegenden Erfindung.
Insbesondere die dargestellten Ventilanordnungen sind lediglich Beispiele, und andere Ausführungsvarianten sind möglich. Beispielsweise denkbar ist, dass der Ventilkörper als Kugel ausgebildet ist und durch Rotation des Ventilkörpers innerhalb eines mantelförmig den Körper umgebenden Gehäuses, die verschiedenen Anschlüsse, wie unter Bezug auf Figur 5 dargestellt, miteinander verbunden werden können. Statt eines Schiebers kann
selbstverständlich auch ein Zylinder innerhalb eines
Gehäuses linear bewegt werden und gegebenenfalls können auch bereits Teile der Verbindungen innerhalb des Gehäuses vorgesehen sein. Ebenfalls denkbar ist eine Lösung als Linearschieber, welcher quer zur x-Achse verschoben wird und im Ventilkörper jeweils pro Position Durchdringungen entsprechend der Zahl der äusseren Anschlüsse enthält. Auf die Materialwahl für die Herstellung von Gehäuse und
Ventilkörper wird in der vorliegenden Erfindung nicht speziell eingegangen, da sowohl metallene Werkstoffe wie auch Polymer-, keramische - oder andere Werkstoffe, je nach Anforderung, verwendet werden können. Auch auf den Antrieb und die Steuerung des Ventils wird in der vorliegenden Erfindung nicht speziell eingegangen, da den Möglichkeiten keine Grenzen gesetzt sind.

Claims

Patentansprüche
1. Ventilanordnung, bestehend aus einem Umschaltventil aufweisend ein Gehäuse (7) mit mindestens vier
Anschlussstutzen (8), verbunden mit einer Wärmepumpe, mindestens vier Anschlussstutzen (9), je mindestens zwei verbunden mit einer Wärmeguelle und einer Wärmesenke, mit mindestens einem Ventilkörper (10) und einem
Antriebselement, um den Ventilkörper relativ bezüglich der verschiedenen Anschlussstutzen im Gehäuse zu bewegen und einem im Heizbetrieb mit der Quellenseite der Wärmepumpe verbundenen Wärmetauscher (2), in welchem eine
Flussrichtungsumkehr des Wärmeträgermediums erzeugbar ist, wenn zwischen Heizbetrieb und Kühlbetrieb umgeschaltet wird.
2. Ventilanordnung nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, dass der Ventilkörper (10) Durchdringungen oder hohlförmige Durchgänge aufweist, von welchen
mindestens einige je mindestens zwei Anschlussstutzen je nach Betriebsmodus unterschiedlich miteinander verbinden.
3. Ventilanordnung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilkörper rotations- symmetrisch, wie zylindrisch oder kugelförmig ausgebildet ist und bezüglich des den Ventilkörper umgebenden Gehäuses rotierbar ist, um die Anschlussstutzen unterschiedlich miteinander zu verbinden.
4. Ventilanordnung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilkörper linear zum Gehäuse bewegbar ist, womit durch eine translatorische Bewegung die Anschlussstutzen je nach Betriebsmodus
unterschiedlich miteinander verbindbar sind.
5. Ventilanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Antriebselement durch einen mechanischen Antrieb gebildet wird, wobei die
Steuerung manuell oder basierend bspw. auf elektrischer Energie erfolgt.
6. Ventilanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens zwei Anschlüsse für einen Kondensator, mindestens zwei Anschlüsse für einen
Verdampfer, mindestens zwei Anschlüsse für einen Kühl- bzw. Wärmekreislauf und mindestens zwei Anschlüsse für eine. Wärmequelle/-senke und/oder -Speicher-Vorrichtung, wie z.B. Erdsonde, vorgesehen sind.
7. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Anschlussstutzen derart
unterschiedlich verbindbar sind, dass die Wärmequelle und - senke der Wärmepumpe vertauscht werden und damit sowohl Heiz- wie Kühlbetrieb ermöglichen.
8. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Anschlüsse derart verbindbar sind, dass die Anschlussstutzen von Wärmequelle und Wärmesenke direkt miteinander verbindbar sind.
9. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass weitere Anschlüsse im Gehäuse
vorgesehen sind für das Anschliessen von Zusatzgeräten wie thermische Kollektoren, weitere Kühl- oder Wärmekreisläufe,
Wärmespeicher, etc.
10. Wärmepumpen-System mit Wärmepumpe, Koaxial-Erdsonde, Raumabgabe-System, Zirkulationspumpen und gegebenenfalls thermischem Kollektor mit einer Ventilanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 9.
11. Verfahren zum unterschiedlichen Betreiben einer
Wärmepumpe durch Umschaltung der Wärmeströme einer
Wärmepumpe, sowie zum Erreichen einer Flussrichtungsumkehr in einem im Heizbetrieb mit der Quellenseite der Wärmepumpe verbundenen Wärmetauscher, dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmepumpe mit mindestens vier Anschlüssen an einem Gehäuse einer Ventilanordnung verbunden ist, sowie mindestens eine Wärmequelle und mindestens eine Wärmesenke ebenfalls mit mindestens je zwei Anschlüssen an demselben Gehäuse
verbunden sind und der unterschiedliche Betrieb erfolgt, indem die Anschlüsse mittels einem im Gehäuse angeordneten Ventilkörper durch Bewegen desselben in Bezug auf das
Gehäuse unterschiedlich miteinander verbunden werden.
12. Verfahren nach Anspruch 11, zum Beheizen oder Kühlen, eines Gebäudes unter Verwendung mindestens je einer
Wärmequelle/Wärmesenke wie z.B. ein Wärmeaufnahme/
Wärmeabgabesystem sowie eine Erdsonde, dadurch
gekennzeichnet, dass durch die Ventilkörper angeordnete
Durchdringungen oder hohlförmige Durchgänge die Anschlüsse von Wärmepumpe und Wärmequelle/Wärmesenke derart vertauscht werden, so dass eine unterschiedliche Nutzung der
Wärmepumpe (Heizen/Kühlen) ohne Umkehrung der inneren
Kältemittel-Ströme möglich wird.
13. Verfahren nach Anspruch 11 oder 12, dadurch
gekennzeichnet, dass durch unterschiedliches Verbinden der Anschlüsse eine Umkehr der Flussrichtung, insbesondere in einer Koaxial-Erdsonde, erfolgt.
14. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass durch Anordnen weiterer Anschlüsse bei Verwendung eines oder mehrerer thermischer Kollektoren durch unterschiedliches Verbinden der Anschlüsse die
Beibehaltung der Reihenfolge der Durchströmung von
thermischen Kollektoren und Erdsonde gegebenenfalls bei gleichzeitiger Flussrichtungsumkehr der Erdsonde ermöglicht wird.
PCT/EP2013/073632 2012-11-13 2013-11-12 Ventil zur umschaltung der wärmeströme einer wärmepumpe unter berücksichtigung der flussrichtungsumkehr in einem, im heizbetrieb mit der quellenseite der wärmepumpe verbundenen wärmetauscher WO2014076087A1 (de)

Priority Applications (8)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201380058828.6A CN104781611A (zh) 2012-11-13 2013-11-12 考虑到在加热操作期间连接到热泵的热源侧的换热器的流动方向逆转来转换热泵的热流的阀
JP2015541182A JP2016502636A (ja) 2012-11-13 2013-11-12 加熱動作中にヒートポンプのソース側に接続された熱交換器内の熱流の方向反転を考慮してヒートポンプの熱流を切り替えるバルブ
AU2013346935A AU2013346935A1 (en) 2012-11-13 2013-11-12 Valve for changing over the heat flows of a heat pump, taking into account the flow direction reversal in a heat exchanger connected during heating operation to the source side of the heat pump
US14/442,154 US20160305694A1 (en) 2012-11-13 2013-11-12 Valve for changing over the heat flows of a heat pump, taking into account the flow direction reversal in a heat exchanger connected during heating operation to the source side of the heat pump
RU2015122691A RU2015122691A (ru) 2012-11-13 2013-11-12 Клапан для переключения тепловых потоков теплового насоса с учетом реверсирования направления течения в теплообменнике, соединенном в режиме отопления со стороной источника теплового насоса
EP13789339.2A EP2920520A1 (de) 2012-11-13 2013-11-12 Ventil zur umschaltung der wärmeströme einer wärmepumpe unter berücksichtigung der flussrichtungsumkehr in einem, im heizbetrieb mit der quellenseite der wärmepumpe verbundenen wärmetauscher
CA2889278A CA2889278A1 (en) 2012-11-13 2013-11-12 Valve for changing over the heat flows of a heat pump, taking into account the flow direction reversal in a heat exchanger connected during heating operation to the source side ofthe heat pump
BR112015010488A BR112015010488A2 (pt) 2012-11-13 2013-11-12 válvula para modificar fluxos de calor de uma bomba térmica, considerando a inversão da direção de fluxo em um trocador de calor conectado durante a operação de aquecimento ao lado da fonte da bomba térmica

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CH2363/12 2012-11-13
CH02363/12A CH707175A1 (de) 2012-11-13 2012-11-13 Ventil zur Umschaltung der Wärmeströme einer Wärmepumpe.

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2014076087A1 true WO2014076087A1 (de) 2014-05-22

Family

ID=49554287

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/EP2013/073632 WO2014076087A1 (de) 2012-11-13 2013-11-12 Ventil zur umschaltung der wärmeströme einer wärmepumpe unter berücksichtigung der flussrichtungsumkehr in einem, im heizbetrieb mit der quellenseite der wärmepumpe verbundenen wärmetauscher

Country Status (11)

Country Link
US (1) US20160305694A1 (de)
EP (1) EP2920520A1 (de)
JP (1) JP2016502636A (de)
KR (1) KR20150083886A (de)
CN (1) CN104781611A (de)
AU (1) AU2013346935A1 (de)
BR (1) BR112015010488A2 (de)
CA (1) CA2889278A1 (de)
CH (1) CH707175A1 (de)
RU (1) RU2015122691A (de)
WO (1) WO2014076087A1 (de)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102015000424B3 (de) * 2015-01-14 2016-04-07 Audi Ag Rotationsventil für ein Heiz- und Kühlsystem
US20160223090A1 (en) * 2013-09-27 2016-08-04 Bharath Sai Kumar G.R. Method, system, apparatus and device for directional flow control of fluids and gases
DE102020115277A1 (de) 2020-06-09 2021-12-09 Stiebel Eltron Gmbh & Co. Kg Verfahren und Vorrichtung zur Leistungsregelung Passivkühlung
EP4357682A1 (de) 2022-10-19 2024-04-24 Viessmann Climate Solutions SE Wärmepumpenvorrichtung und verfahren zum betrieb einer wärmepumpenvorrichtung

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106678927A (zh) * 2017-02-07 2017-05-17 俞银星 切换正反循环方向的水路换向系统、水暖装置及供热方法
CN106940032A (zh) * 2017-04-17 2017-07-11 中能服能源科技股份有限公司 一种单井式深层地热利用直燃型热泵供热系统
CN110094543B (zh) * 2019-04-30 2020-07-14 上海化工院检测有限公司 一种滑块式绝热换向阀及高低温转换系统
WO2021231619A1 (en) * 2020-05-12 2021-11-18 Jacobi Robert W Switching flow water source heater/chiller
CN112880166B (zh) * 2021-02-20 2022-05-10 珠海格力电器股份有限公司 一种温控器自动设置方法、装置及温控器
AT525349B1 (de) * 2022-03-24 2023-03-15 Ochsner Waermepumpen Gmbh Anlage zur häuslichen Wärmeversorgung

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3527256A (en) * 1967-09-15 1970-09-08 Angelo Colombo Nine-way valve for inverting cycle providing both a perfect heat pump and a refrigerator pump circuit,and circuit obtained by said valve
DE2542728A1 (de) 1975-09-25 1977-03-31 Manfred R Burger Verfahren zum uebertragen von waerme oder kaelte und waermepumpe zu dessen durchfuehrung
US4553402A (en) * 1979-09-28 1985-11-19 Cramer Sr Carl V Non-reversible multiple-refrigeration-cycle solar apparatus including a variable directing valve mechanism
US5461876A (en) * 1994-06-29 1995-10-31 Dressler; William E. Combined ambient-air and earth exchange heat pump system
EP0967447A1 (de) 1998-05-20 1999-12-29 Itho B.V. Wärmepumpenanlage
EP1962024A2 (de) * 2007-02-26 2008-08-27 KIOTO Clear Energy AG Auf Basis erneuerbarer Energieträger arbeitendes Warmwasser-und Heizungssystem
US20100108290A1 (en) * 2008-10-28 2010-05-06 Trak International, Llc Methods and equipment for heating and cooling building zones
DE102009011092A1 (de) * 2009-03-03 2010-09-09 Piper, Erik John William Umweltwärme-Gewinnungssystem
US20100293982A1 (en) * 2007-09-21 2010-11-25 Hades Heating and air-conditioning installation with a heat pump, the installation including at least one heat transfer fluid distributor unit with coupling to a plurality of heat collection and delivery circuits

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CA1063370A (en) * 1976-11-01 1979-10-02 Consolidated Natural Gas Service Company Inc. Heat pump system
US6684651B1 (en) * 1998-07-02 2004-02-03 Kabushiki Kaisha Saginomiya Seisakusho Channel selector valve and method of driving the same, compressor with the channel selector valve, and device for controlling refrigerating cycle
KR100329930B1 (ko) * 1999-09-08 2002-03-22 윤종용 냉난방 겸용 공기조화기의 냉매유로 절환장치
US6289931B1 (en) * 2000-01-19 2001-09-18 Emerson Electric Co. Cycle reversing valve for use in heat pumps
US6321558B1 (en) * 2000-10-06 2001-11-27 American Standard International Inc. Water source heat pump with hot gas reheat
US6615602B2 (en) * 2001-05-22 2003-09-09 Ken Wilkinson Heat pump with supplemental heat source
AU2002314569A1 (en) * 2002-02-27 2003-09-09 Yun-Boon Lee Four-way reversing valve
JP2004263851A (ja) * 2003-01-06 2004-09-24 Tgk Co Ltd 切換弁
DE50305842D1 (de) * 2003-06-13 2007-01-11 Tiroler Roehren & Metallwerk Energiepfahl
JP4651394B2 (ja) * 2005-01-13 2011-03-16 三菱電機株式会社 四方弁
EP2118584A1 (de) * 2007-03-06 2009-11-18 A & S Umwelttechnologie AG System zur ausbildung von erdsonden
DE102008053554A1 (de) * 2008-10-28 2010-04-29 Behr Gmbh & Co. Kg Klimasystem für ein Gebäude

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3527256A (en) * 1967-09-15 1970-09-08 Angelo Colombo Nine-way valve for inverting cycle providing both a perfect heat pump and a refrigerator pump circuit,and circuit obtained by said valve
DE2542728A1 (de) 1975-09-25 1977-03-31 Manfred R Burger Verfahren zum uebertragen von waerme oder kaelte und waermepumpe zu dessen durchfuehrung
US4553402A (en) * 1979-09-28 1985-11-19 Cramer Sr Carl V Non-reversible multiple-refrigeration-cycle solar apparatus including a variable directing valve mechanism
US5461876A (en) * 1994-06-29 1995-10-31 Dressler; William E. Combined ambient-air and earth exchange heat pump system
EP0967447A1 (de) 1998-05-20 1999-12-29 Itho B.V. Wärmepumpenanlage
EP1962024A2 (de) * 2007-02-26 2008-08-27 KIOTO Clear Energy AG Auf Basis erneuerbarer Energieträger arbeitendes Warmwasser-und Heizungssystem
US20100293982A1 (en) * 2007-09-21 2010-11-25 Hades Heating and air-conditioning installation with a heat pump, the installation including at least one heat transfer fluid distributor unit with coupling to a plurality of heat collection and delivery circuits
US20100108290A1 (en) * 2008-10-28 2010-05-06 Trak International, Llc Methods and equipment for heating and cooling building zones
DE102009011092A1 (de) * 2009-03-03 2010-09-09 Piper, Erik John William Umweltwärme-Gewinnungssystem

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20160223090A1 (en) * 2013-09-27 2016-08-04 Bharath Sai Kumar G.R. Method, system, apparatus and device for directional flow control of fluids and gases
US10180190B2 (en) * 2013-09-27 2019-01-15 Bharath Sai Kumar G. R. Method, system, apparatus and device for directional flow control of fluids and gases
DE102015000424B3 (de) * 2015-01-14 2016-04-07 Audi Ag Rotationsventil für ein Heiz- und Kühlsystem
DE102020115277A1 (de) 2020-06-09 2021-12-09 Stiebel Eltron Gmbh & Co. Kg Verfahren und Vorrichtung zur Leistungsregelung Passivkühlung
EP4357682A1 (de) 2022-10-19 2024-04-24 Viessmann Climate Solutions SE Wärmepumpenvorrichtung und verfahren zum betrieb einer wärmepumpenvorrichtung
DE102022127454A1 (de) 2022-10-19 2024-04-25 Viessmann Climate Solutions Se Wärmepumpenvorrichtung und Verfahren zum Betrieb einer Wärmepumpenvorrichtung

Also Published As

Publication number Publication date
CN104781611A (zh) 2015-07-15
JP2016502636A (ja) 2016-01-28
RU2015122691A (ru) 2017-01-10
BR112015010488A2 (pt) 2017-07-11
US20160305694A1 (en) 2016-10-20
AU2013346935A1 (en) 2015-06-04
CH707175A1 (de) 2014-05-15
KR20150083886A (ko) 2015-07-20
EP2920520A1 (de) 2015-09-23
CA2889278A1 (en) 2014-05-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2920520A1 (de) Ventil zur umschaltung der wärmeströme einer wärmepumpe unter berücksichtigung der flussrichtungsumkehr in einem, im heizbetrieb mit der quellenseite der wärmepumpe verbundenen wärmetauscher
DE102012208174B4 (de) Wärmepumpe und verfahren zum pumpen von wärme im freikühlungsmodus
EP2608973B1 (de) Heiz-/kühleinrichtung und heiz-/kühl-modul für eine heiz-/kühleinrichtung
DE102007009194B3 (de) Mehrwegeventil
DE102011057190A1 (de) Wärmetauscher für ein Fahrzeug
DE69735216T2 (de) Adsorptionskältegerät
EP3667182B1 (de) Wärmepumpenanlage
EP3648997A1 (de) Kälteanlage für ein fahrzeug mit einem einen wärmeübertrager aufweisenden kältemittelkreislauf sowie wärmeübertrager für eine solche kälteanlage
DE102008057495A1 (de) Wärmespeicheranordnung
EP2848870B1 (de) Heizungsanlage und Verfahren zum Betreiben einer Heizungsanlage
DE10139065A1 (de) Vorrichtung zur Gewinnung von Wärmeenergie durch Nutzung der Latentwärme von Wasser und dafür geeigneter Wärmeaustauscher
DE202015107108U1 (de) Vorrichtung zur Erzeugung von Brauchwarmwasser und zur Klimatisierung eines oder mehrerer Räume eines Gebäudes
WO2011104031A2 (de) Latentwärmespeichermodul, klimatisierungseinrichtung und steuerungsverfahren derselben
WO2024002855A1 (de) Zweiverbindungssystem für wärmepumpen und erdwärmekollektoren
EP2204619B1 (de) Vorrichtung und verfahren für einen optimierten betrieb eines klimatisierungssystems und klimatisierungssystem
EP2078654A2 (de) Redundantes Klimasystem für Lokomotiven
DE102012024586A1 (de) Mehrkreisige Heizungs- oder Kühlanlage mit Mehrwegemischventil und Einrichtung zum Steuern und/oder Regeln für eine mehrkreisige Heizungs- oder Kühlanlage
DE102015221346A1 (de) Wärmepumpe und verfahren zum pumpen von wärme mit einer verflüssigerseitigen modussteuerung und einer verdampferseitigen feinsteuerung
DE102008016663A1 (de) Verflüssiger für eine Wärmepumpe und Wärmepumpe
DE102014211703A1 (de) Rotationsventil für eine Adsorptionswärmepumpe
DE102015221345A1 (de) Wärmepumpe und verfahren zum pumpen von wärme mit einem überbrückungsmodus
DE102007062342B4 (de) Verfahren und Anordnung zur Erhöhung des Temperaturniveaus im Kreislauf solarthermischer Anlagen oder Blockheizkraftwerke
AT525551B1 (de) Wärmekraftmaschine
EP1666812A2 (de) Niedertemperatur Stirling-Vorrichtung zur Raumklimatisierung
DE102012020928A1 (de) Wärmepumpenvorrichtung mit hermetischem, irreversiblem Wärmepumpenkreislauf

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 13789339

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2889278

Country of ref document: CA

REEP Request for entry into the european phase

Ref document number: 2013789339

Country of ref document: EP

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2013789339

Country of ref document: EP

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2015541182

Country of ref document: JP

Kind code of ref document: A

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 14442154

Country of ref document: US

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

REG Reference to national code

Ref country code: BR

Ref legal event code: B01A

Ref document number: 112015010488

Country of ref document: BR

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 20157014781

Country of ref document: KR

Kind code of ref document: A

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2013346935

Country of ref document: AU

Date of ref document: 20131112

Kind code of ref document: A

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: IDP00201503542

Country of ref document: ID

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: A20150324

Country of ref document: BY

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2015122691

Country of ref document: RU

Kind code of ref document: A

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 112015010488

Country of ref document: BR

Kind code of ref document: A2

Effective date: 20150508