WO2018149843A2 - System mit einer klimatisierungseinrichtung und einer brauchwassereinrichtung - Google Patents

System mit einer klimatisierungseinrichtung und einer brauchwassereinrichtung Download PDF

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WO2018149843A2
WO2018149843A2 PCT/EP2018/053611 EP2018053611W WO2018149843A2 WO 2018149843 A2 WO2018149843 A2 WO 2018149843A2 EP 2018053611 W EP2018053611 W EP 2018053611W WO 2018149843 A2 WO2018149843 A2 WO 2018149843A2
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heat
transfer medium
heat transfer
heat exchanger
primary side
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Philipp Perrin
Uwe Limbeck
Sergio Salustio
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Robert Bosch Gmbh
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Publication date
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    • Y02B30/00—Energy efficient heating, ventilation or air conditioning [HVAC]
    • Y02B30/12—Hot water central heating systems using heat pumps

Definitions

  • the invention relates to a system according to claim 1 and according to
  • Heat pump cycle a water heater and a solar collector known, the heat pump circuit and the solar collector heat a arranged in the process water hot water. Disclosure of the invention
  • the air conditioning device comprises a first heat pump cycle having a first heat transfer medium and a first heat exchanger, wherein the first heat exchanger having a first primary side and a first secondary side, wherein the first
  • Heat pump cycle can be filled with the first heat transfer medium and the first heat transfer medium in the first heat pump cycle in a circuit wherein the first heat transfer medium is guided via the first primary side and the first primary side is designed to discharge a first heat from the first heat transfer medium, the utility water device comprising a second heat exchanger, the second heat exchanger having a second primary side and a second secondary side the second
  • Primary side is thermally coupled to the first secondary side for at least partial transmission of the first heat, wherein the second secondary side of the second heat exchanger is adapted to supply at least partially the first heat to a service water of the service water device.
  • This embodiment has the advantage that the first heat can be recovered and not via the capacitor, for example, to a
  • Ambient air of the building is dissipate. As a result, noise emissions of the system can be kept very low.
  • a second input side of the second primary side is fluidically connected to the first secondary side.
  • Hot water device has a circulation pump and a second
  • the circulation pump is formed, the second heat transfer medium between the first secondary side and the second
  • the first secondary side is configured to heat the second heat transfer medium with the first heat and the second heat exchanger is formed, the first heat from the second
  • Heat pump cycle can be used to heat the process water. Furthermore, a hydraulic separation between the second
  • Heat transfer medium and the service water ensured so that contamination of the process water is avoided.
  • the service water device has a heat source.
  • the heat source is arranged between the first secondary side and the second primary side.
  • the heat source is designed to supply the second heat transfer medium for heating a second heat.
  • the heat source comprises a burner, in particular a Gas burner or an oil burner, an electric heater and / or a second heat pump cycle.
  • Air conditioning device can be supplied.
  • the service water device has a second heat pump cycle.
  • the second heat pump cycle has a third heat exchanger, a third heat transfer medium, a second compressor and a second throttle.
  • the third heat exchanger has a third primary side and a third secondary side.
  • the third secondary side is fluidly connected on the input side to the first secondary side.
  • the second primary side is fluidly connected on the input side to the third secondary side.
  • the input side of the third primary side is the second compressor and
  • the second throttle On the output side of the third primary side, the second throttle is arranged.
  • the second compressor is designed to promote the third heat transfer medium in a circuit.
  • the second heat pump cycle to an evaporator.
  • the evaporator is fluidly connected to the second throttle on the input side and to the second compressor on the output side.
  • Evaporator is formed, the third heat transfer medium with a second
  • the second compressor is formed, the third
  • the second heat at least partially the second
  • the second heat exchanger is designed to at least partially supply the first heat and second heat to the process water.
  • the service water can be reliably heated even when the air conditioning device is at a standstill.
  • the service water device has a second heat pump cycle.
  • the second heat pump cycle has a third heat exchanger, a third heat transfer medium, a second compressor, a second evaporator and a throttle. The third
  • Heat exchanger has a third primary side and a third secondary side.
  • the third primary side is fluidically connected to the first secondary side.
  • the second primary side is fluidly connected on the input side to the third secondary side.
  • the input side of the third primary side is the second compressor and the output side of the third primary side, the throttle is arranged. Between the throttle and the second compressor are the second evaporator and the first
  • the second compressor is designed to convey the third heat transfer medium in a circuit between the first secondary side and the third primary side.
  • the third heat transfer medium is arranged upstream of the second evaporator. This can be preheated with the first heat, the third heat transfer medium or already completely evaporated. If the third heat transfer medium exclusively preheated, can be heated to the desired temperature and evaporated by the second heat in the second evaporator, the third heat transfer medium. This will provide a reliable heating of the
  • the air conditioning device has a first heat pump cycle with a first capacitor.
  • the domestic hot water device has a second heat pump cycle.
  • the second heat pump cycle has an evaporator.
  • the condenser and the evaporator are arranged adjacent to each other.
  • the condenser is designed to give off a first heat.
  • the evaporator is arranged to the condenser such that the evaporator at least partially receives the first heat.
  • domestic hot water device is hydraulically coupled to the air conditioning device.
  • the first heat emitted as waste heat from the air-conditioning device can be used to heat the service water from the service water device.
  • the first heat pump cycle has a first compressor, a first heat transfer medium and another
  • the first compressor is formed, the first
  • the utility water has a
  • the heat exchanger has a primary side and a secondary side.
  • Heat pump cycle has a further heat exchanger, a second compressor, a third heat transfer medium and a throttle.
  • the further heat exchanger has a further secondary side and a further primary side.
  • the further primary side is fluidically connected to the second compressor.
  • the third heat transfer medium is formed, the first heat from
  • the further secondary side is fluidically connected to the primary side of the heat exchanger.
  • the second heat transfer medium is formed, the first heat from the other
  • Figure 1 is a schematic representation of a system according to a first embodiment
  • Figure 2 is a schematic representation of a system according to a second embodiment
  • Figure 3 is a schematic representation of a system according to a third embodiment
  • Figure 4 is a schematic representation of a system according to a fourth embodiment.
  • Figure 5 is a schematic representation of a system according to a fifth embodiment.
  • FIG. 1 shows a schematic representation of a system 10 according to a first embodiment.
  • the system 10 includes an air conditioning device 15 and a
  • the air conditioning device 15 has a first heat pump circuit 25 with a first compressor 30, a first heat exchanger 35, a condenser 40, a first throttle 45, a first evaporator 50 and a first heat transfer medium 55.
  • the air-conditioning device 15 is designed as a split device in the embodiment, so that the first evaporator 50 is arranged in the embodiment by way of example in a room 60 of a building 65 and, for example, the condenser 40 is placed in an environment 70 of the building 65.
  • Air conditioning device 15 conceivable.
  • the air conditioning device 15 for example, as an air-water or water-water heat pump or brine-water heat pump
  • the first heat pump cycle 25 is filled with the first heat transfer medium 55.
  • the first heat transfer medium 55 has, for example, a refrigerant, in particular, for example, CO2, propane, butane, R134 and / or R717.
  • the first heat exchanger 35 has a first primary side 75.
  • the first primary side 75 has a first input side 80 and a first output side 85 on.
  • the first heat exchanger 35 comprises a first secondary side 90.
  • the first secondary side 90 is thermally coupled to the first primary side 75.
  • the first heat exchanger 35 is configured to exchange heat between the first primary side 75 and the first secondary side 90.
  • the service water device 20 has, for example, a heat source 95, a circulation pump 100, a service water storage 105, a second
  • the process water storage 105 has at least one supply connection
  • the supply connection 120 may, for example, be fluidically connected to a fresh water supply network.
  • the removal port 125 is fluidly connected fluidically to a tapping point 131 of the building 65.
  • an inner space 130 of the hot water tank 105 stores a service water 135. Further, the interior 130 of the second heat exchanger 1 10 is arranged.
  • the second heat exchanger 110 has a second primary side 140 and a second secondary side 145.
  • the second secondary side 145 is fluidly connected to the interior 130 of the hot water tank 105 and is with
  • Hot water 135 flows around.
  • Heat transfer medium 55, 1 15 is guided, wherein in the primary side 140 heat from the heat transfer medium 55, 1 15 is dissipated.
  • the secondary side 90, 145 the side of the heat exchanger 35, 1 10 understood at the heat of the other heat transfer medium, for example, the second
  • Heat transfer medium 1 15 or the service water 135 is supplied.
  • the primary side 75, 140 and the secondary side 90, 145 are fluidly separated from each other.
  • the heat exchangers 35, 110 can be designed differently.
  • the heat exchanger 35, 1 10 as a plate heat exchanger or
  • Countercurrent heat exchanger may be formed.
  • the second heat exchanger 1 10 is formed as a pipe coil, which is arranged in the process water tank 105.
  • the second primary side 140 becomes for example, by an inner wall of the coil and the second
  • Secondary side 145 formed by an outer wall of the coil.
  • the second primary side 140 has a second input side 150 and a second output side 155.
  • the second is by way of example
  • Output side 155 is connected by means of a first line 160 on the input side to the circulation pump 100.
  • the circulation pump 100 is fluidly connected by means of a second line 165 on the output side to a third input side 170 of the first secondary side 90 of the first heat exchanger 35.
  • a third output side 175 of the first secondary side 90 is connected by means of a third line
  • Heat source 95 connected by a fourth line 185 to the second input side 150.
  • the second heat transfer medium 1 15 preferably has water.
  • the second heat transfer medium 1 15 preferably has water.
  • Heat transfer medium 1 15 also have a different material.
  • the first compressor 30 is connected on the output side by means of a fifth line 190 to the first input side 80 of the first primary side 75.
  • a sixth line 195 connects the first output side 85 of the first primary side 75 to the capacitor 40.
  • the capacitor 40 is connected to the first throttle 45 by means of a seventh line 200.
  • the first throttle 45 is also connected on the output side by means of an eighth line 205 to the first evaporator 50.
  • the air-conditioning device 15 is switched to the cooling mode and serves to discharge a first heat Qi from the space 60 and to cool the space 60 of the building 65. This will be the first
  • Heat transfer medium 55 in the first evaporator 50 is heated, preferably evaporated.
  • the heated first heat transfer medium 55 is guided via the ninth line 210 to the first compressor 30.
  • the first compressor 30 increases the pressure of the preferably gaseous first heat transfer medium 55.
  • Pressure increase is the first heat transfer medium 55, a first energy Ei fed.
  • the compressed first heat transfer medium 55 is guided via the fifth line 190 to the first input side 80.
  • the first heat Qi and at least partially the first energy Ei are at least partially transmitted to the first secondary side 90 and the first heat transfer medium 55 is cooled, preferably liquefied.
  • the second heat transfer medium 15 is heated with the first heat Qi and the first energy Ei.
  • the first heat transfer medium 55 is passed via the sixth line 195 to the condenser 40 and flows through the condenser 40.
  • the first heat transfer medium 55 flows after leaving the condenser 40 via the seventh line 200 to the first throttle 45.
  • Heat exchanger 35 only a first part of the first heat Qi and / or the first energy dissipated Ei, so the first heat transfer medium 55 is further cooled in the condenser 40 and a second portion of the first heat Qi and / or the first energy Ei dissipated to the environment 70 and at the latest in
  • the first heat transfer medium 55 flows from the first throttle 45 via the eighth line 205 to the first evaporator 50, so that the circuit of the first heat pump cycle 25 is closed.
  • the circulation pump 100 draws in via the first line 160, the second heat transfer medium 1 15 from the second primary side 140 with a return temperature TR and conveys it via the second line 165 and the third input side 170 in the first secondary side 90.
  • the first secondary side 90 takes that second heat transfer medium 1 15 at least partially the first heat Qi and the first energy Ei and is heated in the first secondary side 90 of the return temperature TR to the first temperature Ti.
  • the second heat transfer medium 1 15 flows out at the first temperature Ti via the third output side 175 from the first secondary side 90 and is guided via the third line 180 to the heat source 95. Upstream of the heat source 95, the first temperature Ti of the second heat transfer medium 1 15 in the third line 180 is detected.
  • the first temperature Ti is compared with a predefined threshold.
  • the heat source 95 is activated. If the first temperature exceeds Ti
  • the heat source 95 is deactivated or the heat source 95 is deactivated.
  • a second heat Q2 is supplied to the second heat transfer medium 15, and so that on the output side of the heat source 95 the second heat transfer medium 15 has a second temperature T2 that is greater than the first heat transfer medium Temperature Ti.
  • the first temperature Ti essentially corresponds to the second temperature T2.
  • the second heat transfer medium 1 15 flows into the second primary side 140 of the second heat exchanger 1 10 at the second temperature T2.
  • the second heat exchanger 1 10 passes the second
  • Heat exchanger 1 10 the first heat Q1 and optionally in addition the second heat Q2 and / or the first energy Ei from the second
  • the second heat transfer medium 1 15 flows through the second outlet side 155 and the first line 160 to the circulation pump 100, so that a cycle of
  • the heat source 95 is formed as a water heater and has, for example, an electric energy-operated electric heater 215, for example, as a heating element or heating coil
  • the heater 215 performs the second when activated
  • Hot water device 20 is activated to cool the space 60, then flows through the first heat transfer medium 55, the first heat exchanger 35, without that first heat transfer medium 55 is cooled.
  • the air conditioning device 15 is deactivated, the first heat transfer medium 55
  • the system 10 has the advantage that by the preheating of the
  • Return temperature TR to the first temperature ⁇ by supplying the first heat Qi and additionally the first energy Ei in the first heat exchanger 35 may be dispensed with the second heat source Q2 by the heat source 95 or the second heat Q2 is low.
  • the service water device 20 and thus the system 10 have a particularly low primary energy requirement.
  • FIG. 2 shows a schematic representation of a system 10 according to a second embodiment.
  • the system 10 is substantially identical to the system 10 shown in FIG. Deviating from this, the heat source 95 has a third heat exchanger 220 and a burner 235.
  • the third heat exchanger 220 has a burner 235.
  • Heat exchanger 220 has a third primary side 225 and a third one
  • the third primary side 225 is exemplarily thermally coupled to the burner 235 in the embodiment.
  • the burner 235 can be used, for example, as a gas burner or oil burner or as a wood burner,
  • the third secondary side 230 is fluidly connected to the third line 180 on the input side and to the fourth line 185 on the output side.
  • the second heat Q 2 is generated by combustion of a fuel, which is passed in the third heat exchanger 220 to the second heat transfer medium 1 15 for heating the second heat transfer medium 1 15.
  • FIG. 3 shows a schematic representation of a system 10 according to a third embodiment.
  • the system 10 is substantially identical to the systems 10 shown in Figs. Deviating from this, the heat source 95 has a second heat pump cycle 240.
  • Heat pump cycle 240 includes, in addition to the third heat exchanger 220, a second compressor 245, a second throttle 250, a third
  • Heat transfer medium 255 and a second evaporator 260 are identical to Heat transfer medium 255 and a second evaporator 260.
  • Embodiment is exemplified by the heat source 95 as well as the
  • Air conditioning device 15 designed as a split device, so that, for example, the second evaporator 260 is disposed outside of the building 65 to receive the second heat Q2 from the environment 70.
  • the second evaporator 260 is connected on the output side by means of a tenth line 265 to the second compressor 245.
  • the second compressor 245 is connected to the third primary side 225 by means of an eleventh line 270.
  • a twelfth line 275 connects the output side to the third
  • the third heat transfer medium 255 has, for example, a refrigerant, in particular, for example, CO2, propane, butane, R134 and / or R717 on.
  • the third heat transfer medium 255 is compressed by the second compressor 245. This is the third
  • Heat transfer medium 255 a second energy E2 supplied.
  • the third heat exchanger medium 255 flows into the third heat exchanger 220.
  • the second heat Q 2 and at least partially the second energy E 2 are transmitted from the third primary side 225 to the third secondary side 230 for heating the second heat transfer medium 15.
  • the cooled in the third primary side 225, preferably liquefied, third heat transfer medium 255 flows through the twelfth pipe 275 to the second throttle 250th
  • the third heat transfer medium 255 is evaporated.
  • the heated third heat transfer medium 255 flows from the second evaporator 260 via the tenth conduit 265 to the second compressor 245, so that the circuit of the second heat pump cycle 240 is closed.
  • the second compressor 245 may remain deactivated provided that the first temperature ⁇ the
  • FIG. 4 shows a schematic representation of a system 10 according to a fourth embodiment.
  • the system 10 is substantially identical to the system 10 shown in FIG. Deviating from this, the third line 180 is dispensed with.
  • the circulation pump 100 is instead connected fluidly on the output side via the second line 165 directly to the third secondary side 230.
  • the thirteenth conduit 280 is between the second throttle 250 and the second evaporator 260 between the second throttle 250 and the third input side 170 of the first one
  • Heat exchanger 35 is arranged.
  • the third output side 175 is connected to the second evaporator 260 via a fourteenth line 285.
  • the second compressor 245 conveys the third one
  • Heat transfer medium 255 as described in Figure 3 in a circle.
  • the first secondary side 90 becomes upstream of the second evaporator
  • the third heat transfer medium 255 flows through the third heat transfer medium 255.
  • Heat transfer medium 255 takes on the first secondary side 90, the first heat Q1 and the first energy Ei at least partially and is heated, preferably evaporated.
  • the heated third heat transfer medium 255 flows via the fourteenth line 285 to the second evaporator 260.
  • the second heat Q2 from the environment 70 of the system 10 is optionally supplied to the third heat transfer medium 255, if the first heat Q1 and the first energy Ei are too low. Is the
  • Air conditioning device 15 is deactivated, the third heat transfer medium 255 is only performed by the first secondary side 90 and no first energy Ei and no first heat Q1 are the third heat transfer medium 255 supplied. In this case, the heating of the third heat transfer medium 255, in particular the evaporation of the third heat transfer medium 255, takes place exclusively in the second evaporator 260.
  • the heated third heat transfer medium 255 leaves the second evaporator 260 in gaseous form and flows via the tenth line 265 to the second compressor 245.
  • the second compressor 245 leads the third heat transfer medium 255 a second energy E2 in the form of a pressure increase of the third
  • the third heat transfer medium 255 flows from the second evaporator 260 into the third primary side 225.
  • the third heat transfer medium 255 flows from the second evaporator 260 into the third primary side 225.
  • Heat exchanger 220 transmits the second heat Q2, the second energy E2 and, if the air conditioning device 15 is activated, the first heat Q1 and the first energy Ei, to the third secondary side 230.
  • the third secondary side 230 the second heat transfer medium 1 15 with the second heat Q2, the second energy E2 and optionally the first heat Q1 and the first energy Ei heated.
  • the second heat transfer medium 1 15 is guided by the circulation pump 100 in the second primary side 140.
  • Heat exchanger 10 the first heat Q1, the second heat Q2, the first energy Ei and the second energy E2 to the process water 135 for heating the process water 135 in the second secondary side 145 is heated.
  • the air conditioning device 15 includes a first blower 290 and the service water device 20 includes a second blower 295.
  • the first blower 290 is disposed on the condenser 40. When activated, the first blower 290 directs a first airflow 300 from the environment 70 to the first condenser 40, which is heated at the first condenser 40.
  • the second blower 295 is configured to direct a second air flow 305 to the second evaporator 260 from the environment 70, wherein the second evaporator 260 removes the second heat Cb from the second air flow 305.
  • the system 10 shown in Figure 4 is particularly compact. Furthermore, the system 10 is particularly quiet, especially if the evaporator 50, 260 each have a fan 290, 295.
  • FIG. 5 shows a schematic representation of a system 10 according to a fifth embodiment.
  • the system 10 is substantially identical to the system 10 shown in FIG. Deviating from this, the second evaporator 260 is arranged adjacent to the first evaporator 50. Furthermore, it is possible to dispense with the first heat exchanger 35.
  • the first blower 290 is exemplarily disposed between the first evaporator 50 and the second evaporator 260.
  • the second blower 295 is omitted by way of example.
  • the first blower 290 is advantageously activated simultaneously with the first compressor 30.
  • the first blower 290 generates the first air flow 300. In this case, the first air flow 300 is directed such that the first air flow 300 is first led to the condenser 40.
  • the first air flow 300 receives the first heat Qi and the first energy Ei and is thus heated relative to an ambient temperature Tu of the environment 70.
  • the first airflow 300 is conveyed from the first blower 290 to the second evaporator 260.
  • the second evaporator 260 at least partially receives the first heat Qi and the first energy Ei and possibly the second heat Q2 from the first air flow 300.
  • the second heat pump cycle 240 delivers the heat Qi, Q2 and the first energy Ei to the third heat exchanger 220. There, the first heat Qi, the first energy Ei, the second heat Q2 and the second energy E2 from the third primary side 225 to the third secondary side 230 for heating the second heat transfer medium 1 15 out.
  • the first heat Q1 and the first energy Ei of the air-conditioning device 15 can be used in a simple manner in order to achieve this
  • Heat pump circuits 25, 240 are not fluidly coupled to each other, so that in case of damage to the air conditioning device 15 and / or the
  • Hot water device 20 is not restricted.
  • a simple retrofit option for existing systems 10 is provided.
  • the service water device 20 and the air conditioning device 15 are provided.
  • the system 10 described in FIGS. 1 to 5 is particularly suitable for warm areas in which the air-conditioning device 15 is often used in the
  • Cooling operation is switched to promote the first heat Q1 from the space 60 of the building 65.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein System mit einer Klimatisierungseinrichtung und einer Brauchwassereinrichtung, wobei die Klimatisierungseinrichtung einen ersten Wärmepumpenkreislauf mit einem ersten Wärmeträgermedium und einem ersten Wärmetauscher umfasst, wobei der erste Wärmetauscher eine erste Primärseite und eine erste Sekundärseite aufweist, wobei der erste Wärmepumpenkreislauf mit dem ersten Wärmeträgermedium füllbar ist und das erste Wärmeträgermedium im ersten Wärmepumpenkreislauf in einem Kreislauf zirkuliert, wobei über die erste Primärseite das erste Wärmeträgermedium geführt ist und die erste Primärseite ausgebildet ist, eine erste Wärme aus dem ersten Wärmeträgermedium abzuführen,wobei die Brauchwassereinrichtung einen zweiten Wärmetauscher umfasst, wobei der zweite Wärmetauscher eine zweite Primärseite und eine zweite Sekundärseite aufweist, wobei die zweite Primärseite thermisch zur zumindest teilweisen Übertragung der ersten Wärme mitder ersten Sekundärseite gekoppelt ist, wobei die zweite Sekundärseite des zweiten Wärmetauschers ausgebildet ist, zumindest teilweise die erste Wärme einem Brauchwasser der Brauchwassereinrichtung zuzuführen.

Description

Beschreibung Titel
System mit einer Klimatisierungseinrichtung und einer Brauchwassereinrichtung Die Erfindung betrifft ein System gemäß Patentanspruch 1 und gemäß
Patentanspruch 8.
Stand der Technik Aus der US 2010/0031953 A1 ist ein Brauchwassersystem mit einem
Wärmepumpenkreislauf, einem Brauchwasserspeicher und einem Solarkollektor bekannt, wobei der Wärmepumpenkreislauf und der Solarkollektor ein in dem Brauchwasserspeicher angeordnetes Brauchwasser erwärmen. Offenbarung der Erfindung
Es ist Aufgabe der Erfindung, ein verbessertes System bereitzustellen.
Diese Aufgabe wird mittels eines Systems gemäß Patentanspruch 1 und gemäß Patentanspruch 8 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind in den abhängigen
Ansprüchen angegeben.
Es wurde erkannt, dass ein verbessertes System dadurch bereitgestellt werden kann, dass das System eine Klimatisierungseinrichtung und eine
Brauchwassereinrichtung umfasst, wobei die Klimatisierungseinrichtung einen ersten Wärmepumpenkreislauf mit einem ersten Wärmeträgermedium und einem ersten Wärmetauscher umfasst, wobei der erste Wärmetauscher eine erste Primärseite und eine erste Sekundärseite aufweist, wobei der erste
Wärmepumpenkreislauf mit dem ersten Wärmeträgermedium füllbar ist und das erste Wärmeträgermedium im ersten Wärmepumpenkreislauf in einem Kreislauf zirkuliert, wobei über die erste Primärseite das erste Wärmeträgermedium geführt ist und die erste Primärseite ausgebildet ist, eine erste Wärme aus dem ersten Wärmeträgermedium abzuführen, wobei die Brauchwassereinrichtung einen zweiten Wärmetauscher umfasst, wobei der zweite Wärmetauscher eine zweite Primärseite und eine zweite Sekundärseite aufweist, wobei die zweite
Primärseite thermisch zur zumindest teilweisen Übertragung der ersten Wärme mit der ersten Sekundärseite gekoppelt ist, wobei die zweite Sekundärseite des zweiten Wärmetauschers ausgebildet ist, zumindest teilweise die erste Wärme einem Brauchwasser der Brauchwassereinrichtung zuzuführen.
Diese Ausgestaltung hat den Vorteil, dass die erste Wärme rückgewonnen werden kann und nicht über den Kondensator beispielsweise an eine
Umgebungsluft des Gebäudes abzuführen ist. Dadurch können Lärmemissionen des Systems besonders niedrig gehalten werden.
In einer weiteren Ausführungsform ist eine zweite Eingangsseite der zweiten Primärseite mit der ersten Sekundärseite fluidisch verbunden. Die
Brauchwassereinrichtung weist eine Kreislaufpumpe und ein zweites
Wärmeträgermedium auf. Die Kreislaufpumpe ist ausgebildet, das zweite Wärmeträgermedium zwischen der ersten Sekundärseite und der zweiten
Primärseite im Kreis zu fördern. Die erste Sekundärseite ist ausgebildet, das zweite Wärmeträgermedium mit der ersten Wärme zu erwärmen und der zweite Wärmetauscher ist ausgebildet, die erste Wärme aus dem zweiten
Wärmeträgermedium an das Brauchwasser abzuführen. Dadurch kann besonders effizient die erste Wärme als Abwärme des ersten
Wärmepumpenkreislaufs genutzt werden, um das Brauchwasser zu erwärmen. Ferner wird eine hydraulische Trennung zwischen dem zweiten
Wärmeträgermedium und dem Brauchwasser sichergestellt, sodass eine Verschmutzung des Brauchwassers vermieden wird.
In einer weiteren Ausführungsform weist die Brauchwassereinrichtung eine Wärmequelle auf. Die Wärmequelle ist zwischen der ersten Sekundärseite und der zweiten Primärseite angeordnet. Die Wärmequelle ist ausgebildet, dem zweiten Wärmeträgermedium zur Erwärmung eine zweite Wärme zuzuführen. Vorzugsweise weist die Wärmequelle einen Brenner, insbesondere einen Gasbrenner oder einen Ölbrenner, eine elektrische Heizeinrichtung und/oder einen zweiten Wärmepumpenkreislauf auf. Diese Ausgestaltung hat den Vorteil, dass eine Vorlauftemperatur des zweiten Wärmeträgermediums bei Zuführung der Wärmequelle gegenüber der Temperatur des zweiten Wärmeträgermediums an der zweiten Ausgangsseite des zweiten Wärmetauschers angehoben ist, sodass die dem zweiten Wärmeträgermedium zuzuführende Wärme besonders gering ist und dass Wärme dem Brauchwasser auch bei Stillstand der
Klimatisierungseinrichtung zugeführt werden kann.
In einer weiteren Ausführungsform weist die Brauchwassereinrichtung einen zweiten Wärmepumpenkreislauf auf. Der zweite Wärmepumpenkreislauf weist einen dritten Wärmetauscher, ein drittes Wärmeträgermedium, einen zweiten Verdichter und eine zweite Drossel auf. Der dritte Wärmetauscher weist eine dritte Primärseite und eine dritte Sekundärseite auf. Die dritte Sekundärseite ist eingangsseitig mit der ersten Sekundärseite fluidisch verbunden. Die zweite Primärseite ist eingangsseitig mit der dritten Sekundärseite fluidisch verbunden. Eingangsseitig der dritten Primärseite ist der zweite Verdichter und
ausgangsseitig der dritten Primärseite ist die zweite Drossel angeordnet. Der zweite Verdichter ist ausgebildet, das dritte Wärmeträgermedium in einem Kreislauf zu fördern.
In einer weiteren Ausführungsform weist der zweite Wärmepumpenkreislauf einen Verdampfer auf. Der Verdampfer ist eingangsseitig mit der zweiten Drossel und ausgangsseitig mit dem zweiten Verdichter fluidisch verbunden. Der
Verdampfer ist ausgebildet, das dritte Wärmeträgermedium mit einer zweiten
Wärme zu erwärmen. Der zweite Verdichter ist ausgebildet, das dritte
Wärmeträgermedium in einem Kreislauf zwischen dem zweiten Verdampfer und dem dritten Wärmetauscher zu fördern, wobei der dritte Wärmetauscher ausgebildet ist, die zweite Wärme zumindest teilweise dem zweiten
Wärmeträgermedium zuzuführen. Der zweite Wärmetauscher ist ausgebildet, zumindest teilweise die erste Wärme und zweite Wärme dem Brauchwasser zuzuführen. Dadurch kann auch bei Stillstand der Klimatisierungseinrichtung das Brauchwasser zuverlässig erwärmt werden. In einer weiteren Ausführungsform weist die Brauchwassereinrichtung einen zweiten Wärmepumpenkreislauf auf. Der zweite Wärmepumpenkreislauf weist einen dritten Wärmetauscher, ein drittes Wärmeträgermedium, einen zweiten Verdichter, einen zweiten Verdampfer und eine Drossel auf. Der dritte
Wärmetauscher weist eine dritte Primärseite und einen dritte Sekundärseite auf.
Die dritte Primärseite ist mit der ersten Sekundärseite fluidisch verbunden. Die zweite Primärseite ist eingangsseitig mit der dritten Sekundärseite fluidisch verbunden. Eingangsseitig der dritten Primärseite ist der zweite Verdichter und ausgangsseitig der dritten Primärseite ist die Drossel angeordnet. Zwischen der Drossel und dem zweiten Verdichter sind der zweite Verdampfer und der erste
Wärmetauscher angeordnet. Der zweite Verdichter ist ausgebildet, das dritte Wärmeträgermedium in einem Kreislauf zwischen der ersten Sekundärseite und der dritten Primärseite zu fördern. Von besonderem Vorteil ist hierbei, wenn der erste Wärmetauscher
stromaufwärtsseitig des zweiten Verdampfers angeordnet ist. Dadurch kann mit der ersten Wärme das dritte Wärmeträgermedium vorgewärmt werden oder bereits vollständig verdampft werden. Wird das dritte Wärmeträgermedium ausschließlich vorgewärmt, kann durch die zweite Wärme im zweiten Verdampfer das dritte Wärmeträgermedium auf die gewünschte Temperatur erhitzt und verdampft werden. Dadurch wird eine zuverlässige Erwärmung des
Brauchwassers in jedem Betriebszustand des Systems sichergestellt.
Es wurde erkannt, dass ein verbessertes System dadurch bereitgestellt werden kann, dass das System eine Klimatisierungseinrichtung und eine
Brauchwassereinrichtung auf. Die Klimatisierungseinrichtung weist einen ersten Wärmepumpenkreislauf mit einem ersten Kondensator auf. Die
Brauchwassereinrichtung weist einen zweiten Wärmepumpenkreislauf auf. Der zweite Wärmepumpenkreislauf weist einen Verdampfer auf. Der Kondensator und der Verdampfer sind benachbart zueinander angeordnet. Der Kondensator ist ausgebildet, eine erste Wärme abzugeben. Der Verdampfer ist derart zu dem Kondensator angeordnet, dass der Verdampfer zumindest teilweise die erste Wärme aufnimmt. Dadurch kann eine einfache Kopplung zwischen der Brauchwassereinrichtung und der Klimatisierungseinrichtung bereitgestellt werden, ohne dass die
Brauchwassereinrichtung hydraulisch mit der Klimatisierungseinrichtung gekoppelt ist. Durch die räumlich benachbarte Anordnung kann die als Abwärme ab der Klimatisierungseinrichtung abgegebene erste Wärme zur Erwärmung des Brauchwassers von der Brauchwassereinrichtung genutzt werden.
In einer weiteren Ausführungsform weist der erste Wärmepumpenkreislauf einen ersten Verdichter, ein erstes Wärmeträgermedium und einen weiteren
Verdampfer auf. Der erste Verdichter ist ausgebildet, das erste
Wärmeträgermedium zwischen dem Kondensator und dem weiteren Verdampfer im Kreislauf zu fördern, um die erste Wärme von dem weiteren Verdampfer zu dem Kondensator zu fördern. Die Brauchwassereinrichtung weist einen
Wärmetauscher und ein zweites Wärmeträgermedium auf. Der Wärmetauscher weist eine Primärseite und eine Sekundärseite auf. Der zweite
Wärmepumpenkreislauf weist einen weiteren Wärmetauscher, einen zweiten Verdichter, ein drittes Wärmeträgermedium und eine Drossel auf. Der weitere Wärmetauscher weist eine weitere Sekundärseite und eine weitere Primärseite auf. Die weitere Primärseite ist fluidisch mit dem zweiten Verdichter verbunden. Das dritte Wärmeträgermedium ist ausgebildet, die erste Wärme vom
Verdampfer zum weiteren Wärmetauscher zu führen. Die weitere Sekundärseite ist fluidisch mit der Primärseite des Wärmetauschers verbunden. Das zweite Wärmeträgermedium ist ausgebildet, die erste Wärme vom weiteren
Wärmetauscher zum Wärmetauscher zur führen, wobei die Sekundärseite des Wärmetauschers ausgebildet ist, zumindest teilweise die erste Wärme dem Brauchwasser zuzuführen.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Figuren näher erläutert. Dabei zeigen:
Figur 1 eine schematische Darstellung eines Systems gemäß einer ersten Ausführungsform;
Figur 2 eine schematische Darstellung eines Systems gemäß einer zweiten Ausführungsform; Figur 3 eine schematische Darstellung eines Systems gemäß einer dritten Ausführungsform;
Figur 4 eine schematische Darstellung eines Systems gemäß einer vierten Ausführungsform; und
Figur 5 eine schematische Darstellung eines Systems gemäß einer fünften Ausführungsform.
Figur 1 zeigt eine schematische Darstellung eines Systems 10 gemäß einer ersten Ausführungsform.
Das System 10 umfasst eine Klimatisierungseinrichtung 15 und eine
Brauchwassereinrichtung 20. Die Klimatisierungseinrichtung 15 weist einen ersten Wärmepumpenkreislauf 25 mit einem ersten Verdichter 30, einem ersten Wärmetauscher 35, einem Kondensator 40, einer ersten Drossel 45, einem ersten Verdampfer 50 und einem ersten Wärmeträgermedium 55 auf.
Die Klimatisierungseinrichtung 15 ist in der Ausführungsform als Splitgerät ausgebildet, sodass der erste Verdampfer 50 in der Ausführungsform beispielhaft in einem Raum 60 eines Gebäudes 65 angeordnet ist und beispielsweise der Kondensator 40 in einer Umgebung 70 des Gebäudes 65 aufgestellt ist.
Selbstverständlich sind auch andere Ausgestaltungen der
Klimatisierungseinrichtung 15 denkbar. Insbesondere ist hierbei auch denkbar, dass die Klimatisierungseinrichtung 15 beispielsweise auch als Luft-Wasseroder Wasser-Wasser-Wärmepumpe oder Sole-Wasser-Wärmepumpe
ausgebildet ist.
Der erste Wärmepumpenkreislauf 25 ist mit dem ersten Wärmeträgermedium 55 befüllt. Das erste Wärmeträgermedium 55 weist beispielsweise ein Kältemittel, insbesondere beispielsweise CO2, Propan, Butan, R134 und/oder R717 auf.
Der erste Wärmetauscher 35 weist eine erste Primärseite 75 auf. Die erste Primärseite 75 weist eine erste Eingangsseite 80 und eine erste Ausgangsseite 85 auf. Ferner umfasst der erste Wärmetauscher 35 eine erste Sekundärseite 90. Die erste Sekundärseite 90 ist thermisch mit der ersten Primärseite 75 gekoppelt. Der erste Wärmetauscher 35 ist ausgebildet, Wärme zwischen der ersten Primärseite 75 und der ersten Sekundärseite 90 auszutauschen.
Die Brauchwassereinrichtung 20 weist beispielsweise eine Wärmequelle 95, eine Kreislaufpumpe 100, einen Brauchwasserspeicher 105, einen zweiten
Wärmetauscher 1 10 und ein zweites Wärmeträgermedium 1 15 auf. Der Brauchwasserspeicher 105 weist wenigstens einen Versorgungsanschluss
120 und einen Entnahmeanschluss 125 auf. Der Versorgungsanschluss 120 kann beispielsweise mit einem Frischwasserversorgungsnetz fluidisch verbunden sein. Der Entnahmeanschluss 125 ist fluidisch mit einer Zapfstelle 131 des Gebäudes 65 fluidisch verbunden. In einem Innenraum 130 speichert der Brauchwasserspeicher 105 ein Brauchwasser 135. Ferner ist im Innenraum 130 der zweite Wärmetauscher 1 10 angeordnet.
Der zweite Wärmetauscher 1 10 weist eine zweite Primärseite 140 und eine zweite Sekundärseite 145 auf. Die zweite Sekundärseite 145 ist fluidisch mit dem Innenraum 130 des Brauchwasserspeichers 105 verbunden und wird mit
Brauchwasser 135 umströmt. Dabei wird unter der Primärseite 75, 140 die Seite des Wärmetauschers 35, 1 10 verstanden, durch die das wärmeführende
Wärmeträgermedium 55, 1 15 geführt wird, wobei in der Primärseite 140 Wärme aus dem Wärmeträgermedium 55, 1 15 abgeführt wird. Unter der Sekundärseite 90, 145 wird die Seite des Wärmetauschers 35, 1 10 verstanden an der Wärme dem anderen Wärmeträgermedium beispielsweise dem zweiten
Wärmeträgermedium 1 15 oder dem Brauchwasser 135 zugeführt wird. Die Primärseite 75, 140 und die Sekundärseite 90, 145 sind fluidisch voneinander getrennt.
Die Wärmetauscher 35, 1 10 können unterschiedlich ausgebildet sein. So kann der Wärmetauscher 35, 1 10 als Plattenwärmetauscher oder
Gegenstromwärmetauscher ausgebildet sein. Insbesondere ist hierbei denkbar, dass der zweite Wärmetauscher 1 10 als Rohrschlange ausgebildet ist, die im Brauchwassertank 105 angeordnet ist. Die zweite Primärseite 140 wird beispielsweise durch eine Innenwand der Rohrschlange und die zweite
Sekundärseite 145 durch eine Außenwand der Rohrschlange gebildet.
Die zweite Primärseite 140 weist eine zweite Eingangsseite 150 und eine zweite Ausgangsseite 155 auf. In der Ausführungsform ist beispielhaft die zweite
Ausgangsseite 155 ist mittels einer ersten Leitung 160 eingangsseitig mit der Kreislaufpumpe 100 verbunden. Die Kreislaufpumpe 100 ist mittels einer zweiten Leitung 165 ausgangsseitig mit einer dritten Eingangsseite 170 der ersten Sekundärseite 90 des ersten Wärmetauschers 35 fluidisch verbunden. Eine dritte Ausgangsseite 175 der ersten Sekundärseite 90 ist mittels einer dritten Leitung
180 mit der Wärmequelle 95 fluidisch verbunden. Ausgangsseitig ist die
Wärmequelle 95 mittels einer vierten Leitung 185 mit der zweiten Eingangsseite 150 verbunden. In der ersten bis vierten Leitung 160, 165, 180, 185 strömt das zweite Wärmeträgermedium 1 15. Das zweite Wärmeträgermedium 1 15 weist vorzugsweise Wasser auf. Selbstverständlich kann das zweite
Wärmeträgermedium 1 15 auch ein anderes Material aufweisen.
Der erste Verdichter 30 ist ausgangsseitig mittels einer fünften Leitung 190 mit der ersten Eingangsseite 80 der ersten Primärseite 75 verbunden. Eine sechste Leitung 195 verbindet die erste Ausgangsseite 85 der ersten Primärseite 75 mit dem Kondensator 40. Ausgangsseitig ist der Kondensator 40 mittels einer siebten Leitung 200 mit der ersten Drossel 45 verbunden. Die erste Drossel 45 ist ferner ausgangsseitig mittels einer achten Leitung 205 mit dem ersten Verdampfer 50 verbunden.
In der Ausführungsform ist die Klimatisierungseinrichtung 15 in den Kühlbetrieb geschaltet und dient dazu, eine erste Wärme Qi aus dem Raum 60 abzuführen und den Raum 60 des Gebäudes 65 abzukühlen. Dazu wird das erste
Wärmeträgermedium 55 im ersten Verdampfer 50 erwärmt, vorzugsweise verdampft.
Das erwärmte erste Wärmeträgermedium 55 wird über die neunte Leitung 210 zu dem ersten Verdichter 30 geführt. Der erste Verdichter 30 erhöht den Druck des vorzugsweise gasförmigen ersten Wärmeträgermediums 55. Durch die
Druckerhöhung wird dem ersten Wärmeträgermedium 55 eine erste Energie Ei zugeführt. Das verdichtete erste Wärmeträgermedium 55 wird über die fünfte Leitung 190 zu der ersten Eingangsseite 80 geführt. In der ersten Primärseite 75 des ersten Wärmetauschers 35 wird zumindest teilweise die erste Wärme Qi sowie zumindest teilweise die erste Energie Ei an die erste Sekundärseite 90 übertragen und das erste Wärmeträgermedium 55 abgekühlt, vorzugsweise verflüssigt. Im ersten Wärmetauscher 35 wird mit der ersten Wärme Qi und der ersten Energie Ei das zweite Wärmeträgermedium 1 15 erwärmt.
Das erste Wärmeträgermedium 55 wird über die sechste Leitung 195 zu dem Kondensator 40 geführt und durchströmt den Kondensator 40. Das erste Wärmeträgermedium 55 strömt nach Verlassen des Kondensators 40 über die siebte Leitung 200 zu der ersten Drossel 45. Wurde in dem ersten
Wärmetauscher 35 nur ein erster Teil der ersten Wärme Qi und/oder der ersten Energie Ei abgeführt, so wird im Kondensator 40 das erste Wärmeträgermedium 55 weiter abgekühlt und ein zweiter Teil der ersten Wärme Qi und/oder der ersten Energie Ei an die Umgebung 70 abgeführt und spätestens im
Kondensator 40 das erste Wärmeträgermedium 55 verflüssigt.
An der ersten Drossel 45 wird ein Druck des ersten Wärmeträgermediums 55 reduziert. Das erste Wärmeträgermedium 55 strömt von der ersten Drossel 45 über die achte Leitung 205 zu dem ersten Verdampfer 50, sodass der Kreis des ersten Wärmepumpenkreislaufs 25 geschlossen ist.
Im Wesentlichen zeitgleich zur Aktivierung des ersten Verdichters 30 wird die Kreislaufpumpe 100 aktiviert. Die Kreislaufpumpe 100 saugt über die erste Leitung 160 das zweite Wärmeträgermedium 1 15 aus der zweiten Primärseite 140 mit einer Rücklauftemperatur TR an und fördert es über die zweite Leitung 165 und die dritte Eingangsseite 170 in die erste Sekundärseite 90. In der ersten Sekundärseite 90 nimmt das zweite Wärmeträgermedium 1 15 zumindest teilweise die erste Wärme Qi und die erste Energie Ei auf und wird in der ersten Sekundärseite 90 von der Rücklauftemperatur TR auf die erste Temperatur Ti erwärmt. Das zweite Wärmeträgermedium 1 15 strömt mit der ersten Temperatur Ti über die dritte Ausgangsseite 175 aus der ersten Sekundärseite 90 aus und wird über die dritte Leitung 180 zur Wärmequelle 95 geführt. Stromaufwärtsseitig der Wärmequelle 95 wird die erste Temperatur Ti des zweiten Wärmeträgermediums 1 15 in der dritten Leitung 180 erfasst. Die erste Temperatur Ti wird mit einem vordefinierten Schwellenwert verglichen.
Unterschreitet die erste Temperatur Ti den vordefinierten Schwellenwert, wird die Wärmequelle 95 aktiviert. Überschreitet die erste Temperatur Ti den
vordefinierten Schwellenwert, wird die Wärmequelle 95 deaktiviert oder bleibt die Wärmequelle 95 deaktiviert.
Das zweite Wärmeträgermedium 1 15 durchströmt die Wärmequelle 95. Bei Aktivierung der Wärmequelle 95 wird dem zweiten Wärmeträgermedium 1 15 eine zweite Wärme Q2 zugeführt und, sodass ausgangsseitig der Wärmequelle 95 das zweite Wärmeträgermedium 1 15 eine zweite Temperatur T2 aufweist, die größer ist als die erste Temperatur Ti . Bei deaktivierter Wärmequelle 95 entspricht die erste Temperatur Ti im Wesentlichen der zweiten Temperatur T2.
Über die vierte Leitung 185 strömt das zweite Wärmeträgermedium 1 15 in die zweite Primärseite 140 des zweiten Wärmetauschers 1 10 mit der zweiten Temperatur T2 ein. Im zweiten Wärmetauscher 1 10 übergibt der zweite
Wärmetauscher 1 10 die erste Wärme Q1 und gegebenenfalls zusätzlich die zweite Wärme Q2 und/oder die erste Energie Ei vom zweiten
Wärmeträgermedium 1 15 an das Brauchwasser 135 und erwärmt das
Brauchwasser 135. Abgekühlt auf die Rücklauftemperatur TR strömt das zweite Wärmeträgermedium 1 15 über die zweite Ausgangsseite 155 und die erste Leitung 160 zur Kreislaufpumpe 100, sodass ein Kreislauf der
Brauchwassereinrichtung 20 geschlossen ist.
In der Ausführungsform ist die Wärmequelle 95 als Durchlauferhitzer ausgebildet und weist beispielhaft eine mit elektrischer Energie betriebene elektrische Heizeinrichtung 215, die beispielsweise als Heizstab oder Heizspirale
ausgebildet ist, auf. Die Heizeinrichtung 215 führt bei Aktivierung die zweite
Wärme Q2 dem zweiten Wärmeträgermedium 1 15 zu.
Wird die Klimatisierungseinrichtung 15 unabhängig von der
Brauchwassereinrichtung 20 zum Kühlen des Raums 60 aktiviert, so durchströmt das erste Wärmeträgermedium 55 den ersten Wärmetauscher 35, ohne dass das erste Wärmeträgermedium 55 abgekühlt wird. Bei deaktivierter Klimatisierungseinrichtung 15 wird das erste Wärmeträgermedium 55
ausschließlich durch die Wärmequelle 95 erwärmt.
Das System 10 hat den Vorteil, dass durch die Vorwärmung von der
Rücklauftemperatur TR auf die erste Temperatur ΤΊ durch Zuführung der ersten Wärme Qi und zusätzlich der ersten Energie Ei im ersten Wärmetauscher 35 gegebenenfalls auf Zuführung der zweiten Wärme Q2 durch die Wärmequelle 95 verzichtet werden kann oder die zweite Wärme Q2 gering ist. Durch die Kopplung der Brauchwassereinrichtung 20 mit der Klimatisierungseinrichtung 15 weist die Brauchwassereinrichtung 20 und somit das System 10 einen besonders niedrigen primären Energiebedarf auf.
Figur 2 zeigt eine schematische Darstellung eines Systems 10 gemäß einer zweiten Ausführungsform.
Das System 10 ist im Wesentlichen identisch zu dem in Figur 1 gezeigten System 10 ausgebildet. Abweichend dazu weist die Wärmequelle 95 einen dritten Wärmetauscher 220 und einen Brenner 235 auf. Der dritte
Wärmetauscher 220 weist eine dritte Primärseite 225 und eine dritte
Sekundärseite 230 auf. Die dritte Primärseite 225 ist in der Ausführungsform beispielhaft mit dem Brenner 235 thermisch gekoppelt. Der Brenner 235 kann beispielsweise als Gasbrenner oder Ölbrenner oder als Holzbrenner,
beispielsweise als Pelletbrenner, ausgebildet sein. Die dritte Sekundärseite 230 ist eingangsseitig mit der dritten Leitung 180 und ausgangsseitig mit der vierten Leitung 185 fluidisch verbunden. Im Betrieb des Brenners 235 wird durch eine Verbrennung eines Brennstoffs die zweite Wärme Q2 erzeugt, die im dritten Wärmetauscher 220 an das zweite Wärmeträgermedium 1 15 zur Erwärmung des zweiten Wärmeträgermediums 1 15 geleitet wird.
Durch die Erwärmung des zweiten Wärmeträgermediums 1 15 von der
Rücklauftemperatur TR auf die erste Temperatur T1 ist ein Verbrauch an
Brennstoff für den Brenner 235 besonders gering. Figur 3 zeigt eine schematische Darstellung eines Systems 10 gemäß einer dritten Ausführungsform.
Das System 10 ist im Wesentlichen identisch zu den in den Figuren 1 und 2 gezeigten Systemen 10 ausgebildet. Abweichend dazu weist die Wärmequelle 95 einen zweiten Wärmepumpenkreislauf 240 auf. Der zweite
Wärmepumpenkreislauf 240 umfasst neben dem dritten Wärmetauscher 220 einen zweiten Verdichter 245, eine zweite Drossel 250, ein drittes
Wärmeträgermedium 255 und einen zweiten Verdampfer 260. In der
Ausführungsform ist beispielhaft die Wärmequelle 95 ebenso wie die
Klimatisierungseinrichtung 15 als Splitgerät ausgebildet, sodass beispielhaft der zweite Verdampfer 260 außerhalb des Gebäudes 65 angeordnet ist, um die zweite Wärme Q2 aus der Umgebung 70 aufzunehmen. Der zweite Verdampfer 260 ist ausgangsseitig mittels einer zehnten Leitung 265 mit dem zweiten Verdichter 245 verbunden. Ausgangsseitig ist der zweite Verdichter 245 mittels einer elften Leitung 270 mit der dritten Primärseite 225 verbunden. Eine zwölfte Leitung 275 verbindet ausgangsseitig die dritte
Primärseite 225 mit der zweiten Drossel 250. Stromabwärtsseitig ist die zweite Drossel 250 mittels einer dreizehnten Leitung 280 mit dem zweiten Verdampfer
260 fluidisch verbunden. Im zweiten Wärmepumpenkreislauf 240 zirkuliert das dritte Wärmeträgermedium 255. Das dritte Wärmeträgermedium 255 weist beispielsweise ein Kältemittel, insbesondere beispielsweise CO2, Propan, Butan, R134 und/oder R717, auf.
Bei Aktivierung des zweiten Verdichters 245 wird das dritte Wärmeträgermedium 255 durch den zweiten Verdichter 245 verdichtet. Dabei wird dem dritten
Wärmeträgermedium 255 eine zweite Energie E2 zugeführt. Das verdichtete dritte Wärmeträgermedium 255 strömt in den dritten Wärmetauscher 220. Im dritten Wärmetauscher 220 wird zumindest teilweise die zweite Wärme Q2 und die zumindest teilweise die zweite Energie E2 von der dritten Primärseite 225 an die dritte Sekundärseite 230 zur Erwärmung des zweiten Wärmeträgermediums 1 15 übertragen. Das in der dritten Primärseite 225 abgekühlte, vorzugsweise verflüssigte, dritte Wärmeträgermedium 255 strömt über die zwölfte Leitung 275 zur zweiten Drossel 250. Dort wird ein Druck des dritten Wärmeträgermediums 255 reduziert. Mit reduziertem Druck strömt das dritte Wärmeträgermedium 255 in den zweiten Verdampfer 260. Im zweiten Verdampfer 260 nimmt das dritte Wärmeträgermedium 255 die zweite Wärme Q2 aus der Umgebung 70 auf. Dabei wird vorzugsweise das dritte Wärmeträgermedium 255 verdampft. Das erwärmte dritte Wärmeträgermedium 255 strömt aus dem zweiten Verdampfer 260 über die zehnte Leitung 265 zu dem zweiten Verdichter 245, sodass der Kreis des zweiten Wärmepumpenkreislaufs 240 geschlossen ist.
Von besonderem Vorteil ist hierbei, wenn der erste Verdichter 30, die
Kreislaufpumpe 100 und gegebenenfalls zusätzlich der zweite Verdichter 245 im
Wesentlichen zeitgleich aktiviert oder deaktiviert werden. Auch kann der zweite Verdichter 245 deaktiviert bleiben, sofern die erste Temperatur ΤΊ den
vordefinierten Schwellenwert überschreitet. Figur 4 zeigt eine schematische Darstellung eines Systems 10 gemäß einer vierten Ausführungsform.
Das System 10 ist im Wesentlichen identisch zu dem in Figur 3 gezeigten System 10 ausgebildet. Abweichend dazu wird auf die dritte Leitung 180 verzichtet. Die Kreislaufpumpe 100 ist stattdessen ausgangsseitig über die zweite Leitung 165 direkt mit der dritten Sekundärseite 230 fluidisch verbunden. Ferner ist die dreizehnte Leitung 280 statt der in Figur 3 gezeigten Anordnung zwischen der zweiten Drossel 250 und dem zweiten Verdampfer 260 zwischen der zweiten Drossel 250 und der dritten Eingangsseite 170 des ersten
Wärmetauschers 35 angeordnet. Die dritte Ausgangsseite 175 ist über eine vierzehnte Leitung 285 mit dem zweiten Verdampfer 260 verbunden.
Im Betrieb des Systems 10 fördert der zweite Verdichter 245 das dritte
Wärmeträgermedium 255 wie in Figur 3 beschrieben im Kreis. Zusätzlich wird dabei die erste Sekundärseite 90 stromaufwärtsseitig des zweiten Verdampfers
260 mit dem dritten Wärmeträgermedium 255 durchströmt. Das dritte
Wärmeträgermedium 255 nimmt an der ersten Sekundärseite 90 die erste Wärme Q1 und die erste Energie Ei zumindest teilweise auf und wird erwärmt, vorzugsweise verdampft. Das erwärmte dritte Wärmeträgermedium 255 strömt über die vierzehnte Leitung 285 zum zweiten Verdampfer 260. Im zweiten Verdampfer 260 wird dem dritten Wärmeträgermedium 255 die zweite Wärme Q2 aus der Umgebung 70 des Systems 10 gegebenenfalls zugeführt, sofern die erste Wärme Q1 und die erste Energie Ei zu gering sind. Ist die
Klimatisierungseinrichtung 15 deaktiviert, so wird das dritte Wärmeträgermedium 255 nur durch die erste Sekundärseite 90 geführt und keine erste Energie Ei und keine erste Wärme Q1 werden dem dritten Wärmeträgermedium 255 zugeführt. In diesem Fall erfolgt die Erwärmung des dritten Wärmeträgermediums 255, insbesondere die Verdampfung des dritten Wärmeträgermediums 255, ausschließlich im zweiten Verdampfer 260.
Das erwärmte dritte Wärmeträgermedium 255 verlässt den zweiten Verdampfer 260 gasförmig und strömt über die zehnte Leitung 265 zum zweiten Verdichter 245. Der zweite Verdichter 245 führt dem dritten Wärmeträgermedium 255 eine zweite Energie E2 in Form einer Druckerhöhung des dritten
Wärmeträgermediums 255 zu. Das dritte Wärmeträgermedium 255 strömt vom zweiten Verdampfer 260 in die dritte Primärseite 225 ein. Der dritte
Wärmetauscher 220 überträgt die zweite Wärme Q2, die zweite Energie E2 und, sofern die Klimatisierungseinrichtung 15 aktiviert ist, die erste Wärme Q1 und die erste Energie Ei, an die dritte Sekundärseite 230. In der dritten Sekundärseite 230 wird das zweite Wärmeträgermedium 1 15 mit der zweiten Wärme Q2, der zweiten Energie E2 und gegebenenfalls der ersten Wärme Q1 und der ersten Energie Ei erwärmt. Das zweite Wärmeträgermedium 1 15 wird durch die Kreislaufpumpe 100 in die zweite Primärseite 140 geführt. Im zweiten
Wärmetauscher 1 10 wird die erste Wärme Q1, die zweite Wärme Q2, die erste Energie Ei und die zweite Energie E2 an das Brauchwasser 135 zur Erwärmung des Brauchwassers 135 in der zweiten Sekundärseite 145 erwärmt.
Die in Figur 4 gezeigte Ausgestaltung des Systems 10 hat den Vorteil, dass der die Klimatisierungseinrichtung 15 und die Brauchwassereinrichtung 20 unabhängig voneinander betrieben werden können, jedoch bei gleichzeitigem Betrieb der Klimatisierungseinrichtung 15 und der Brauchwassereinrichtung 20 die erste Wärme Q1 und die erste Energie Ei von der Klimatisierungseinrichtung 15 an die Brauchwassereinrichtung 20 übertragen werden kann, sodass die Brauchwassereinrichtung 20 besonders energieeffizient arbeitet. ln der Ausführungsform umfasst beispielhaft die Klimatisierungseinrichtung 15 ein erstes Gebläse 290 und die Brauchwassereinrichtung 20 ein zweites Gebläse 295. Das erste Gebläse 290 ist am Kondensator 40 angeordnet. Bei Aktivierung führt das erste Gebläse 290 einen ersten Luftstrom 300 aus der Umgebung 70 an den ersten Kondensator 40, der am ersten Kondensator 40 erwärmt wird. Das zweite Gebläse 295 ist ausgebildet, einen zweiten Luftstrom 305 an den zweiten Verdampfer 260 aus der Umgebung 70 zu führen, wobei der zweite Verdampfer 260 die zweite Wärme Cb aus dem zweiten Luftstrom 305 entnimmt.
Das in Figur 4 gezeigte System 10 ist besonders kompakt ausgebildet. Ferner ist das System 10 besonders leise, insbesondere wenn der Verdampfer 50, 260 jeweils ein Gebläse 290, 295 aufweist.
Figur 5 zeigt eine schematische Darstellung eines Systems 10 gemäß einer fünften Ausführungsform.
Das System 10 ist im Wesentlichen identisch zu dem in Figur 4 gezeigten System 10 ausgebildet. Abweichend dazu ist der zweite Verdampfer 260 benachbart zu dem ersten Verdampfer 50 angeordnet. Ferner kann auf den ersten Wärmetauscher 35 verzichtet werden. In der Ausführungsform ist das erste Gebläse 290 zwischen dem ersten Verdampfer 50 und dem zweiten Verdampfer 260 beispielhaft angeordnet. Auf das zweite Gebläse 295 wird beispielhaft verzichtet. Das erste Gebläse 290 wird vorteilhafterweise gleichzeitig mit dem ersten Verdichter 30 aktiviert. Das erste Gebläse 290 erzeugt den ersten Luftstrom 300. Dabei ist der erste Luftstrom 300 derart gerichtet, dass der erste Luftstrom 300 zuerst an den Kondensator 40 geführt wird. Dabei nimmt der erste Luftstrom 300 die erste Wärme Qi und die erste Energie Ei auf und wird damit gegenüber einer Umgebungstemperatur Tu der Umgebung 70 erwärmt. Der erste Luftstrom 300 wird vom ersten Gebläse 290 an den zweiten Verdampfer 260 gefördert. Der zweite Verdampfer 260 nimmt die erste Wärme Qi und die erste Energie Ei sowie gegebenenfalls die zweite Wärme Q2 aus dem ersten Luftstrom 300 zumindest teilweise auf.
Der zweite Wärmepumpenkreislauf 240 fördert die Wärme Qi, Q2 und die erste Energie Ei an den dritten Wärmetauscher 220. Dort wird die erste Wärme Qi, die erste Energie Ei, die zweite Wärme Q2 und die zweite Energie E2 von der dritten Primärseite 225 an die dritte Sekundärseite 230 zur Erwärmung des zweiten Wärmeträgermediums 1 15 geführt.
Durch die benachbarte Anordnung des Kondensators 40 und des zweiten Verdampfers 260 kann auf einfache Weise die erste Wärme Q1 und die erste Energie Ei der Klimatisierungseinrichtung 15 genutzt werden, um das
Brauchwasser 135 zu erwärmen. Ferner sind die beiden
Wärmepumpenkreisläufe 25, 240 nicht fluidisch miteinander gekoppelt, sodass bei einer Beschädigung der Klimatisierungseinrichtung 15 und/oder der
Brauchwassereinrichtung 20 der Schaden sich jeweils nicht auf die jeweils andere Einrichtung 15, 20 auswirkt und somit beispielsweise bei einem Ausfall der Klimatisierungseinrichtung 15 eine weitere Funktion der
Brauchwassereinrichtung 20 nicht eingeschränkt wird. Zudem wird eine einfache Nachrüstmöglichkeit für bestehende Systeme 10 bereitgestellt. Auch können die Brauchwassereinrichtung 20 und die Klimatisierungseinrichtung 15
unterschiedlicher Hersteller auf einfache Weise miteinander kombiniert werden.
Das in den Figuren 1 bis 5 beschriebene System 10 eignet sich insbesondere für warme Gegenden, in denen häufig die Klimatisierungseinrichtung 15 im
Kühlbetrieb geschaltet ist, um die erste Wärme Q1 aus dem Raum 60 des Gebäudes 65 zu fördern.

Claims

Ansprüche
1. System (10) mit einer Klimatisierungseinrichtung (15) und einer
Brauchwassereinrichtung (20),
- wobei die Klimatisierungseinrichtung (15) einen ersten
Wärmepumpenkreislauf (25) mit einem ersten Wärmeträgermedium (55) und einem ersten Wärmetauscher (35) umfasst,
- wobei der erste Wärmetauscher (35) eine erste Primärseite (75) und eine erste Sekundärseite (90) aufweist,
- wobei der erste Wärmepumpenkreislauf (25) mit dem ersten
Wärmeträgermedium (55) füllbar ist und das erste
Wärmeträgermedium im ersten Wärmepumpenkreislauf (25) in einem Kreislauf zirkuliert,
- wobei über die erste Primärseite (75) das erste Wärmeträgermedium (55) geführt ist und die erste Primärseite (75) ausgebildet ist, eine erste Wärme (Qi) aus dem ersten Wärmeträgermedium (55) abzuführen,
- wobei die Brauchwassereinrichtung (20) einen zweiten
Wärmetauscher (1 10) umfasst,
- wobei der zweite Wärmetauscher (1 10) eine zweite Primärseite (140) und eine zweite Sekundärseite (145) aufweist,
- wobei die zweite Primärseite (140) thermisch zur zumindest teilweisen Übertragung der ersten Wärme (Qi) mit der ersten Sekundärseite (90) gekoppelt ist,
- wobei die zweite Sekundärseite (145) des zweiten Wärmetauschers (1 10) ausgebildet ist, zumindest teilweise die erste Wärme (Qi) einem Brauchwasser (135) der Brauchwassereinrichtung (20) zuzuführen.
2. System (10) nach Anspruch 1 ,
- wobei eine zweite Eingangsseite (150) der zweiten Primärseite (140) mit der ersten Sekundärseite (90) fluidisch verbunden ist, - wobei die Brauchwassereinrichtung (20) eine Kreislaufpumpe (100) und ein zweites Wärmeträgermedium (1 15) aufweist,
- wobei die Kreislaufpumpe (100) ausgebildet ist, das zweite
Wärmeträgermedium (1 15) zwischen der ersten Sekundärseite (90) und der zweiten Primärseite (140) im Kreis zu fördern,
- wobei die erste Sekundärseite (90) ausgebildet ist, das zweite
Wärmeträgermedium (1 15) mit der ersten Wärme (Qi) zu erwärmen und der zweite Wärmetauscher (1 10) ausgebildet ist, die erste Wärme (Qi) aus dem zweiten Wärmeträgermedium (1 15) an das
Brauchwasser (135) abzuführen.
System (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
- wobei die Brauchwassereinrichtung (20) eine Wärmequelle (95) umfasst,
- wobei die Wärmequelle (95) zwischen der ersten Sekundärseite (90) und der zweiten Primärseite (140) angeordnet ist,
- wobei die Wärmequelle (95) ausgebildet ist, dem zweiten
Wärmeträgermedium (1 15) zur Erwärmung eine zweite Wärme (Q2) zuzuführen,
- wobei vorzugsweise die Wärmequelle (95) einen Brenner (235), insbesondere einen Gasbrenner oder einen Ölbrenner, eine elektrische Heizeinrichtung und/oder einen zweiten
Wärmepumpenkreislauf (240) umfasst.
System (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche
- wobei die Brauchwassereinrichtung (20) einen zweiten
Wärmepumpenkreislauf (240) umfasst,
- wobei der zweite Wärmepumpenkreislauf (240) einen dritten
Wärmetauscher (220), ein drittes Wärmeträgermedium (255), einen zweiten Verdichter (245) und eine Drossel (250) umfasst,
- wobei der dritte Wärmetauscher (220) eine dritte Primärseite (225) und eine dritte Sekundärseite (230) aufweist,
- wobei die dritte Sekundärseite (230) eingangsseitig mit der ersten Sekundärseite (90) fluidisch verbunden ist, - wobei die zweite Primärseite (140) eingangsseitig mit der dritten Sekundärseite (230) fluidisch verbunden ist,
- wobei eingangsseitig der dritten Primärseite (225) der zweite
Verdichter (245) und ausgangsseitig der dritten Primärseite (225) die Drossel (250) angeordnet ist,
- wobei der zweite Verdichter (245) ausgebildet ist, das dritte
Wärmeträgermedium (255) in einem Kreislauf zu fördern.
System (10) nach Anspruch 4,
- wobei der zweite Wärmepumpenkreislauf (240) einen Verdampfer (260) aufweist,
- wobei der Verdampfer (260) eingangsseitig mit der Drossel (250) und ausgangsseitig mit dem zweiten Verdichter (245) fluidisch verbunden ist,
- wobei der Verdampfer (260) ausgebildet ist, das dritte
Wärmeträgermedium (255) mit einer zweiten Wärme (Q2) zu erwärmen,
- wobei der zweite Verdichter (245) ausgebildet ist, das dritte
Wärmeträgermedium (255) in einem Kreislauf zwischen dem
Verdampfer (260) und dem dritten Wärmetauscher (220) zu fördern,
- wobei der dritte Wärmetauscher (220) ausgebildet ist, die zweite Wärme (Q2) zumindest teilweise dem zweiten Wärmeträgermedium (1 15) zuzuführen,
- wobei der zweite Wärmetauscher (1 10) ausgebildet ist, zumindest teilweise die erste Wärme (Q1) und zweite Wärme (Q2) dem
Brauchwasser (135) zuzuführen.
System (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
- wobei die Brauchwassereinrichtung (20) einen zweiten
Wärmepumpenkreislauf (240) umfasst,
- wobei der zweite Wärmepumpenkreislauf (240) einen dritten
Wärmetauscher (220), ein drittes Wärmeträgermedium (255), einen zweiten Verdichter (245), einen zweiten Verdampfer (260) und eine Drossel (250) umfasst, - wobei der dritte Wärmetauscher (220) eine dritte Primärseite (225) und eine dritte Sekundärseite (230) aufweist,
- wobei die dritte Primärseite (225) mit der ersten Sekundärseite (90) fluidisch verbunden ist,
- wobei die zweite Primärseite (140) eingangsseitig mit der dritten Sekundärseite (230) fluidisch verbunden ist,
- wobei eingangsseitig der dritten Primärseite (225) der zweite
Verdichter (245) und ausgangsseitig der dritten Primärseite (225) die Drossel (250) angeordnet ist,
- wobei zwischen der Drossel (250) und dem zweiten Verdichter (245) der zweite Verdampfer (260) und der erste Wärmetauscher (35) angeordnet sind,
- wobei der zweite Verdichter (245) ausgebildet ist, das dritte
Wärmeträgermedium (255) in einem Kreislauf zwischen der ersten Sekundärseite (90) und der dritten Primärseite (225) zu fördern.
System (10) nach Anspruch 6,
- wobei der erste Wärmetauscher (35) stromaufwärtsseitig des zweiten Verdampfers (260) angeordnet ist.
System (10) mit einer Klimatisierungseinrichtung (15) und einer
Brauchwassereinrichtung (20),
- wobei die Klimatisierungseinrichtung (15) einen ersten
Wärmepumpenkreislauf (25) mit einem Kondensator (40) umfasst,
- wobei die Brauchwassereinrichtung (20) einen zweiten
Wärmepumpenkreislauf (240) umfasst,
- wobei der zweite Wärmepumpenkreislauf (240) einen Verdampfer (260) umfasst,
- wobei der Kondensator (40) und der Verdampfer (260) benachbart zueinander angeordnet sind,
- wobei der Kondensator (40) ausgebildet ist, eine erste Wärme (Qi) abzugeben,
- wobei der Verdampfer (260) derart zu dem Kondensator (40)
angeordnet ist, dass der Verdampfer (260) zumindest teilweise die erste Wärme (Qi) aufnimmt. System (10) nach Anspruch 8,
- wobei der erste Wärmepumpenkreislauf (25) einen ersten Verdichter (30), ein erstes Wärmeträgermedium (55) und einen weiteren
Verdampfer (50) umfasst,
- wobei der erste Verdichter (30) ausgebildet ist, das erste
Wärmeträgermedium (55) zwischen dem Kondensator (40) und dem weiteren Verdampfer (50) im Kreislauf zu fördern, um die erste Wärme (Qi) von dem weiteren Verdampfer (50) zu dem Kondensator (40) zu fördern,
- wobei die Brauchwassereinrichtung (20) einen Wärmetauscher (1 10) und ein zweites Wärmeträgermedium (1 15) umfasst,
- wobei der Wärmetauscher (1 10) eine Primärseite (140) und eine
Sekundärseite (145) aufweist,
- wobei der zweite Wärmepumpenkreislauf (240) einen weiteren
Wärmetauscher (220), einen zweiten Verdichter (245), ein drittes Wärmeträgermedium (255) und eine Drossel (250) umfasst,
- wobei der weitere Wärmetauscher (220) eine weitere Sekundärseite (230) und eine weitere Primärseite (225) aufweist,
- wobei die weitere Primärseite (225) fluidisch mit dem zweiten
Verdichter (245) verbunden ist, wobei das dritte Wärmeträgermedium (255) ausgebildet ist, die erste Wärme (Qi) vom Verdampfer (260) zum weiteren Wärmetauscher (220) zu führen,
- wobei die weitere Sekundärseite (230) fluidisch mit der Primärseite (140) des Wärmetauschers (1 10) verbunden ist, wobei das zweite Wärmeträgermedium (1 15) ausgebildet ist, die erste Wärme (Qi) vom weiteren Wärmetauscher (220) zum Wärmetauscher (1 10) zur führen,
- wobei die Sekundärseite (145) des Wärmetauschers (1 10)
ausgebildet ist, zumindest teilweise die erste Wärme (Qi) dem
Brauchwasser (135) zuzuführen.
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