DE102007048909A1

DE102007048909A1 - Heat pump arrangement, has two circuit branches with two evaporators to which heat from two heat sources is supplyable, where circuit branches are arranged parallel to each other and are alternatively insertable or sealable

Info

Publication number: DE102007048909A1
Application number: DE102007048909A
Authority: DE
Inventors: Klaus Dipl.-Ing. Ramming
Original assignee: Technische Universitaet Dresden
Current assignee: Technische Universitaet Dresden
Priority date: 2007-10-05
Filing date: 2007-10-05
Publication date: 2009-04-09

Abstract

The arrangement has two circuit branches with two evaporators (2, 9) to which heat from two heat sources is supplyable. The circuit branches are arranged parallel to each other, and are alternatively insertable or sealable. One of the circuit branches is operated as a heat source for another circuit branch for defrosting of the evaporator (2) of the latter circuit branch. The heat sources provide heat as air heat and terrestrial heat.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Wärmepumpenanordnung mit einem ersten Kreislaufzweig mit einem ersten Verdampfer, dem Wärme aus einer ersten Wärmequelle zuführbar ist, und mit einem zweiten Kreislaufzweig mit einem zweiten Verdampfer, dem Wärme aus einer zweiten Wärmequelle zuführbar ist.The The invention relates to a heat pump assembly with a first circuit branch with a first evaporator, the heat from a first heat source can be fed, and with a second circuit branch with a second evaporator, the Heat can be supplied from a second heat source is.

Um zwei unterschiedliche Wärmequellen für Wärmepumpen nutzbar zu machen, sind entweder ein Zwischenkreis oder zwei im Kältekreis eingebundene Verdampfer erforderlich. Nutzt man einen Zwischenkreis, in dem ein Wärmeträger zirkuliert, entsteht zumindest bei der Nutzung der Umgebungsluft als Wärmequelle ein zusätzlicher Wärmeübergang. Dies verursacht niedrigere Wärmequellentemperaturen und somit eine Verschlechterung der Leistungszahl. Es ist daher günstiger, zwei Verdampfer für die beiden Wärmequellen direkt im Kältekreis einzubinden.Around two different heat sources for heat pumps To make usable, are either a DC link or two in the Refrigeration circuit integrated evaporator required. Uses you have a DC link in which a heat transfer medium circulates, arises at least when using the ambient air as Heat source an additional heat transfer. This causes lower heat source temperatures and thus a deterioration in the coefficient of performance. It is therefore cheaper two evaporators for the two heat sources directly to be integrated in the cooling circuit.

Liegt die Außentemperatur, bei der zwischen den beiden Wärmequellen umgeschaltet wird, unter 7°C, gefriert das aus der Luft kondensierte Wasser am Luftkühler teilweise fest. Um dauerhaft einen ausreichend guten Wärmeübergang gewährleisten zu können, muss der Luftkühler regelmäßig abgetaut werden. Eine Schaltung, bei der zwei Verdampfer im Kältekreis eingebunden sind und die Verdampferabtauung energieeffizient gewährleistet wird, ist derzeit nicht bekannt.Lies the outside temperature, between the two heat sources that is switched from below 7 ° C, it freezes from the air condensed water on the air cooler partially solid. To be permanent ensure a sufficiently good heat transfer To be able to, the air cooler must be regular be defrosted. A circuit where two evaporators in the refrigeration circuit are involved and the evaporator defrost energy-efficient guaranteed is currently unknown.

In dem Patent US 5 461 876 wird ein Wärmepumpensystem zur Erzeugung von Wärme aus Umgebungsluft und Erdwärme beschrieben, das einen unterirdischen Wärmetauscher und einen Luftwärmetauscher aufweist, die beide kühlmittelbasiert sind und sich für Kühl- und Heizzwecke getrennt und unabhängig voneinander betreiben lassen. Eine Steuereinrichtung steuert die Zuschaltung des Luftwärmetauschers, wenn Erdwärmepotential abgenommen hat, oder deaktiviert den Luftwärmetauscher, wenn eine festgesetzte Umgebungstemperatur unterschritten wird. Ebenso legt sie die Anzahl der zu betreibenden Röhren des Erdwärmetauschers fest.In the patent US 5,461,876 describes a heat pump system for generating heat from ambient air and geothermal heat, having an underground heat exchanger and an air heat exchanger, both of which are coolant-based and can be operated separately for cooling and heating purposes and independently. A control device controls the connection of the air heat exchanger when geothermal potential has decreased, or deactivates the air heat exchanger when a set ambient temperature is reached. It also specifies the number of tubes to be operated in the geothermal heat exchanger.

Aus der DE 10 2005 021 154 B4 sind ein Abtausystem für Verdampfer von Kälteanlagen und Wärmepumpen sowie ein Verfahren zum Betrieb hierzu bekannt. Das Abtausystem besteht aus einem Kältekreislauf und einer mit einem Kältemittelkondensat beaufschlagbaren Abtaupassage, wobei der Kältekreislauf eine Ringleitung mit einem in Strömungsrichtung des Kältemittels angeordneten Verdampfer mit mindestens einer Verdampferleitung, einem Verdichter, einem Verflüssiger sowie einem Expansionsorgan ausgestattet ist. Die Abtaupassage umfasst eine Umgehungsleitung, die sich ausgehend von einem zwischen dem Verflüssiger und dem Expansionsorgan plazierten Verteilpunkt über eine zusätzlich im Verdampfer angeordnete Abtauleitung bis zu einem zwischen dem Verflüssigen und dem Expansionsorgan plazierten Mischpunkt erstreckt. Hierbei weist der Verdampfer mehrere unabhängig voneinander mit Kältemittel beaufschlagbare Abtauleitungen auf, die jeweils einem Abschnitt des Verdampfers zugeordnet sind.From the DE 10 2005 021 154 B4 For example, a defrosting system for evaporators of refrigeration systems and heat pumps and a method of operation are known. The Abtausystem consists of a refrigeration cycle and acted upon by a refrigerant condensate Abtaugassage, the refrigeration cycle is a ring line with a arranged in the flow direction of the refrigerant evaporator with at least one evaporator line, a compressor, a condenser and an expansion device. The defrost passage comprises a bypass line which, starting from a distribution point placed between the condenser and the expansion element, extends via a defrosting line additionally arranged in the evaporator to a mixing point placed between the liquefier and the expansion element. In this case, the evaporator has a plurality of defrosting lines which can be acted upon independently with refrigerant and which are each assigned to a section of the evaporator.

In der DE 20 2005 006 284 U1 wird ein Kältemittelkreislauf für eine Wärmepumpe offenbart, der aus einem Verdichter, einem Kondensator, mindestens einem Verdampfer und einem Expansionsventil besteht, die über ein Rohrsystem mit darin angeordneten Überwachungsorganen zum Kältemittelkreislauf verbunden sind. Der Kältemittelkreislauf ist dadurch gekennzeichnet, dass im Kreislauf mindestens zwei Verdampfer angeordnet sind, wobei der als Abtaueinrichtung wirkende Verdampfer zuerst von dem vom Kondensator kommenden Kältemittel durchströmt wird und das Kältemittel darnach dem der Energieaufnahme dienenden Verdampfer zugeführt wird. Die parallel angeordneten Systeme lassen sich wechselseitig durch die entsprechende Schaltung der zugeordneten Ventile betreiben.In the DE 20 2005 006 284 U1 discloses a refrigerant circuit for a heat pump, which consists of a compressor, a condenser, at least one evaporator and an expansion valve, which are connected via a pipe system with monitoring organs arranged therein to the refrigerant circuit. The refrigerant circuit is characterized in that at least two evaporators are arranged in the circuit, wherein the evaporator acting as a defrosting device is first flowed through by the refrigerant coming from the condenser and the refrigerant is then supplied to the energy absorption evaporator. The parallel systems can be operated alternately by the corresponding circuit of the associated valves.

Es ist die Aufgabe der Erfindung, eine Wärmepumpe mit einer effizienten Nutzung der Wärmequellen zu schaffen.It The object of the invention is a heat pump with a efficient use of heat sources.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe bei einer Wärmepumpenanordnung der eingangs genannten Art dadurch gelöst, dass die beiden Kreislaufzweige parallel zueinander angeordnet sind und dass sie jeweils alternativ zuschaltbar oder abriegelbar sindAccording to the invention this task in a heat pump assembly of the beginning mentioned type solved in that the two circulation branches are arranged parallel to each other and that they each alternatively are switchable or lockable

Horizontale Erdwärmekollektoren stellen eine sehr kostengünstige und energieeffiziente Wärmequelle für Wärmepumpenanlagen dar. Die Erdwärmekollektoren werden horizontal als Rohrschlangen in geringer Tiefe, etwa 1,2 m tief, verlegt und gewinnen im Erdreich gespeicherte Sonnenenergie zurück; sie stellen eine kostengünstige Alternative zu Erdwärmesonden dar. Jedoch ist der Flächenbedarf der Erdwärmekollektoren an unversiegelter Gartenfläche relativ hoch. Wenn man jedoch, wie es die Erfindung vorsieht, zu der warmen Jahreszeit Luft als Wärmequelle nutzt und das Erdreich lediglich im Winter als Wärmequelle heranzieht, verringert sich der Flächenbedarf um bis zu 60; entsprechend reduzieren sich die Kosten für die Verlegung der Erdwärmekollektoren.horizontal Geothermal collectors represent a very cost effective and energy-efficient heat source for heat pump systems The geothermal collectors are horizontal as pipe coils at shallow depth, about 1.2 m deep, moved and gain in the ground stored solar energy back; They represent a cost effective Alternative to geothermal probes dar. However, the space requirement of Geothermal collectors on unsealed garden area quite high. If, however, as the invention provides, too the warm season uses air as a source of heat and the Soil only as a heat source in winter, the space requirement is reduced by up to 60; corresponding reduce the cost of laying the geothermal collectors.

In der nachfolgend beschriebenen Erfindung wird eine Schaltung aufgezeigt, bei der die Wärmequelle Luft und ein Spitzenlast-Erdwärmekollektor in den Kältekreis einer Wärmepumpe eingebunden werden.In of the invention described below, a circuit is shown, when the heat source is air and a peak load geothermal collector be integrated into the cooling circuit of a heat pump.

Die Erfindung ermöglicht es, dass eine Wärmepumpe zwei Wärmequellen alternativ nutzt. Dabei stellt Luft die Hauptwärmequelle für den Großteil der Betriebsstunden dar. Ein Spitzenlast-Erdwärmekollektor soll die Lastspitzen abdecken zu Zeiten, in denen die Luft als alleinige Wärmequelle nicht ausreicht, also insbesondere im Winter. Da die Bivalenztemperatur, d. h. die Temperatur der Außenluft, bei der zwischen den Wärmequellen umgeschaltet wird, oft unter 7°C liegt, ist eine Verdampferabtauung notwendig, da das Kondenswasser aus der Luft am Luftkühler festfriert, was den Wärmeübergang verschlechtert. Daher ist in regelmäßigen Abständen eine Abtauung erforderlich, um dauerhaft einen guten Wärmeübergang am Luftkühler zu gewährleisten. Eine dafür notwendige sehr energieeffiziente Abtauschaltung wird in der Erfindung dargestellt, weil ein Großteil der Abtauenergie aus dem Spitzenlastkollektor stammt. Die Erfindung umfasst somit eine energieeffiziente Abtauschaltung für die erste Wärmequelle.The Invention allows a heat pump uses two heat sources alternatively. This air is the Main heat source for most of the operating hours A peak load geothermal collector is intended to load peaks cover at times when the air is the sole source of heat not enough, especially in winter. Since the bivalence temperature, d. H. the temperature of the outside air, between the Heat sources is switched, often below 7 ° C. is an evaporator defrost necessary because the condensation from the air on the air cooler freezes, causing the heat transfer deteriorated. Therefore, one is at regular intervals Defrost required to ensure a good heat transfer to ensure the air cooler. One for that necessary very energy-efficient defrosting is in the invention shown because much of the defrost energy from the Peak load collector comes. The invention thus comprises an energy-efficient Defrosting for the first heat source.

Die beiden Verdampfer, die jeweils nur eine Wärmequelle (Luft oder Erdreich oder statt des Erdreichs eine andere Alternative) nutzen, werden parallel und abriegelbar in den Kältekreislauf eingebunden. Im Wärmepumpenbetrieb wird über ein Dreiwegeventil stets nur ein Verdampfer vom Kältemittel durchströmt und dadurch auch nur einer Wärmequelle Wärme entzogen. Wird Luft als Wärmequelle bei Außentemperaturen unter 7°C genutzt, gefriert das aus der Luft kondensierte Wasser am Luftkühler fest, wodurch sich der Wärmeübergang verschlechtert. In regelmäßigen Abständen ist dann eine Abtauung notwendig. Zu Zeiten, in denen der Luftkühler abgetaut wird, dient entsprechend dieser Erfindung der Luftkühler als Wärmesenke und der Spitzenlastkollektor als Wärmequelle des Wärmepumpenprozesses. Der Verflüssiger, der am Heizkreis angebunden ist, wird zu Zeiten der Abtauung nicht durchströmt und liefert zu Zeiten der Abtauung keine Energie in den Heizkreis. Da durch diese Schaltung ein Großteil der Abtauenergie aus dem Erdreich stammt, ist diese Hybridwärmepumpe über das gesamte Jahr umweltfreundlich und energieeffizient. Eine schnelle Abtauung ist möglich. Der Spitzenlast-Erdwärmekollektor lässt sich gemäß der Erfindung wesentlich kleiner auslegen als bei einer konventionellen ganzjährigen Nutzung.The two evaporators, each with only one heat source (air or soil or another soil instead of the soil) use, be parallel and lockable in the refrigeration cycle involved. In heat pump mode is over a Three-way valve always flows through only one evaporator from the refrigerant and thereby deprived of heat only a heat source. Is air as a heat source at outdoor temperatures used below 7 ° C, freezes condensed from the air Water stuck to the air cooler, causing the heat transfer deteriorated. Periodically then a defrost is necessary. At times when the air cooler is defrosted, is used according to this invention, the air cooler as a heat sink and the peak load collector as a heat source the heat pump process. The condenser, the is connected to the heating circuit, is not flowed through during defrost and does not supply energy to the heating circuit during defrosting. There by this circuit, a large part of the defrost energy comes from the ground, this hybrid heat pump is over the whole year environmentally friendly and energy efficient. A fast Defrost is possible. The peak load geothermal collector leaves to interpret much smaller according to the invention as in a conventional year-round use.

Die Erfindung ermöglicht es, Luft und Erdreich alternierend als Wärmequellen für eine Wärmepumpenanlage zu nutzen, wobei auch die Abtauung des Luftkühlers energieeffizient gewährleistet wird. Die Erfindung ermöglicht einen wirtschaftlichen und energieeffizienten Wärmepumpenbetrieb auch bei lediglich einer kleinen zur Verfügung stehenden unversiegelten Gartenfläche und ungünstiger Geologie.The Invention allows alternating air and soil as heat sources for a heat pump system to use, with the defrost of the air cooler energy efficient is guaranteed. The invention enables a economical and energy efficient heat pump operation even with only a small available unsealed garden area and unfavorable geology.

Das wesentliche Element der Erfindung ist somit, dass zwei Wärmequellen für eine Wärmepumpenanlage genutzt werden, wobei Luft die Hauptwärmequelle darstellt. Als Spitzenlastwärmequelle dient vorzugsweise das Erdreich. Um Luft bei Temperaturen unter 7°C als Wärmequelle zu nutzen, muss der Luftkühler regelmäßig abgetaut werden. Bei der Abtauung wird der Kältekreis so umgeschaltet, dass der Spitzenlastkondensator als Wärmequelle betrieben wird und der Luftkühler als Kondensator.The essential element of the invention is thus that two heat sources be used for a heat pump system, wherein Air represents the main source of heat. As a peak load heat source is preferably the soil. To air at temperatures below To use 7 ° C as a heat source, the air cooler needs be defrosted regularly. When the defrost is the refrigerant circuit is switched so that the peak load capacitor is operated as a heat source and the air cooler as a capacitor.

Bei einer noch niedrigeren Umgebungstemperatur, etwa unter 7°C, bei der die Heizleistung und die Energieeffizienz mit Luft als Wärmequelle noch weiter sinkt, wird der Kältekreis so umgeschaltet, dass der Spitzenlastkollektor als Wärmequelle dient. Die Wärme wird wie bei einer gewöhnlichen Wärmepumpe an den Heizkreis abgegeben. Da das Erdreich noch nicht in der Übergangszeit als Wärmequelle genutzt wurde, ist es noch relativ warm, was sich positiv auf die Energieeffizienz auswirkt.at an even lower ambient temperature, say below 7 ° C, in terms of heating power and energy efficiency with air as the heat source falls even further, the circuit is switched so that the peak load collector serves as a heat source. The heat becomes like an ordinary heat pump delivered the heating circuit. Because the soil is not yet in the transitional period was used as a heat source, it is still relatively warm, which has a positive effect on energy efficiency.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen.advantageous Further developments of the invention will become apparent from the subclaims, the description and the drawings.

Von Vorteil ist es insbesondere, wenn die Wärme der ersten Wärmequelle Luftwärme ist. In vorteilhafter Weise wird die Wärme der zweiten Wärmequelle aus Erdwärme bezogen.From It is particularly advantageous if the heat of the first Heat source is air heat. In an advantageous way The heat of the second heat source is generated by geothermal energy based.

In vorteilhafter Weise lässt sich bei einer festgelegten Temperatur zwischen den Kreislaufzweigen der Wärmepumpenanordnung umschalten. Die festgelegte Temperatur kann deutlich unter 7°C liegen.In Advantageously, can be at a specified temperature between the circulation branches of the heat pump assembly switch. The set temperature can be well below 7 ° C lie.

Vorzugsweise wird der zweite Kreislaufzweig als Wärmequelle für den ersten Kreislaufzweig zum Abtauen des Verdampfers des ersten Kreislaufzweigs geschaltet.Preferably the second circuit branch is used as a heat source for the first circuit branch for defrosting the evaporator of the first Circuit branch switched.

Von Vorteil ist es, wenn sich die beiden Kreislaufzweige über ein Dreiwegeventil miteinander verschalten lassen.From The advantage is, if the two circuit branches over connect a three-way valve with each other.

Durch die Erfindung sind die Verdampfer der beiden Wärmequellen direkt in den Kältekreis der Wärmepumpe eingebunden. Dadurch entsteht kein zusätzlicher Wärmeübergang mit niedrigeren Wärmequellentemperaturen und verschlechterten Leistungszahlen wie bei einer Einbindung der Wärmequellen mit einem Zwischenkreis.By The invention is the evaporator of the two heat sources integrated directly into the cooling circuit of the heat pump. This does not create additional heat transfer with lower heat source temperatures and worsened Performance figures as with an integration of heat sources with a DC link.

Ist eine bestehende Wärmequellenanlage aufgrund von Schäden, Fehlplanung oder durch den technologischen Fortschritt moderner Wärmepumpen zu klein geworden, kann mit der erfindungsgemäßen Wärmepumpe die Heizlast weiterhin monovalent gedeckt werden. Die bestehende Wärmequellenanlage dient dann als Spitzenlastwärmequelle. Der Bivalenzpunkt wird entsprechend der Ergiebigkeit dieser Wärmequelle angepasst.If an existing heat source system has become too small due to damage, incorrect planning or due to the technological progress of modern heat pumps, the heat load can continue to be monovalently covered with the heat pump according to the invention. The existing heat source plant then serves as a peak load heat source. The bivalence point will be according to the fertility adapted to this heat source.

Nachstehend wird die Erfindung in einem Ausführungsbeispiel anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:below the invention is based in one embodiment explained in more detail in the drawings. Show it:

1 eine Wärmepumpenanlage mit zwei parallel zueinander angeordneten Wärmeträgerkreislaufzweigen, von denen der eine Luft als Wärmequelle und der andere das Erdreich als Wärmequelle nutzt, wobei – durch dicke Linien gekennzeichnet – nur die Luft als Wärmequelle genutzt wird, 1 a heat pump system with two heat transfer circuit branches arranged parallel to one another, one of which uses air as a heat source and the other uses the ground as a heat source, wherein - characterized by thick lines - only the air is used as the heat source,

2 die Wärmepumpe gemäß 1, wobei – durch dicke Linien gekennzeichnet – nur das Erdreich als Wärmequelle genutzt wird, und 2 the heat pump according to 1 , where - indicated by thick lines - only the soil is used as a heat source, and

3 die Wärmepumpe gemäß 1, wobei – durch dicke Linien gekennzeichnet – das Erdreich als Wärmequelle zum Abtauen des Luftkühlers eingesetzt wird. 3 the heat pump according to 1 , where - characterized by thick lines - the soil is used as a heat source for defrosting the air cooler.

Eine Wärmepumpe 1 (1) umfasst einen ersten Kreislaufzweig, in dem die Luft als Wärmequelle genutzt wird und in einem Verdampfer 2 ein Wärmeübertragungsmedium zum Verdampfen bringt. Das Medium fließt weiter durch ein Dreiwegeventil 3 in Richtung eines Pfeils A, wird in einem Verdichter 4 auf Hochdruck gebracht und weiter zu einem Verflüssiger 5, in dem es die in dem Verdampfer 2 aufgenommene Wärme an einen Heizkreis übergibt. Anschließend fließt das Medium durch ein geöffnetes Ventil 6 und ein Expansionsventil 7 zurück zu dem Verdampfer 2, um dort erneut der Luft Wärme zu entziehen.A heat pump 1 ( 1 ) comprises a first circuit branch, in which the air is used as a heat source and in an evaporator 2 brings a heat transfer medium to evaporate. The medium continues to flow through a three-way valve 3 in the direction of an arrow A, is in a compressor 4 brought to high pressure and on to a condenser 5 in which it is in the evaporator 2 Transfers absorbed heat to a heating circuit. Then the medium flows through an open valve 6 and an expansion valve 7 back to the evaporator 2 to withdraw heat from the air there again.

Alternativ zur Betriebsweise mit Luft als Wärmequelle arbeitet die Wärmepumpe 1 (2) mit Erdwärme als Wärmequelle. Diese wird über einen (hier nicht näher dargestellten) Solekreis 8 und einen Verdampfer 9 auf einen zweiten Kreislaufzweig übertragen, in dem das Medium durch das Dreiwegeventil 3 in Richtung eines abgewinkelten Pfeils B zu dem Verdichter 4, dem Verflüssigen 5 und schließlich über ein Ventil 10 und ein Expansionsventil 11 zu dem Verdampfer 9 übertragen wird. in diesem Fall ist in der Regel das Ventil 6 geschlossen, so dass ausschließlich die Erwärmung über die zweite Wärmequelle, vorliegend Erdwärme, erfolgt.As an alternative to operating with air as the heat source, the heat pump works 1 ( 2 ) with geothermal heat source. This is via a (not shown here) brine circuit 8th and an evaporator 9 transferred to a second circuit branch, in which the medium through the three-way valve 3 in the direction of an angled arrow B to the compressor 4 , the liquefying 5 and finally a valve 10 and an expansion valve 11 to the evaporator 9 is transmitted. in this case is usually the valve 6 closed, so that only the heating via the second heat source, in this case geothermal, takes place.

Beim Abtauvorgang sind hingegen beide Ventile geschlossen (3). Das Medium strömt durch den Verdampfer 9, um diesem die Wärme der zweiten Wärmequelle, im vorliegenden Fall der Erdwärme, zu entziehen und um diese über das in Richtung des Pfeils B geschaltete Dreiwegeventil 3 und den Verdichter 4 über ein in diesem Fall geöffnetes Ventil 12 in einer Bypassleitung 13 in Richtung zu dem in diesem Fall als Wärmesenke wirkenden, abzutauenden Verdampfer 2 weiterzuleiten, der dadurch abgetaut wird. Anschließend fließt das Medium über eine Ka pillare 14 und ein in diesem Fall geöffnetes Ventil 15 zu dem Verdampfer 9 zurück.During defrosting, however, both valves are closed ( 3 ). The medium flows through the evaporator 9 in order to extract from it the heat of the second heat source, in the present case the geothermal heat, and to this about the switched in the direction of arrow B three-way valve 3 and the compressor 4 via a valve opened in this case 12 in a bypass line 13 in the direction of the evaporator acting as a heat sink in this case 2 forward, which is thereby defrosted. Then the medium flows through a capillary Ka 14 and a valve opened in this case 15 to the evaporator 9 back.

Die drei verschiedenen Drosselorgane 7, 11 und 14 sind notwendig, da in den einzelnen Verdampfern 2 und 9 stark unterschiedliche Druckverluste auftreten. Ein einziges Ventil hat in der Regel einen zu kleinen Regelbereich, um diese Unterschiede ausgleichen zu können. Für den Abtaubetrieb wird die Kapillare 14 als Drosselorgan eingesetzt. Einerseits reicht deren Regelfähigkeit für den Abtaubetrieb aus, und andererseits ist sie günstiger als ein Expansionsventil, das sich alternativ anstelle der Kapillare 14 einsetzen lässt. Jedoch ist ein separates Expansionsventil erforderlich, da sich die Druckverhältnisse im Abtaubetrieb deutlich von denen im Heizbetrieb unterscheiden.The three different throttle bodies 7 . 11 and 14 are necessary, as in the individual evaporators 2 and 9 very different pressure losses occur. A single valve usually has too small a control range to compensate for these differences. For defrosting, the capillary 14 used as a throttle body. On the one hand, their controllability is sufficient for defrosting, and on the other hand, it is cheaper than an expansion valve, which alternatively instead of the capillary 14 can be used. However, a separate expansion valve is required because the pressure conditions in defrosting clearly differ from those in the heating mode.

Gemäß der Erfindung werden zwei Wärmequellen je nach den Umgebungsbedingungen alternierend eingesetzt. Ein weiterer wesentlicher Aspekt der Erfindung ist, dass die Hauptwärmequelle, der Luftkühler, mit Hilfe der zweiten Wärmequelle energieeffizient abgetaut werden kann.According to the Invention will be two heat sources depending on the environmental conditions used alternately. Another essential aspect of the invention is that the main heat source, the air cooler, Energy-efficiently defrosted with the help of the second heat source can be.

Im Unterschied zu bekannten Wärmepumpenanlagen, in denen der Verdampfer durch Prozessumkehr abgetaut wird, kommt gemäß der Erfindung ein Dreiwegeventil im Unterschied zu herkömmlich eingesetzten Vierwegeventilen zum Einsatz. Die Vierwegeventile weisen zwei Stutzen auf, an denen Hochdruck anliegt, und zwei Stutzen, an denen Niederdruck anliegt. Durch stets vorhandene Spalten entsteht immer ein Fehlmassenstrom vom Hochdruckbereich in den Niederdruckbereich. Diese Verluste sind nicht unerheblich. Darüber hinaus geht durch den thermischen Kontakt über das Ventilgehäuse Wärme vom Hochtemperaturbereich an den Niedertemperaturbereich verloren, was zusätzliche energetische Verluste verursacht. Diese Verluste werden durch das gemäß der Erfindung einsetzte Dreiwegeventil vermieden.in the Difference to known heat pump systems, in which the Evaporator is defrosted by process reversal, comes according to the Invention, a three-way valve in contrast to conventionally used Four-way valves are used. The four-way valves have two nozzles on which there is high pressure, and two nozzles, where low pressure is applied. Always existing columns always create a shortage mass flow from the high pressure area to the low pressure area. These losses are not insignificant. In addition, goes through the thermal Contact via the valve body heat lost from the high temperature area to the low temperature area, which causes additional energy losses. These Losses are made by that according to the invention used three-way valve avoided.

Die vorliegende Erfindung lässt sich mit Vorteil als Sanierungswärmepumpe einsetzen. Wenn eine bestehende herkömmliche erdgekoppelte Wärmepumpe ausgetauscht wird, ist in der Regel die Wärmequellenanlage für die neue Wärmepumpe zu klein. Durch die höhere Leistungszahl der neuen Wärmepumpe wird ein größerer Anteil der Heizwärme aus der Umwelt entzogen, was auch eine größere notwendige Wärmequellenanlage bedeutet. Gerade auch für diese Fälle ist die erfindungsgemäße Schaltung gut einsetzbar. In den Übergangszeiten wird Luft als Wärmequelle genutzt. Die im Erdreich gespeicherte Wärme wird dann nur bei niedrigen Außentemperaturen benötigt. Hierfür reicht die für einen ganzjährigen Betrieb zu klein geratene bestehende Wärmequellenanlage jedoch vollständig aus.The The present invention can be advantageously used as a rehabilitation heat pump deploy. If an existing conventional terrestrial Heat pump is exchanged, is usually the heat source system too small for the new heat pump. By the higher The coefficient of performance of the new heat pump becomes a larger one Proportion of heating heat extracted from the environment, what also a larger necessary heat source system means. Especially for these cases is the inventive circuit well usable. In the transitional periods, air is used as a heat source used. The heat stored in the ground then only becomes needed at low outdoor temperatures. Therefor is enough for a year-round operation too small advised existing heat source system but completely out.

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

- US 5461876 [0004]
DE 102005021154 B4 [0005]
- DE 202005006284 U1 [0006]

Claims

Heat pump arrangement ( 1 ) with a first circulation branch with a first evaporator ( 2 ), the heat from a first heat source can be supplied, and with a second circuit branch with a second evaporator ( 9 ), the heat from a second heat source can be supplied, characterized in that the two circuit branches are arranged parallel to each other and that they are each alternatively switchable or lockable.

Heat pump arrangement ( 1 ) according to claim 1, characterized in that the second circuit branch as a heat source for the first circuit branch for defrosting the evaporator ( 2 ) of the first circuit branch is switchable.

Heat pump arrangement ( 1 ) according to claim 1 or 2, characterized in that the heat of the first heat source is air heat.

Heat pump arrangement ( 1 ) according to one of claims 1 to 3, characterized in that the heat of the second heat source is geothermal.

Heat pump arrangement ( 1 ) according to one of claims 1 to 4, characterized in that they are switchable or lockable at a fixed temperature between the circulation branches.

Heat pump arrangement ( 1 ) according to one of claims 1 to 5, characterized in that the predetermined temperature is well below 7 ° C.

Heat pump arrangement ( 1 ) according to one of claims 1 to 6, characterized in that the two circuit branches via a three-way valve ( 3 ) are interconnected.

Heat pump arrangement ( 1 ) according to one of claims 1 to 7, characterized in that to compensate for in the evaporators ( 2 . 9 ) occurring pressure losses multiple throttle bodies ( 7 . 11 . 14 ) are provided.

Heat pump arrangement ( 1 ) according to claim 8, characterized in that a first throttle member of a capillary ( 14 ) formed during defrosting of the first evaporator ( 2 ) can be used.