DE102007003918B3

DE102007003918B3 - Method for operating heat pump assembly, involves pulsating and pressure producing combustion of fuel with air, where pressure exchange cell ring system is provided in combination with device, and method involves pressure feeding

Info

Publication number: DE102007003918B3
Application number: DE200710003918
Authority: DE
Inventors: Andreas Hentschel
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2007-01-21
Filing date: 2007-01-21
Publication date: 2008-08-28
Anticipated expiration: 2027-01-22

Abstract

The method involves pulsating and pressure producing combustion of fuel with air. A pressure exchange cell ring system is provided in combination with a device. The method involves pressure feeding and maintaining the pumping process in the heat pump assembly with the pressure exchange cell ring system after heat transfer for a conditioning or a hot water preparation. Energy is supplied through the device with pulsating and pressure producing combustion of fuel.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Luftwärmepumpe mit einem Druckaustauscher-Zellenringsystem (Zellenradwärmepumpe) und einem Pulsationstriebwerk.The The invention relates to a method for operating an air heat pump with a pressure exchanger cell ring system (cellular wheel heat pump) and a pulsation engine.

Bereits 1938 wurde in das Kongresshaus in Zürich/Schweiz eine Zellenradwärmepumpe zur Beheizung installiert, die mit einer geschätzten Arbeitszahl von ca. 2,57 arbeiten konnte, dabei aber nur einen geringen Platzbedarf bei einer Heizleistung von ca. 50 kWE/h erforderte und mit dem kostenlosen und ungefährlichen Arbeitsmedium Luft bei nur geringen Überdrücken (0,4–0,6 bar) arbeitete.Already In 1938, a cell-wheel heat pump was installed in the Kongresshaus in Zurich / Switzerland installed for heating, with an estimated working load of about 2.57 could work, but only a small footprint in one Heat output of about 50 kw / h required and with the free and harmless Working medium air at low pressures (0.4-0.6 bar) worked.

Zellenrad-Wärmepumpen wurden bereits in der Auslegeschrift DE 10 49 401 B im Jahre 1959 bekannt gemacht und gelten als Stand der Technik. Hierbei wurde zur Aufrechterhaltung des Wärmepumpenprozesses eine Wärmezuführungsvorrichtung (Heizvorrichtung) zur Erhöhung des Wärmeinhaltes einer Zelle benannt, welche Wärme nur über Systemgrenzen des Zellenrades durch Wärmeleitung der Bauteile zuführen kann oder durch die Zufuhr von Dampf.Cell-wheel heat pumps were already in the design DE 10 49 401 B made known in 1959 and are considered state of the art. Here, to maintain the heat pump process, a heat supply device (heating device) was named to increase the heat content of a cell, which can supply heat only through system boundaries of the cell wheel by thermal conduction of the components or by the supply of steam.

Es sind auch Konzepte für Wärmepumpen mit kontinuierlicher Zufuhr von Umgebungsluft bekannt geworden (vgl. Bernhard Schaeffer: „Die Zellenrad Wärmepumpe": Studie zur Entwicklung der Luftwärmepumpe, Delta Pro Design und Verlag GmbH, 1. Auflage 1997; nachfolgend mit [1] bezeichnet), bei denen durch die Koppelung von einer Verdichterturbine mit einer Expansionsturbine ein Wärmepumpenprozess durchgeführt werden kann, in dem die Verdichterturbine Luft ansaugt und verdichtet und dann die entstandene Warmluft über einen Wärmeübertrager zur Wärmeabgabe (Heizzwecke) geführt wird. Der Restdruck dient nach der Wärmeabgabe und dem damit einhergehenden Druckabfall zum Antrieb einer Expansionsturbine, deren Leistung durch eine Welle wiederum zum Antrieb der Verdichterturbine zugeführt wird. Diese Leistung ist abzüglich von mechanischen und thermischen Verlusten um den Betrag der im Wärmeübertrager abgeführten Wärmemenge kleiner. Die Energiedifferenz muss zur Aufrechterhaltung des Prozesses zugeführt werden, was mit einer weiteren, durch Verbrennung von Brennstoffen angetriebenen Turbine erfolgen soll. Abgesehen von den gegenüber PDE's schlechteren Turbinen-Wirkungsgraden sind der aparative und materielle Aufwand sowie die Anforderung an den sicheren Betrieb von Turbinen als auch notwendiger Wartungsaufwand gegenüber ventillosen PDE's aufwendiger.It are also concepts for Heat pumps with continuous supply of ambient air has become known (cf. Bernhard Schaeffer: "The Cell Wheel Heat Pump ": Study on development the air heat pump, Delta Pro Design and Publishing GmbH, 1st edition 1997; below with [1]), in which by the coupling of a compressor turbine be carried out with an expansion turbine, a heat pump process can, in which the compressor turbine sucks air and compressed and then the resulting warm air over a heat exchanger for heat dissipation (Heating purposes) becomes. The residual pressure is used after the heat release and the associated Pressure drop to drive an expansion turbine whose performance by a shaft is in turn supplied to drive the compressor turbine. This service is less of mechanical and thermal losses by the amount of im Heat exchanger amount of heat removed smaller. The energy difference needs to be maintained to maintain the process supplied become, what with another, by combustion of fuels driven turbine should be done. Apart from the PDEs worse turbine efficiencies are the aparative and material expenses as well as the requirement to the safe operation of turbines as well as necessary maintenance across from valveless PDE's consuming.

Pulsationstriebwerke werden bisher als Antriebe für Fahrzeuge- in erster Linie für Flugkörper eingesetzt und entwickelt, wobei diese Lösung sich durch die Erzeugung eines Standschubes (Überdruck am Abgasaustritt auch ohne Staudruck für Luftzufuhr vor dem Triebwerk) gegenüber ähnlichen Triebwerken (z. B. Ramjet, Scramjet) hervorhebt.Pulsationstriebwerke are so far as drives for Vehicles - primarily for Missile used and developed, using this solution itself by the generation of a stall thrust (overpressure at the exhaust gas outlet also without back pressure for Air supply in front of the engine) compared to similar engines (eg Ramjet, Scramjet).

Dieses Merkmal wird als Lösung der Aufgabe der Energiezufuhr für eine Wärmepumpenanordnung mit Druckaustauscher-Zellenringsystem eingesetzt, da hiermit sowohl ein Überdruck als auch eine Wärmezufuhr realisiert werden kann. Eine weitere ventillose Ausführung ist z. B. in DE 41 27 994 A1 als Staustrahltriebwerk mit einer Modifikation zur Standschuberzeugung vorgeschlagen worden, was der Wirkung nach einer PDE entspricht.This feature is used as a solution to the task of power supply for a heat pump assembly with pressure exchanger cell ring system, since hereby both an overpressure and a heat supply can be realized. Another valveless design is z. In DE 41 27 994 A1 has been proposed as a ramjet engine with a modification for stall generation, which corresponds to the effect of a PDE.

Pulsationstriebwerke und ähnliche Vorrichtungen können ein lautes Betriebsgeräusch entwickeln. Zur Schalldämmung müssen die Druckamplituden, die an die Umgebung abgegeben werden könnten, durch geeignete Maßnahmen reduziert werden.Pulsationstriebwerke and similar Devices can a loud operating noise develop. For sound insulation have to the pressure amplitudes that could be delivered to the environment by appropriate measures be reduced.

Als Stand der Technik werden noch die DE 199 59 439 A1 , DE 198 02 613 A1 , DE 39 04 806 A1 und DE 7 24 998 A genannt.As state of the art are still the DE 199 59 439 A1 . DE 198 02 613 A1 . DE 39 04 806 A1 and DE 7 24 998 A called.

Wesentliche Ressourcen unserer Energieversorgung müssen für die Wärmeerzeugung aufgebracht werden, denn im Privathaushalt werden über 90% des Energiebedarfs zum Heizen und zur Warmwasserbereitstellung benötigt. Diese Aufgabe kann auch durch Wärmepumpen übernommen werden. Als Wärmequellen nutzen Wärmepumpen nach dem Stand der Technik hauptsächlich natürliche Wärmepotentiale im Wasser, Abwasser, Grundwasser oder Erdreich. Damit ist die Einsatzmöglichkeit solcher Ausführungen auf die Nutzung solcher nicht allgegenwärtig erschließbarer Ressourcen oder auf eine kostenintensive Erschließung von Wärmequellen eingeschränkt.basics Resources of our energy supply need to be raised for heat production, because in the private household more than 90% of the energy required for heating and hot water supply. These Task can also be taken over by heat pumps become. As heat sources use heat pumps according to the prior art mainly natural heat potentials in the water, sewage, Groundwater or soil. This is the application such designs to the use of such non-ubiquitous resources or limited to a costly development of heat sources.

Eine weitere nutzbare Wärmequelle ist die überall kostenlos verfügbare Umgebungsluft. Luftwärmepumpen mit einem Kältemittelkreislauf sind ebenfalls Stand der Technik. Deren wirtschaftlich sinnvoller Einsatz ist aber nur unter konkreten Einschränkungen, z. B. erst über einer Außentemperatur von ca. 5°C möglich. Zudem muss die Jahresarbeitszahl derzeit im Minimum ca. 2,8 betragen, um den Einsatz von elektrischer Energie als Hilfsenergie zu rechtfertigen. Bei einer kleineren Jahresarbeitszahl wäre die direkte Verbrennung fossiler Brennstoff in Heizanlagen der jeweiligen Gebäude zur Wärmeerzeugung wirkungsgradgünstiger als die Verstromung im verbreiteten Wärmekraftwerk.A additional usable heat source is that everywhere available for free Ambient air. air heat pumps with a refrigerant circuit are also state of the art. Whose economic sense But use is only under specific restrictions, eg. B. only about one Outside temperature of about 5 ° C possible. In addition, the annual workload must currently be at least about 2.8, to justify the use of electrical energy as an auxiliary energy. For a smaller annual work count, the direct burn would be fossil fuel in heating systems of the respective building heat generation efficiency cheaper as the electricity in the common thermal power plant.

Ein weiterer funktioneller und energetischer Nachteil der aktuellen Luftwärmepumpen entsteht durch die Möglichkeit des Vereisens des Wärmeübertragers/Verdampfers bei Außentemperaturen ab ca. 5°C und weniger. Dadurch wird der Wirkungsgrad des Wärmeübertragers stark beeinträchtigt und es muss Energie zum Abtauen aufgewendet werden, wodurch sich die Gesamtenergiebilanz der Anlage verschlechtert. Als Arbeitsmedium werden u. a. sicherheitstechnisch (Systemdruck, Brennbarkeit) und für die Umwelt problematische Kältemittel eingesetzt.Another functional and energetic disadvantage of the current air heat pump is due to the possibility of freezing of the heat exchanger / evaporator at outdoor temperatures about 5 ° C and less. As a result, the efficiency of the heat exchanger is greatly impaired and it must be spent energy for defrosting, whereby the overall energy balance of the system deteriorates. As a working medium, inter alia, safety (system pressure, flammability) and environmentally problematic refrigerant used.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, die vorgenannten Nachteile beim Stand der Technik zu vermeiden.The Object of the present invention is the aforementioned To avoid disadvantages in the prior art.

Die Lösung der Aufgabe erfolgt durch den Einsatz einer Wärmepumpenanordnung mit Druckaustauscher-Zellenringsystem (auch Zellenradwärmepumpe), welche mit Umgebungsluft als Arbeitsmedium arbeitet und durch eine Vorrichtung mit pulsierender und dabei druckerzeugender Verbrennung von Brennstoffen mit Luft kombiniert wird.The solution The task is carried out by the use of a heat pump assembly with pressure exchanger cell ring system (also cellular heat pump), which works with ambient air as a working medium and by a Device with pulsating and pressure-generating combustion of Fuels combined with air.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels beschrieben.following The invention will be described with reference to an embodiment.

Es zeigen:It demonstrate:

1: Wärmepumpenanordnung gemäß einer ersten Ausführungsform 1 : Heat pump assembly according to a first embodiment

2: Wärmepumpenanordnung gemäß einer zweiten Ausführungsform 2 : Heat pump assembly according to a second embodiment

3: Wärmepumpenanordnung gemäß einer dritten Ausführungsform 3 : Heat pump assembly according to a third embodiment

Die 1 zeigt eine Wärmepumpenanordnung mit Druckaustauscher-Zellenringsystem (auch Zellenradwärmepumpe) (1), welche mit Umgebungsluft als Arbeitsmedium arbeitet. Hierbei wird durch Vorwärmung der der Wärmepumpenanordnung zuzuführenden Umgebungsluft in einem oder mehreren Sonnenkollektoren (4) ein Teil der Sonnenlichtwärme an das Arbeitsmedium Luft abgegeben, wodurch die notwendige Energiezufuhr mit der Vorrichtung mit pulsierender und dabei druckerzeugender Verbrennung von Brennstoffen mit Luft (auch Pulsationstriebwerk, Schwingbrenner) (5) reduziert werden kann. Damit kann die Gesamtenergiebilanz der Anordnung verbessert werden.The 1 shows a heat pump assembly with pressure exchanger cell ring system (also Zellenradwärmepumpe) ( 1 ), which works with ambient air as a working medium. This is done by preheating the heat pump assembly to be supplied ambient air in one or more solar panels ( 4 ) a part of the sunlight heat to the working medium air, whereby the necessary energy supply with the device with pulsating and thereby pressure-generating combustion of fuels with air (also pulsation engine, oscillating burner) ( 5 ) can be reduced. Thus, the overall energy balance of the arrangement can be improved.

Die 2 zeigt eine Wärmepumpenanordnung mit Druckaustauscher-Zellenringsystem (auch Zellenradwärmepumpe) (1), welche mit Umgebungsluft als Arbeitsmedium arbeitet.The 2 shows a heat pump assembly with pressure exchanger cell ring system (also Zellenradwärmepumpe) ( 1 ), which works with ambient air as a working medium.

Hierbei wird Umgebungsluft als Arbeitsmedium in ein Druckaustauscher-Zellenringsystem verbracht und gemäß der bekannten Funktion nach dem Stand der Technik verdichtet. Dadurch steigt die Temperatur der aus der Umgebung entnommenen Luft in den jeweiligen Kammern des Zellenringsystems. Durch anschließende Wärmeabgabe in einem Wärmeübertrager (3) zum Zwecke der Klimatisierung und/oder Warmwasserbereitung und durch Leckagen und Wärmeverluste muss zur Druckerhaltung und damit Aufrechterhaltung des Wärmepumpenprozesses Energie in Form kinetischer Energie (Druck im geschlossenen System) und/oder Wärme (Druckerhöhung im geschlossenen System) durch einen Verdichter zugeführt werden. Weiterer Energieaufwand ist je nach Ausführung für den Antrieb des Zellenringsystems und zum Austausch der Kammerinhalte (Spülen) erforderlich.This ambient air is spent as a working medium in a pressure-exchanger cell ring system and compacted according to the known function of the prior art. As a result, the temperature of the air taken from the environment in the respective chambers of the cell ring system increases. By subsequent heat dissipation in a heat exchanger ( 3 ) for the purposes of air conditioning and / or water heating and leakage and heat losses must be supplied to the pressure maintenance and thus maintain the heat pump process energy in the form of kinetic energy (pressure in a closed system) and / or heat (pressure increase in a closed system) through a compressor. Depending on the design, additional energy is required for driving the cell ring system and for exchanging the chamber contents (flushing).

Die Aufgabe der Energiezufuhr wird mit dem hier vorgestellten Verfahren durch das Zusammenwirken der Wärmepumpenanordnung mit einer einfachen Vorrichtung zur Erzeugung von thermischer und kinetischer Energie gelöst (5). Diese Vorrichtung (5) führt eine pulsierende Verbrennung von Brennstoffen mit Luft bei pulsierender Druckerhöhung aus und erreicht bei gezielter akustischer Abstimmung bis hin zur Resonanz der Gassäulen einen guten Wirkungsgrad. Solche Vorrichtungen sind z. B. als sog. ventillose oder ventilgesteuerte, pulsierende Brenner (5) – Schwingbrenner, in einer weiteren Form als Pulsationstriebwerke (PDE – Pulsed Detonation Engine) bekannt geworden und können einen sehr einfachem Aufbau bei weit variierbarer Baugröße aufweisen.The task of energy supply is solved with the method presented here by the interaction of the heat pump assembly with a simple device for generating thermal and kinetic energy ( 5 ). This device ( 5 ) performs a pulsating combustion of fuels with air at pulsating pressure increase and achieved with targeted acoustic tuning up to the resonance of the gas columns good efficiency. Such devices are for. B. as so-called. Valveless or valve-controlled, pulsating burner ( 5 ) - Oscillating burners, in another form known as pulsation engines (PDE - Pulsed Detonation Engine) and can have a very simple structure with widely variable size.

Wie beispielhaft in 2 gezeigt, kann in einer Wärmepumpenanordnung nach [1] oder der Auslegeschrift DE 10 49 401 B nach Einleitung des Wärmepumpenprozesses der prinzipbedingte Druckverlust durch Wärmeabgabe auf der Seite des Wärmeübertragers (3) durch eine geeignete Druckerhöhung im Zellenring-Druckaustauscher (1) mit einem Nebenstrom, der durch eine vorteilhafterweise auf die gasdynamischen Verhältnisse abgestimmte PDE (2) realisiert wird, ausgeglichen werden, indem mittels der Abgase der PDE der erforderliche Druck zugleich mit Wärme dem Wärmepumpenprozess zugeführt wird.As exemplified in 2 can be shown in a heat pump arrangement according to [1] or the Auslegeschrift DE 10 49 401 B after initiation of the heat pump process the principle pressure loss due to heat release on the side of the heat exchanger ( 3 ) by a suitable pressure increase in the cell ring pressure exchanger ( 1 ) with a side stream, which by a PDE advantageously adapted to the gas-dynamic conditions ( 2 ), are compensated by the required pressure is supplied at the same time with heat to the heat pump process by means of the exhaust gases of the PDE.

In einem anderen Beispiel, wie in 3 schematisch dargestellt, kann die Vorrichtung mit pulsierender und dabei druckerzeugender Verbrennung auch an anderer Stelle (2') zur Erhöhung des Druckes in einer Zelle vor dem Übertritt in den Wärmeübertrager-Kreislauf eingesetzt werden.In another example, as in 3 shown schematically, the device with pulsating and thereby generating pressure combustion elsewhere ( 2 ' ) are used to increase the pressure in a cell before the passage into the heat exchanger circuit.

Zum Start des Wärmepumpenprozesses kann die Druckerhöhung auch durch die PDE erfolgen. Eine Synchronisation von Druckerhöhung am PDE-Auslass und Zellenöffnung bzw. -Schließung am Zellenring-Druckaustauscher stellt das Optimum der Wirksamkeit der Anordnung dar. Durch die vektoriell anteilige Nutzung der Druckwellen (Stoßwellen) beim Zelleneintritt durch Wechselwirkung mit einer zumindest anteilig in Drehrichtung orientierten Zellenwand kann auch der Drehantrieb des Zellenring-Druckaustauscher (1) und durch den Lauf der Druckwelle in der Zelle der Austausch der jeweiligen Zelleninhalte (Spülung) wie in [1] beschrieben, mit einer Vorrichtung mit pulsierender und dabei druckerzeugender Verbrennung bewerkstelligt werden.To start the heat pump process, the pressure increase can also be done by the PDE. A synchronization of pressure increase at the PDE outlet and cell opening or closing at the cell ring pressure exchanger represents the optimum of the efficiency of the arrangement. By the vectorial proportional use of the pressure waves (shock waves) at cell entry by interaction with an at least proportionately oriented in the direction of rotation cell wall can also the rotary drive of the cells ring pressure exchanger ( 1 ) and by the passage of the pressure wave in the cell, the replacement of the respective cell contents (flushing) as described in [1], be accomplished with a device with pulsating and pressure-generating combustion.

Bisher ist der Einsatz von Pulsationstriebwerken bzw. Schwingbrennern als Heißnebelerzeuger und bei den PDE vor allem als Antrieb für Flugkörper bekannt, wobei sich vor allem letztere Lösung durch die Erzeugung eines Standschubes gegenüber ähnlichen Triebwerken hervorhebt. Diese Eigenschaft wird zur Lösung der Aufgabe der Energiezufuhr für eine Wärmepumpenanordnung mit Druckaustauscher-Zellenringsystem eingesetzt, da hiermit sowohl ein Volumenstrom mit einem Überdruck als auch eine Wärmezufuhr für den sogenannten Nebenstrom realisiert werden kann.So far is the use of pulsation engines or vibrating burners as Hot mist generator and at the PDE especially known as propulsion for missiles, being present all the latter solution emphasizes the generation of a thrust over similar engines. This property becomes the solution the task of energy intake for a heat pump assembly used with pressure exchanger cell ring system, since hereby both a volume flow with an overpressure as well as a heat supply for the so-called sidestream can be realized.

Für die gleiche Aufgabe sind auch Turbinen einsetzbar [1], jedoch sind diese teurer und komplizierter im Aufbau und erzeugen einen höheren Anteil an Verlustenergie als z. B. ein PDE.For the same Turbines can also be used [1], but they are more expensive and more complicated in construction and generate a higher proportion of energy loss as z. A PDE.

Flüssige und/oder gasförmige Brennstoffe sind in sehr vielen Haushalten, Immobilien, Freizeit- und Gewerbeobjekten als Primärenergieträger zur Beheizung und Warmwasserbereitung vorhanden oder verfügbar. Durch die Kombination nach dem erfinderischen Verfahren eines PDE oder Schwingbrenners mit einer Wärmepumpenanordnung mit Druckaustauscher-Zellenringsystem können diese Energieträger weiterhin verwendet werden, wobei diese nunmehr nur noch zur Bereitstellung von Hilfsenergie herangezogen werden, da die Haupt-Energiequelle zur Klimatisierung/Warmwasserbereitung die Wärme der Umgebungsluft darstellt. Damit können Ressourcenverbrauch (Brennstoffe) und CO2-Emissionen bei gleicher Heizleistung deutlich gesenkt werden. Durch den reduzierten Brennstoffverbrauch ist auch der Betrieb einer Anlage nach dem erfinderischen Verfahren kostengünstiger als bei einer konventionelle Heizung und sogar kostengünstiger als bei einer Wärmepumpenanordnung mit Druckaustauscher-Zellenringsystem mit einem elektrisch betriebenen Verdichter, wenn die Kosten für die Energiemenge Strom (verstromte Brennstoffe) den Kosten für eine äquivalente Energiemenge aus geeigneten Brennstoffen (Brenngase, Öl, Kohlenstaub) für diese Wärmepumpenanordnung mit Druckaustauscher-Zellenringsystem gegenübergestellt werden. So kostet eine Kilowattstunde Strom zur Zeit der Anmeldung ca. das 2,5 fache gegenüber einem Energieäquivalent aus Erdgas. Damit kann eine solche Wärmepumpenanordnung nach dem erfinderischen Verfahren derzeit mit 50% und weniger Energiekosten als eine elektrische betriebene Zellenradwärmepumpe auskommen. Vorteilhaft treten weiterhin der Verzicht auf ein Kältemittel nach dem Stand der Technik und die durch das Fehlen eines äußeren Wärmeübertragers zur Aufnahme von Umgebungswärme fehlende Vereisungsgefahr in Erscheinung. Deshalb können Wärmepumpenanordnung mit Druckaustauscher-Zellenringsystem, die mit dem Arbeitsmedium Luft betrieben werden, bei Außentemperaturen auch unter 5°C sicher und effizient betrieben werden und damit zu einer Verbreitung dieser umweltfreundlichen ressourcen- und Kosten sparenden Klimatisierungseinrichtung beitragen.Liquid and / or gaseous Fuels are available in many households, homes, recreational and Commercial properties as a primary energy source for heating and hot water available or available. By the combination according to the inventive method of a PDE or oscillating burner with a heat pump arrangement with pressure exchanger cell ring system, these fuels can continue are used, these now only to provide be used by auxiliary energy, since the main energy source for air conditioning / water heating represents the heat of the ambient air. With that you can Resource consumption (fuels) and CO2 emissions at the same Heating power can be significantly reduced. Due to the reduced fuel consumption is also the operation of a plant according to the inventive method cost-effective than with a conventional heating and even cheaper as in a heat pump arrangement with pressure exchanger cell ring system with an electrically operated Compressor if the cost of the amount of electricity (electricity consumed) costs the equivalent Energy from suitable fuels (fuel gases, oil, coal dust) for this heat pump arrangement be faced with pressure exchanger cell ring system. So costs one kilowatt hour of electricity at the time of registration about 2.5 times across from an energy equivalent from natural gas. Thus, such a heat pump assembly after the inventive method currently with 50% and less energy costs to manage as an electric powered cellular heat pump. Advantageous continue to dispense with the release of a refrigerant according to the state of Technique and by the absence of an external heat exchanger for recording Ambient heat missing Risk of icing in appearance. Therefore, heat pump assembly with pressure exchanger cell ring system, which are operated with the working medium air, at outdoor temperatures even below 5 ° C be operated safely and efficiently and thus to a dissemination This environmentally friendly resource and cost-saving air conditioning device contribute.

Eine weitere Verbesserung der Nutzung natürlich vorhandener Energieressourcen kann durch die Vorwärmung der zuzuführenden Umgebungsluft in einem oder mehreren Solar-Luftkollektoren (4) vor dem Eintritt in die Wärmepumpenanordnung mit Druckaustauscher-Zellenringsystem erzielt werden. Da mit der dann höheren Temperatur der zuzuführenden Umgebungsluft der erforderliche Temperaturhub in der Wärmepumpenanordnung kleiner wird, kann die Energiezufuhr zur Aufrechterhaltung des Wärmepumpenprozesses weiter verringert werden.A further improvement in the use of naturally existing energy resources can be achieved by preheating the ambient air to be supplied in one or more solar air collectors ( 4 ) can be achieved before entering the heat pump assembly with pressure exchanger cell ring system. Since with the then higher temperature of the ambient air to be supplied, the required temperature increase in the heat pump arrangement becomes smaller, the energy supply for maintaining the heat pump process can be further reduced.

Bei einer Ausführung als Gebäudeheizung kann, wie in [1] beschrieben, die durch Verdichtung erwärmte Luft nicht nur Arbeitsmedium der Wärmepumpenanordnung sein, sondern auch als Wärmeträger in der Heizanlage zirkulieren. Somit kann die Vorlauftemperatur gleich der Heiztemperatur sein (keine weitere Temperaturerhöhung notwendig). Die notwendigen geringen Überdrücke werden bereits in Warmwasser-Umlauf-Zentralheizsystem erreicht und überschritten. Mit dem Arbeitsmedium Luft sind aber übliche Korrosionsprobleme in Heizanlagen nicht zu erwarten.at an execution as building heating can, as described in [1], the air heated by compression not only working medium of the heat pump arrangement but also as a heat carrier in the Heating system circulate. Thus, the flow temperature can be equal be the heating temperature (no further increase in temperature necessary). The necessary low pressures will be already reached and exceeded in hot water circulating central heating system. With the working medium air but are common corrosion problems in Heating systems are not expected.

Claims

Method for operating a heat pump assembly with pressure exchanger cell ring system in combination with a device with pulsating and thereby pressure-generating combustion of fuels with air, characterized in that for the supply of pressure and thus maintenance of the heat pump process in the heat pump assembly with pressure exchanger cell ring system after the heat release for the purpose of air conditioning and / or water heating and to compensate for leaks and heat loss in the heat pump assembly Energy through the device with pulsating and pressure-generating combustion supplied by fuels becomes.

A method according to claim 1, characterized in that the auxiliary energy necessary for driving a cell wheel of the pressure exchanger cell ring system can be derived from an energy portion of the pressure energy from the pulsating combustion of the device with pulsating and pressure-generating combustion of fuels by a part of the pressure energy at least one cell wall undergoes an interaction in the direction of rotation of the pressure-exchanger cell ring system.

Method according to claim 1, characterized in that that to exchange or rinse the Cell contents on a heat exchanger side necessary Auxiliary energy from an energy portion of the pressure energy from the device shown with pulsating and pressure-generating combustion becomes.

Method according to claim 1, characterized in that for the purpose of preheating the air to be supplied for the heat pump process in the heat pump arrangement with pressure-exchanger cell ring system, the air is previously passed through one or more solar collectors ( 4 ) is guided for the purpose of heat absorption.