DE3407454A1

DE3407454A1 - Kombination aus sonnenkollektoren und waermepumpe

Info

Publication number: DE3407454A1
Application number: DE19843407454
Authority: DE
Inventors: Hans-Jürgen 8391 Tittling Dietrich
Original assignee: DIETRICH HANS JUERGEN
Current assignee: DIETRICH HANS JUERGEN
Priority date: 1984-02-29
Filing date: 1984-02-29
Publication date: 1985-08-29

Description

Beschreibung
Kombination aus oonnenkollektor und sbarmepumpe Die Erfindung betrifft eine Kombination aus Sonnenkollektor und Wärmepumpe mit SchnellauSheizung.
Der Vorteil der in den Patenansprüchen 1 bis 7 beschriebenen Anlage ist, daß die Sonnenstrahlung mit dem Kältekreislauf in Wärme- und in mechanische Energie umgewandelt werden kann. Die Anlagen zeigen, daß die Ausführungen den vernünftigen Einsatz dieser Wärmepumpe auch bei bestehenden relativ kleinen Warmwasserspeichern ermöglichen. Bei den üblichen Wärmepumpenanlage@muß erst eine relativ hohe Aufheizzeit in Kauf genommen weraen, wenn der Speicher entleert wurde.
Kit vorbezeichneter Anlage kann man begrenzte Mengen Wasser sehr schnell aufheizen. Damit kann man jede bestehende Zentralheizungsanlage mit vorbezeichneten Wärmepumpenanlagen ergänzen.
Der Wirkungsgrad der vorbeschriebenen Anlagen kann wesentlich höher sein, als die zur Zeit auf dem Markt befindlichen Anlagen. selbst gegenüber den reinen Solarzellen, die die Sonnenstrahlung direkt in elektriscnen strom umwandeln, kann der Gesamtwirkungsgrad wesentlich verbessert werden.
Die Erfindung wird im nachstehenden anhand von geicilnungen 1 bis 5 näher erläutert. Die Zeichnungen 1,2,2a und 3 zeigen verschiedene Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Kombination.
Die jonnenstrahlung wird im Kältekreislauf I direkt iin Kollektor 1 in Wärme umgewandelt. Diese Wärme läßt das flüssige Kältemittel verdampfen und den Druck steigen. Dieter hohe Gasdruck treibt die Turbine 2. Im Kondensator 3 verflüssigt sich das Gas und der Druck sinkt dabei. Die Pumpe 4 bringt das flüssige Kältemittel unter honem Druck zurück zum Kollektor. Der Kältekreislauf II. funktioniert wie eine normale Wärmepumpe, nur daß der Verdichter über die Turbine 2 angetrieben wird. In Zeichnung 2 a wird die Sonnenstrahlung indirekt in mechanische Arbeit umgewandelt. Den Kombi-Kondensator zur Schnellaufheizung von begrenzter Menge Wasser zeigt Zeichnung 2. Eine andere Lösung, die augenblickliche Heizleistung voll für die gerade benötigte Wassermenge einzusetzen, stellt Zeichnung 3 dar.
Mit der vorbeschriebenen Anlage kann die Sonnenwärme zusätzlich als mechanische Energie gewonnen werden.
Die Wärmepumpe zeichnet sich durch relativ schnelle Aufheizung von begrenzter Wassermenge aus. Die Anschlußleistung der Wärmepumpe kann unter der gebührenpflichtigen Grenze liegen. Dadurch wird eine kostengünstige Zusatz-Heizungsanlage ermöglicht, die besonders für Einfamilien-und Reihenhäuser ideal ist.

Claims

Patentanspräche: 1. Kombination aus Sonnenkollektor und Wärmepumpe mit Schnellaufheizung, dadurch gekennzeichnet, daß der Sonnenkollektor als direkter Verdampfer für einen Kältekreislauf arbeitet. Durch Sonnenenergie wird das Kältemittel erhitzt, das dabei vordampft und einen höneren Druck annimmt. Mit dem hohen Dampfdruck wird eine Turbine angetrieben, die Strom, mechanische Energie direkt oder indirekt erzeugt oder einen Verdichter direkt oder indirekt antreibt, Im Kondensator, der mit Heiz- oder Brauchwasser gekühlt wird, verringert sich der Kältemitteldruck und das gasförmige Kältemittel wird flüssig. Das flüssige Kältemittel wird mit einer Pumpe wieder zum Verdampfer zurückgefördert.
2.) Kombination nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Turbine direkt oder indirekt einen Verdichter einer Wärmepumpenanlage antreibt. Die Wärmepumpe kann die Primärenergie aus Luft, Wasser, Erdreich oder sonst einer Wärmequelle verwenden und die Wärme auf der Sekundärseite an das ser, Luft oder eine sonstige Heizeinrichtung abgeben.
3.) Kombination nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß jede Solaranlage, die mit Wasser oder einem anderen Wärmeträgermedium betrieben ist zusätzlich mit einem Verdampfer ausgerüstet wird, In diesem Verdampfer wird das Kaltemittel verdampft und auf hohen Druck gebracht.
4.) Kombination nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Verdichter, auch mit anderer Energie, z. B. Strom angetriepen werden kann, wenn die Sonnenenergie nicht ausreicht oder nicht vorhanden ist.

3.) Kombination nach einem der Ansprüche 1 bis 4-,dadurn gekennzeichnet, daß die Antriebsleistung knapp unter der vom Energie-Versorgungs-Unternehmen ohne Grundgebünr oder Genehmigung, freigegebenen Anschlußgrenze liegt.,In der Regel dürfte diese Leistung 2 kW Aufnahmeleistung sein. Damit kann das Warmwasser- und Heizungswasser im Sommer und in der Übergengszeit aufgeheizt werden. Die Primärenergie kann von der Umwelt, Sonne, Luft, Erde verwendet werden.

@.) Kimbination nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeicnnet, daß sich der Kondensator auch in einem kleinen Speicher, je nach den Anforderungen ca. 5 bis 10 Liter Inhalt befindet. In diesem speicher wird das Brauch-Warmwasser nach dem üblichen Warmwasser durchgeführt, Wird die Wärmepumpe auch für die Raumheizung verwendet, befindet sich im kleinen Speicher auch noch ein Wärme.-tauscher für die Wohnraumheizung. Je nach den Anforderungen kann sich in dem kleinen Speicher auch das Heizwasser befinden und das Brauchwarmwasser über einen im kleinen Speicher befindlichen Wärmetauscher aufgeheizt werden. Über einen schnell reagierendem Thermostat oder eine elektronische Temperaturüberwachung wird dann die Umwälzpumpe für die Brauch-Warmwassererzeugung oder die Heizungsumwälzpumpe oder beide Umwälzpumpen gesperrt. Dadurch ist auch nach völliger Entleerung des normalen großen peichers in relativ kurzer Zeit wieder Warmwasser mit den gewünschten Temperaturen in begrenzter Menge (z. B.

Küche und Waschbecken) zur Verfügung. Die temperatur kann den Erfordernissen nach bis ca. 330C betragen.

7,) Kombination nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß als weitere. Möglicnkeit der Kondensator der Wärmepumpe auch als üblicher Doppelrohr- oder Gegenströmkondensator ausgeführt werden kann, über den das ge.-samte Brauch-Warmwasser fließen muß. Auch hier regelt ein Thermostat oder eine elektronische Temperatursteuerung die Umwälzpumpen. Auch hier kann die volle Heizleistung auf das im Moment benötigte Brauch-Warmwasser gegeben werden. Dadurch kann das Warmwasser nachgeheizt werden, wenn die Speichertemperatur zu tief ist. Soll diese. Wärmepumpe zusätzlich auch .t'ür Wohnraumheizung eingesetzt werden, so kann ein zusätz-Sicher Wärmetauscher direkt im Kältekreislauf oder im brauch-Warmwasser kreis eingebaut werden.