Wärmepumpenanordnung und Verwendung eines Kältemitteldampfmotors

Abstract

 Anordnung mit einer Wärmepumpe (1) und einem Kältemitteldampfmotor (19), welcher einerseits die Wärmepumpe antreibt und andererseits durch einen Kältemittelverdampfer (8) gespeist wird, der durch Wärmeenergie versorgt wird, welche von der Wärmepumpe abgenommen wird.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft eine Anordnung mit einer Wärmepumpe mit wenigstens einem Verdichter mit Kältemittelkreislauf zur Transformation eines Wärmeenergiepotentials aus wenigstens einer Wärmequelle niederer Temperatur auf der Primärseite auf höheres Temperaturniveau auf der Ausgangs-, bzw. Abgabeseite.

[0002] Wärmepumpen mit Kältemittelkreislauf werden zunehmend zur Anhebung von Wärmeenergiepotentialen eingesetzt. Sie setzen sich sowohl industriell als auch als Wärmeerzeugungs-Aggregate für Gebäudeheizungen oder als Klimaanlagen durch. Dabei wird im Primärkreis Energie aus einem Wärmeenergiereservoir bei etwa gleichbleibender Temperatur, wie z.B. Flusswasser, Grundwasser, Abwärmewasser, Wärmespeicher, Dachkollektor, etc. aufgenommen. Diese Energie wird im Sekundärkreislauf bzw. auf der Abgabeseite mit Temperaturen von üblicherweise 50⁰ bis 60⁰C abgegeben. Die Leistungsfaktoren derartiger Anlagen erreichen ohne weiteres 2 bis 3,5. Bei einem Leistungsfaktor von 3,5 bedeutet dies, dass eine Antriebsleistung von normiert 1 aufzubringen ist, um eine Wärmemenge von normiert 3,5 nutzbar zu machen. Die dabei dem Wärmereservoir entnommene Wärmemenge beträgt 2,5.

[0003] Ueblicherweise wird die Antriebsenergie für den Kältemittelverdichter der Wärmepumpe von einem Elektromotor oder einer Verbrennungskraftmaschine abgenommen.

[0004] Im Fall der Verwendung eines Elektromotors als Antrieb für die Wärmepumpe bedeutet dies, dass vor allem in Kälteperioden relativ viel elektrische Energie verbraucht wird, was zu einer Belastung der elektrischen Netze führt. Zudem bedeutet dies, dass beim nachträglichen Einbau von Wärmepumpen aufwendige Elektroinstallationen zur Versorgung des Antriebs erforderlich sind.

[0005] Sofern zum Antrieb der Wärmepumpe ein Verbrennungsmotor, in der Regel ein Dieselmotor, verwendet wird, bringt dies ebenfalls Schwierigkeiten mit sich. Dies betrifft insbesondere die Abführung der Abgase, Lärmdämmung, sowie den Einbau von Treibstofftanks. Ausserdem wird die Wirtschaftlichkeit einer derartigen Wärmepumpenanordnung dadurch stark beeinträchtigt, dass zum relativ grossen Abschreibungsbedarf für die Anlageninvestition laufende Energiekosten in Höhe von 20% bis 40% der Abgabeleistung der Wärmepumpe kommen. Dies verunmöglicht aus betriebswirtschaftlichen Gründen in vielen Fällen den Einbau einer Wärmepumpe trotz der gegebenen volkswirtschaftlichen Bedeutung.

[0006] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, derartige Wärmepumpenanlagen zu verbessern und insbesondere von zusätzlichen Antrieben unabhängig zu machen. Ausserdem soll die Wirtschaftlichkeit der Anlagen verbessert werden. Erfindungsgemäss wird dies in erster Linie durch die Verwendung eines Kältemitteldampfmotors zum Antreiben einer Wärmepumpe erreicht, welche den Kältemitteldampfmotor wenigstens teilweise mit Antriebswärmeenergie speist. Praktisch lässt sich dies so durchführen, dass ein Kältemitteldampfmotor vorgesehen ist, dessen Dampferzeuger derart mit der Abgabeseite der Wärmepumpe in Verbindung steht, dass er wenigstens teilweise durch die auf der Abgabeseite der Wärmepumpe abgegebene Wärmeenergie gespeist wird, dass der Kältemitteldampfmotor zum mechanischen Antrieb der Wärmepumpe mit dieser verbindbar ist, und dass eine Startvorrichtung zur Abgabe von Antriebsenergie für die Wärmepumpe bis zum Erreichen der Betriebstemperatur am Ausgang der Wärmepumpe vorgesehen ist.

[0007] Auf diese Weise wird die Wärmepumpe ohne jeden herkömmlichen Antrieb durch den Kältemitteldampfmotor, sofern eine Temperatursenke vorhanden ist, deren Temperaturniveau niedriger liegt als das der Primärquelle; mit Antriebsenergie versorgt und liefert ihrerseits wieder Energie zum Antreiben des Kältemitteldampfmotors.

[0008] Selbstverständlich ist es bei einer derartigen Anordnung erforderlich, dass der Wärmequelle mehr Wärmeenergie entnommen wird, da ja zusätzlich der Kältemitteldampfmotor angetrieben werden muss. Dies lässt sich jedoch in den meisten Fällen relativ einfach dadurch lösen, dass die Wärmepumpe leistungsmässig etwas grösser dimensioniert wird. Besonders vorteilhaft lässt sich dies jedoch auch dadurch lösen, dass der Wärmepumpe sekundärseitig ein Wärmespeicher nachgeschaltet ist, welcher den Dampferzeuger des Kältemitteldampfmotors mit Wärmeenergie versorgt. Auf diese Weise kann dann z.B. erreicht werden, dass die Wärmepumpe den Wärmespeicher als Puffer laufend mit Energie versorgt, so dass die Wärmepumpe nicht derart dimensioniert sein muss, dass sie Spitzenbelastungen auf der Abgabeseite, die durch den Bedarf für den Kältemitteldampfmotor erhöht werden, voll decken muss.

[0009] Auch kann der Wärmespeicher zum Starten des Kältemitteldampfmotors verwendet werden, solange die Wärmepumpe auf der Sekundärseite noch keine Wärmeenergie abgibt. Der Wärmespeicher dient also in diesem Fall als Startvorrichtung. Selbstverständlich kann als Startvorrichtung auch eine fremde Energiequelle zum Aufheizen des Kältemittels für den Kältemitteldampfmotor dienen oder es kann vorteilhafterweise ein Hilfsantrieb für die Wärmepumpe als Startvorrichtung vorgesehen werden.

[0010] Sofern die Kapazität eines Wärmespeichers limitiert ist oder sofern längere Arbeitspausen vorgesehen sind, ist es auch vorteilhaft, wenn sowohl eine externe Energiequelle zum Speisen des Kältemitteldampfmotors als auch ein Hilfsantrieb für die Wärmepumpe vorgesehen ist. Vorteilhaft ist es in einem solchen Fall, wenn der Hilfsantrieb ein Elektromotor ist.

[0011] Besonders vielseitig und wirtschaftlich lässt sich die Anordnung realisieren, wenn der Elektromotor sowohl mit dem Verdichter der Wärmepumpe als auch mit der Abtriebsseite des Kältemitteldampfmotors verbindbar ist und sowohl als Motor als auch als Generator zur Erzeugung von elektrischer Energie bei Antrieb durch den Kältemitteldampfmotor schaltbar ist. Diese Anordnung ist aufgrund der Eigenerzeugung von elektrischer Energie praktisch vollständig unabhängig von externer Stromversorgung und deshalb besonders störungsunanfällig.

[0012] Der Wirkungsgrad der Gesamtanordnung wird wesentlich verbessert, wenn die Wärmepumpe abgabeseitig mit einem Wärmetauscher und Verdampfer zum Verdampfen des Kältemittels der Expandermaschine verbunden ist, wenn ein Dampfkessel zur Aufnahme des verdampften Kältemittels und dessen Abgabe an die Expandermaschine vorgesehen ist, wenn der Ausgang der Expandermaschine an einen Rückkühler, bzw. Kondensator angeschlossen ist, in welchem das Kältemittel verflüssigt wird, und wenn weiterhin ein Injektor vorgesehen ist, welcher das verflüssigte Kältemittel im Expandersystem wieder dem mit der Abgabeseite der Wärmepumpe verbundenen Verdampfer zuführt.

[0013] Der Wirkungsgrad lässt sich noch weiter verbessern und die Anordnung weiter vereinfachen, wenn der Injektor durch die Expandermaschine antreibbar ist.

[0014] Ganz besonders vorteilhaft kann es ersichtlicherweise sein, wenn die Wärmepumpe, der Kältemitteldampfmotor, der Hilfsantrieb und der Injektor auf einer gemeinsamen Achse angeordnet sind und somit Verluste durch Zwischengetriebe, Umwandler und dergleichen vermieden werden.

[0015] Der Wirkungsgrad des Kältemitteldampfmotors lässt sich verbessern, wenn der Rückkühler zur Abgabe eines Teils der Restwärme mit dem Primärkreislauf der Wärmepumpe verbunden ist. Dadurch wird ein Teil der im zirkulierenden Kältemittel vorhandene Restwärme ebenfalls ausgenützt und dem Kreislauf wieder zugeführt. Es ist aber notwendig, dass eine Wärmesenke vorhanden ist, deren Temperatur niedriger liegt als die der Primärquelle.

[0016] Wärmeverluste lassen sich vermeiden und der Wirkungsgrad lässt sich weiter verbessern, wenn die Heizanordnung unmittelbar im Verdampfer und/oder im Dampfkessel der Expandermaschine vorgesehen ist. Als Heizanordnung eignet sich dabei besonders vorteilhaft eine Widerstandsheizung, welche ein Erwärmen mit geringer Zeitkonstante, d.h. mit geringer Verzögerung ermöglicht.

[0017] Anstelle der Widerstandsheizung kann jedoch auch noch zusätzlich oder alternativ eine externe Heizanordnung vorgesehen sein. Dies bietet sich z.B. bei Verbundsystemen oder Mischsystemen an, bei welchen Wärmeenergie aus verschiedenen Wärmequellen ausgenützt und einem gemeinsamen Speicher und/oder Verbraucher zugeführt wird.

[0018] Sofern die Heizanordnung eine Widerstandsheizung ist, kann diese teilweise durch den Generator gespeist werden, sobald der Kältemitteldampfmotor und die Wärmepumpe angelaufen sind.

[0019] Sofern die Temperaturen auf der Sekundärseite der Wärmepumpe zu nieder sind, um das Kältemittel für den Kältemitteldampfmotor entsprechend zu verdampfen, ist es vorteilhaft, wenn noch eine Zusatzheizung als Nacherhitzer vorgesehen ist.

[0020] Die Erfindung schafft also insgesamt eine optimal einfache Anordnung zur Verwendung überschüssiger Sekundärenergie einer Wärmepumpe zum Antreiben eines Kältemitteldampfmotors, der wiederum die Wärmepumpe betreibt, wobei eine Wärmesenke den gesamten erforderlichen Wärmeübergang ermöglicht. Solche Verhältnisse werden z.B. in kalten Regionen der Welt angetroffen, in denen Meerwasser um z.B. 0° C, Lufttemperaturen von z.B. - 30⁰ C und gewünschte Heiztemperatur von z.B. + 20⁰ vorliegen. Dies bedingt zwar grössere Energieaufnahme im Primärkreis der Wärmepumpe, doch lässt sich dies entweder dadurch lösen, dass die Wärmepumpe entsprechend überdimensioniert wird, oder aber dass die Betriebsdauer der Wärmepumpe verlängert und Wärmeenergie in den Heizpausen in einen Wärmespeicher gepumpt wird und aus diesem dann in Zeiten des Spitzenbedarfs entnommen und auch zum Betrieb des Kältemitteldampfmotors verwendet wird. Das Anlassen der Gesamtanordnung ist ebenfalls besonders einfach durch eine entsprechende Startvorrichtung in Form eines Antriebsmotors und/oder einer zusätzlichen Energiequelle gelöst.

[0021] Die Erfindung ist im folgenden anhand eines Beispiels in den Zeichnungen näher erläutert. Die Zeichnungen zeigen:

Fig. 1 Ein Schaltschema mit einer schematischen Darstellung der erfindungsgemässen Anordnung, und

Fig. 2 die Energiebilanz der Anordnung gemäss Fig. 1.

[0022] Gemäss Fig. 1 weist die Anordnung eine Wärmepumpe 1 auf, deren Primärkreis 2a durch eine Pumpe 3 mit Wasser von 2⁰C aus einer nicht dargestellten Quelle versorgt wird. Die Wärmepumpe 1 weist einen Sekundärkreis 2b auf, in welchem durch eine Umwälzpumpe 4 ein Wärmeübertragungsmedium an Heizkreise 5 abgegeben wird. Das Wärmeübertragungsmedium weist dabei eine Temperatur von 400_C auf. Die Steuerung der Temperatur in den Heizkreisen wird durch einen bekannten und deshalb nicht näher beschriebenen Regler 6 geregelt. Das Wärmeübertragungsmedium des Sekundärkreises 2b durchströmt ausserdem eine Wärmespirale 7, welche im Dampferzeuger 8 eines Expansionsmotors 19 angeordnet ist. Der Dampferzeuger 8 ist als Heizkessel mit Wärmetauscher ausgebildet, in welchen Kältemittel über eine Leitung 9 und einen Injektor 10 eingebracht wird. Das aus dem Expansionsmotor 19 austretende Kältemittel wird im Kreislauf einem Kondensator-Wärmetauscher 11 zugeführt, bevor es über die Leitung 9 wieder an den Dampferzeuger 8 abgegeben wird. Im Kondensator-Wärmetauscher 11 wird das Kältemittel aus der dampfförmigen Phase vollständig in die flüssige Phase zurückgeführt, wobei Restwärme an den Primärkreis 2a abgegeben und somit der Wärmepumpe 1 zugeführt wird, während eine Wärmesenke 20 z.B. mit Aussenluft von - 30⁰C die Rückkühlung auf eine niedrigere Temperatur ermöglicht.

[0023] Wärmepumpe 1 und Expansionsmotor 19 sind auf einer gemeinsamen Welle 12 angeordnet, sodass der Expansionsmotor 19 die Wärmepumpe 1 antreibt. Im Kreislauf des Expansionsmotors 19 ist ebenfalls ein Regler 13 vorgesehen, der in an sich bekannter Weise den Betrieb des Expansionsmotors 19 regelt und zudem drehzahlabhängig den Sekundärkreis 2b der Wärmepumpe 1 sperren kann, bis der Expansionsmotor 19 voll angelaufen ist und eine Belastung durch die Wärmepumpe 1 übernehmen kann. Die Regelfunktionen der Regler 13 und 6 sind an sich allgemein bekannt und nicht Gegenstand dieser Anmeldung. Sie werden deshalb hier nicht näher beschrieben.

[0024] Auf der Welle 12 ist ausserdem ein Motor 14 angeordnet, der von einer nicht dargestellten Spannungsquelle, z.B. einer Batterie oder durch Netzstrom, angetrieben wird. Der Motor 14 dient dazu, die Wärmepumpe anzutreiben, sofern der Expansionsmotor 19 ausser Betrieb ist. Dies wird insbesondere während des Anlaufs der Anordnung erforderlich sein, wenn im Dampferzeuger 8 noch keine Wärmeenergie durch den Sekundärkreis 2b erzeugt wird und somit der Expansionsmotor 19 nicht mit verdampftem Kältemittel versorgt wird.

[0025] Sobald der Expansionsmotor 19 den Betrieb aufgenommen hat, kann der Anlassmotor 14 als Generator geschaltet werden und elektrische Spannung z.B. an eine nicht dargestellte Batterie abgeben, aus der er während des Anlassvorgangs gespeist werden kann.

[0026] Derartige Umschalter und Regler sowie als Generator und Motor betreibbare Elektromotoren sind allgemein bekannt und gebräuchlich und werden deshalb nicht näher erläutert.

[0027] Zum Anlassen der Anordnung ist ausserdem im Dampferzeuger ein Anlassheizer 15 vorgesehen, welcher als elektrische Widerstandsheizung ausgebildet ist. Mit dem Anlassheizer 15 kann das Kältemittel im Dampferzeuger 8 verdampft und damit der Expansionsmotor 19 angetrieben werden. Auf diese Weise lässt sich die Anordnung ebenfalls starten, wobei alternativ entweder der Anlassheizer 15 oder der Motor 14 betrieben werden können. Selbstverständlich können auch sowohl Anlassheizer 15 als auch Motor 14 betrieben werden, um eine schnellere Betriebsbereitschaft des Systems zu erreichen. Zusätzlich zum Anlassheizer 15 ist ein Wärmetauscher 16 im Dampferzeuger 8 vorgesehen. Der Wärmetauscher 16 kann mit einem Wärmespeicher 17 verbunden werden, der durch den Sekundärkreis 2b gespeist wird. Die im Wärmespeicher 17 gespeicherte Wärmeenergie kann ebenfalls dazu benutzt werden, um über den Wärmetauscher 16 den Dampferzeuger 18 anzuwärmen und den Expansionsmotor 19 solange anzutreiben, bis die Wärmepumpe 1 im Sekundärkreis 2b Energie abgibt und über den Wärmetauscher 7 den Dampferzeuger 8 speist.

[0028] Selbstverständlich ist es auch denkbar, dass der Wärmetauscher 16 noch an eine weitere Zusatzheizquelle, z.B. bei Hybrid-Systemen, zum Startvorgang angeschlossen wird oder dauernd angeschlossen bleibt.

[0029] Die Funktion der Anordnung sei an einem Beispiel erläutert:

[0030] Bei einem Leistungsfaktor von z.B. 3 beträgt der Antriebsenergiebedarf für die Wärmepumpe:

[0031] Der Ueberschuss des Sekundärkreises der Wärmepumpe beträgt dann:

[0032] Wenn man voraussetzt, dass eine Kältemittelexpandermaschine einen Wirkungsgrad von 60% erreicht, wenn die Wärmeabgabe dieser Maschine an die Umgebung durch Rückführung in den Wärmepumpenprozess weitgehend genutzt wird und eine geeignete Wärmesenke zur Verfügung steht, so ist einsichtig, dass aus dem Leistungs- überschuss im Sekundärkreis der Wärmepumpe ohne weiteres die für den Betrieb des Antriebs der Wärmepumpe durch die Expandermaschine erforderliche Leistung von

ca. 20.000 Watt zur Verfügung stehen.

[0033] Damit ist bereits bei einem Leistungsfaktor von 3 ein Eigenantrieb möglich, ein höherer Leistungsfaktor schafft Reserve.

[0034] Ein solches Aggregat arbeitet - abgesehen von der Anlassphase - völlig unabhängig von äusserer Energie autark. Kältemittel, die bereits bei Temperaturen von 40° bis 50⁰C brauchbare Dampfdrücke zum Betrieb einer Expandermaschine ergeben, sind bekannt (z.B. Frigen-Typen).

[0035] Es sind Kältemitteldampfmotoren bekannt, die Leistungen bis zu 100 kW mit Frigen erreichen. Aber auch kleine Expandermaschinen von einigen kW sind am Markt.

[0036] Besonders vorteilhaft ist es, wenn der Kältemitteldampfmotor als Kolbenmaschine oder Schraubenexpander ausgebildet ist. Dies erleichtert das Anordnen von Wärmepumpe und Kälteinitteldampfmotor auf einer Achse, da sich bei dann identischen Drehzahlen besonders einfach eine Abstimmung der Drehmomente und Leistungscharakteristika der beiden Maschinen (Wärmepumpe und Kältemitteldampfmotor) erreichen lässt. Selbstverständlich lassen sich jedoch auch andere Kältemitteldampfmotore, wie z.B. Schraubenexpanderturbinen vorteilhaft einsetzen.

[0037] Fig. 2 zeigt die Energiebilanz einer erfindungsgemässen Anordnung. Die verwendeten Abkürzungen haben folgende Bedeutung:

Pi ₌ Eingangs-Wärmeenergie

P_o = Ausgangsenergie der Wärmepumpe

P_a = Antriebsenergie der Wärmepumpe

E = abgegebene Hilfsenergie

N = abgegebene Nutzenergie

V = anergetische Wärmeverluste

P_R = Rückkühlenergie

P_H = Heizenergie für Verdampfer des Expansionsmotors

[0038] Aus der Darstellung in Fig. 2 ergibt sich folgende Gleichung für die erforderliche Eingangs-Wärmeenergie

[0039] Für die geforderte Ausgangsenergie der Wärmepumpe ergibt sich die Gleichung

[0040] Wie aus der Energiebilanz ersichtlich ist, wird die der Wärmequelle entnommene, bzw. die am Eingang zum Betrieb der Anlage erforderliche Energiebedarf nicht wesentlich erhöht, sodass sich aus dieser Sicht kaum eine Limitierung der Einsatzmöglichkeit der Anordnung ergibt. Lediglich die Leistung der Wärmepumpe muss erhöht werden, was sich jedoch praktisch nur bei den Anlagekosten niederschlägt. Die erfindungsgemässe Anordnung löst somit auf optimal einfache Weise das Antriebsproblem für Wärmepumpen und schafft insbesondere durch die Geschlossenheit der einzelnen Kreisläufe und die mögliche Rückführung von Teil-Restwärme einen hohen Wirkungsgrad der Gesamtanlage.

[0041] Das erfindungsgemässe Prinzip lässt sich vorteilhaft überall dort anwenden, wo einerseits keine Energieversorgung, z.B. durch Wärme- oder elektrische Energie, möglich ist und andererseits wenigstens zwei Wärmequellen unterschiedlicher Temperatur und ausreichender Wärmekapazität verfügbar sind, beispielsweise in folgenden Fällen:

1. Kalte Regionen der Welt, in denen die Wassertemperatur von Meeren, Seen und Flüssen um 0°C oder darüber und die Lufttemperaturen um - 10⁰C und darunter liegen. Das Wasser wird dann als Primärquelle benutzt, während die Luft als Wärmesenke dient.

2. Anwendungen im industriellen Bereich, in denen höhere Temperaturen in Abwärmequellen (+ 20⁰C beispielsweise) vorliegen, die ungenutzt bleiben müssten und nun als Primärquelle verwendet werden können, während als Wärmesenke die die Aussenluft oder Wasser dient, sofern deren Temperatur unter der der Primärquelle liegt.

3. Heisse Regionen der Welt, in denen Klimaanlagen ohne externe Energieversorgung betrieben werden sollen. Hier können vorhandene Wärmesenken (Grundwasser, Meere, Flüsse) mit Temperaturen von + 20° bis + 30°C verwendet werden, um Klimaanlagen mittels Wärmepumpen nach vorliegender Erfindung zu betreiben, ohne dass eine ständige Energiezufuhr erforderlich ist.

[0042] Aus dem erfindungsgemässen Prinzip ist ersichtlich, dass sich die Anwendung nicht auf bestimmte Anlagengrössen beschränkt.

Ansprüche

1. Anordnung mit einer Wärmepumpe mit wenigstens einem Verdichter mit Kältemittelkreislauf zur Transformation eines Wärmeenergiepotentials aus wenigstens einer Wärmequelle niederer Temperatur auf der Primärseite auf höheres Temperaturniveau auf der Ausgangs-, bzw. Abgabeseite, dadurch gekennzeichnet , dass ein Kältemitteldampfmotor vorgesehen ist, dessen Dampferzeuger derart mit der Abgabeseite der Wärmepumpe in Verbindung steht, dass er wenigstens teilweise durch die auf der Abgabeseite der Wärmepumpe abgegebene Wärmeenergie gespeist wird, dass der Kältemitteldampfmotor zum mechanischen Antrieb der Wärmepumpe mit dieser verbindbar ist, und dass eine Startvorrichtung zur Abgabe von Antriebsenergie für die Wärmepumpe bis zum Erreichen der Betriebstemperatur am Ausgang der Wärmepumpe vorgesehen ist.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , dass die Startvorrichtung eine Zusatz-Heizanordnung für den Dampferzeuger des Kältemitteldampfmotors aufweist.

3. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , dass die Startvorrichtung einen Hilfsantrieb für den Verdichter der Wärmepumpe aufweist.

4. Anordnung, gekennzeichnet durch die Kombination von Anspruch 2 und 3.

5. Anordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet , dass der Hilfsantrieb einen Elektromotor aufweist.

6. Anordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet , dass der Elektromotor sowohl mit dem Verdichter der Wärmepumpe als auch mit der Abtriebsseite des Kältemitteldampfmotors verbindbar ist und sowohl als Motor als auch als Generator zur Erzeugung von elektrischer Energie bei Antrieb durch den Kältemitteldampfmotor schaltbar ist.

7. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , dass die Wärmepumpe abgabeseitig mit einem Wärmetauscher und Verdampfer zum Verdampfen des Kältemittels der Expandermaschine verbunden ist, dass ein Dampfkessel zur Aufnahme des verdampften Kältemittels und dessen Abgabe an die Expandermaschine vorgesehen ist, dass der Ausgang der Expandermaschine an einen Rückkühler, bzw. Kondensator angeschlossen ist, in welchem das Kältemittel verflüssigt wird, und dass weiterhin ein Injektor vorgesehen ist, welcher das verflüssigte Kältemittel im Expandersystem wieder dem mit der Abgabeseite der Wärmepumpe verbundenen Verdampfer zuführt.

8. Anordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet , dass der Injektor durch die Expandermaschine antreibbar ist.

9. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet , dass der Rückkühler des Kältemitteldampfmotors zur Abgabe der Restwärme mit dem Primärkreislauf der Wärmepumpe und/oder mit einer Temperatursenke niedrigeren Temperaturniveaus als der Primärkreislauf der Wärmepumpe verbunden ist.

10. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet , dass der Verdampfer und/oder der Dampfkessel der Expandermaschine wenigstens teilweise in einen Speicher mit vorzugsweise flüssigem Wärmespeichermedium, vorzugsweise mit Wasser, angeordnet ist, welcher mit der Abgabeseite der Wärmepumpe verbunden und durch diese aufheizbar ist.

11. Anordnung nach einem der Ansprüche 2 bis 8, dadurch gekennzeichnet , dass die Heizanordnung im Verdampfer und/oder im Dampfkessel der Expandermaschine vorgesehen ist.

12. Anordnung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet , dass die Heizanordnung eine Widerstandsheizung aufweist.

13. Anordnung nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet , dass als Heizanordnung eine externe Zusatzheizung vorgesehen ist.

14. Anordnung nach Anspruch 5 und 12, dadurch gekennzeichnet , dass die Widerstandsheizung wenigstens teilweise durch den Generator speisbar ist.

15. Anordnung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet , dass die Heizanordnung zum Nacherhitzen des verdampften Kältemittels als Zusatzheizung vorgesehen ist.

16. Anordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet , dass der Elektromotor durch eine Schaltanordnung derart mit einer Batterie verbindbar ist, dass die Batterie in Generator-Schaltung des Motors durch diesen aufladbar ist und zum Start der Wärmepumpenanordnung der Motor durch die aufgeladene Batterie speisbar ist.

17. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , dass der Kältemitteldampfmotor eine Kolbenmaschine für niedere Dampftemperaturen ist.

Zeichnung