WÄRMEPUMPENANLAGE MIT MEHRSTUFIGER WÄRMEÜBERTRAGUNG UND VERFAHREN DAZU

Abstract

 Die Erfindung betrifft Wärmepumpenanlage (1), umfassend einen Kältemittelkreislauf (3) mit einem als Gaskühler/Kondensator ausgebildeten ersten Wärmeübertrager (7) und einen zum ersten Wärmeübertrager (7) in Kältemittelströmungsrichtung stromabwärts in Reihe geschalteten als Gaskühler/Kondensator ausgebildeten zweiten Wärmeübertrager (9), wobei die Wärmepumpenanlage (1) derart ausgebildet ist, dass für das Fluid in zum Kältemittel vorgesehener Gegenstromrichtung der nach einer Zuleitung (15) zweite Wärmeübertrager (9) stromaufwärts des ersten Wärmeübertragers (7) angeordnet ist, und die Leitung für das Fluid sich nach dem zweiten Wärmeübertrager (9) an einer Verzweigung (19) in zwei Leitungsabschnitte (21, 23) verzweigt, wobei davon der erste Leitungsabschnitt (21) fluidseitig den ersten Wärmeübertrager (7) umfasst und wobei der zweite Leitungsabschnitt (23) speicherlos zu einer Einmündung (31) in die Zuleitung (15) für das Fluid vor oder am Fluideinlass (17) des zweiten Wärmeübertragers (9) führt und eine Regelungseinrichtung (33) zum Regeln des Verhältnisses der Größe des Volumenstroms des ersten Teilstroms zur Größe des Volumenstroms des von der Verzweigung (19) in den zweiten Leitungsabschnitt (23) zur Einmündung (31) strömenden zweiten Teilstroms des Fluids angeordnet und ausgebildet ist. Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Betreiben der erfindungsgemäßen Wärmepumpenanlage.

Beschreibung

[0001] Gebiet der Technik:

Die Erfindung betrifft eine Wärmepumpenanlage gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1, mit der ein Fluid erwärmbar ist. Die Wärmepumpenanlage umfasst einen

Kältemittelkreislauf mit wenigstens einem Expansionsorgan, einem Verdampfer, einem Verdichter,

einem als Gaskühler/Kondensator ausgebildeten ersten Wärmeübertrager zum Übertragen von Wärme des verdichteten Kältemittels an das Fluid und einen zum ersten Wärmeübertrager in Kältemittelströmungsrichtung stromabwärts in Reihe geschalteten als

Gaskühler/Kondensator ausgebildeten zweiten Wärmeübertrager zum Übertragen von Wärme des Kältemittels an das Fluid. Derartige Wärmepumpenanlagen werden insbesondere für die Wärmeversorgung eines Gebäudes, wie vor allem bei der Erwärmung von Brauchwasser, eingesetzt.

[0002] Aber auch für die Wärmeversorgung von Fahrzeugen wie insbesondere Elektro- oder Hybridfahrzeugen werden derartige Wärmepumpenanlagen eingesetzt.

[0003] Ein Gaskühler/Kondensator ist ein Gaskühler, wenn darin Kältemittel als Gas oder im überkritischen Zustand gekühlt aber nicht kondensiert werden soll, oder er ist ein Kondensator, wenn darin gasförmiges Kältemittel im unterkritischen Zustand kondensiert werden soll.

Stand der Technik:

[0004] Bekannt sind Wärmepumpenanlagen wie beispielsweise in DE102010051976 A1 und in US2008/0041071 A1 mit zwei im Kältemittelkreislauf in Reihe geschalteten Gaskühlern/Kondensatoren, bei denen Wärme an Fluide eines jeweils angeschlossenen Fluidkreislaufs übertragen wird, wobei jedoch die beiden Fluidkreisläufe getrennt voneinander sind, sodass die Wärmeübertragung vom Kältemittel auf zwei getrennte Fluide aufgeteilt wird, was bei einer gewünscht möglichst großen Wärmeübertragung auf nur ein Fluid von Nachteil ist. In DE19939028 A1 ist eine Wärmepumpenanlage offenbart, bei der die im Kältemittelkreislauf in Reihe hintereinandergeschalteten Gaskühler/Kondensatoren zum Übertragen von Wärme des Kältemittels an dasselbe Fluid nämlich die in das Fahrzeug einströmende Luft eingesetzt werden. Jedoch ist der Volumenstrom der einströmenden Luft durch beide im Luftstrom hintereinander angeordnete Gaskühler/Kondensatoren gleich groß und die Luft, die in den im Luftstrom ersten Gaskühler/Kondensatoren einströmt, ist ungeheizt, was für eine effiziente Heizung bei gewünscht hoher Temperatur der Luft für den Fahrzeuginnenraum von Nachteil ist. Entsprechend nachteilig ist die in WO01/22011 A1 offenbarte Wärmepumpenanlage, bei der ein im Gegenstrom zum Kältemittel durch zwei in Reihe geschaltete Gaskühler/Kondensatoren strömendes Fluid geheizt wird. Ferner ist in US2018/0023818 A1 eine Wärmepumpenanlage offenbart. In DE102008046620 A1, in DE102015008045 A1, in DE102018111056 A1, in DE102019001642 A1 und in EP2759773 A2 ist jeweils eine Wärmepumpenanlage offenbart, bei der im Kältemittelkreislauf zwei in Reihe geschaltete als Gaskühler/Kondensatoren angeordnete Wärmeübertrager zur Erwärmung eines im Gegenstrom zum Kältemittel durch die Wärmeübertrager strömendes Fluids eingesetzt werden. Dabei kann der Volumenstrom des Fluids durch den im Kältemittelkreislauf zweiten Wärmeübertrager größer als der Volumenstrom des Fluids durch den im Kältemittelkreislauf ersten Wärmeübertrager sein. Es kann bei der in EP2759773 A2 offenbarten Wärmepumpenanlage das Fluid nach Durchströmen des zweiten Wärmeübertragers an einer Verzweigung in zwei Teilströme aufgeteilt werden, wobei der erste Teilstrom zum ersten Wärmeübertrager und der zweite Teilstrom zu einem Heizkreislauf oder durch einen Pufferspeicher letztendlich zurück zum Fluideinlass des zweiten Wärmeübertragers gelangt. Die Größe des Volumenstroms des zweiten Teilstroms des Fluids, der durch den Pufferspeicher zurück zum Fluideinlass des zweiten Wärmeübertragers strömt, lässt sich unzureichend indirekt über ein Mischventil vor dem Heizkreislauf regeln, wobei je nach Heizbedarf im Heizkreislauf vom zweiten Teilstrom nachteilig ein Teil des Fluids für die Wärmeabgabe im Heizkreislauf abgezweigt wird. Außerdem wird nachteilig auch im Pufferspeicher beziehungsweise Zwischenspeicher im Laufe der Zeit ein Teil der Wärme des Fluids an die Umgebung abgegeben. Mit der Pumpe für das Fluid vor dem Fluideinlass des zweiten Wärmeübertragers ist immer nur nachteilig der gesamte Zustrom von Fluid zum zweiten Wärmeübertrager förderbar.

[0005] Der im Anspruch 1 angegebenen Erfindung liegt also das Problem zugrunde, dass zur Erwärmung eines Fluids das Regeln der Strömung des Fluids bei zwei als Gaskühler/Kondensator ausgebildete im Kältemittelkreislauf in Reihe geschalteten Wärmeübertragern einer Wärmepumpenanlage unzureichend ist und der Verlust von Wärme zu hoch ist, was sich nachteilig hinsichtlich deren Effizienz auswirkt.

[0006] Es ist somit Aufgabe eine verbesserte Wärmepumpenanlage, umfassend einen Kältemittelkreislauf mit zwei als Gaskühler/Kondensator ausgebildeten in Reihe geschalteten Wärmeübertragern für die Übertragung von Wärme vom Kältemittel auf ein Fluid bereitzustellen.

[0007] Ein entsprechendes Problem liegt einem Verfahren zum Betreiben einer derartigen Wärmepumpenanlage zugrunde, sodass es eine weitere Aufgabe ist, diesbezüglich ein verbessertes Verfahren bereitzustellen.

[0008] Zusammenfassung der Erfindung:

Das der im Anspruch 1 angegebenen Erfindung zugrundeliegende Problem bezüglich einer

Wärmepumpenanlage wird durch die im Anspruch 1 aufgeführten Merkmale gelöst. Dadurch, dass die Wärmepumpenanlage, mit der ein Fluid erwärmbar ist, einen Kältemittelkreislauf mit wenigstens einem Expansionsorgan, einem Verdampfer, einem Verdichter,

einem als Gaskühler/Kondensator ausgebildeten ersten Wärmeübertrager zum Übertragen von Wärme des verdichteten Kältemittels an das Fluid und einen zum ersten Wärmeübertrager in Kältemittelströmungsrichtung stromabwärts in Reihe geschalteten als

Gaskühler/Kondensator ausgebildeten zweiten Wärmeübertrager zum Übertragen von Wärme des Kältemittels an das Fluid umfasst, wobei die Wärmepumpenanlage derart ausgebildet ist, dass für das Fluid in zum Kältemittel vorgesehener Gegenstromrichtung der nach einer Zuleitung zweite Wärmeübertrager stromaufwärts des ersten Wärmeübertragers angeordnet ist, und die Leitung für das Fluid sich nach dem zweiten Wärmeübertrager an einer Verzweigung in zwei Leitungsabschnitte zur Aufteilung in einen ersten Teilstrom und einen zum erneuten Durchströmen des zweiten Wärmeübertragers vorgesehenen zweiten Teilstrom des Fluids verzweigt, wobei davon der erste Leitungsabschnitt für den ersten Teilstrom fluidseitig den ersten Wärmeübertrager umfasst, und wobei der zweite Leitungsabschnitt speicherlos zu einer Einmündung in die Zuleitung für das Fluid vor oder am Fluideinlass des zweiten Wärmeübertragers führt und wobei die Wärmepumpenanlage (1) eine Regelungseinrichtung umfasst, die zum Regeln des Verhältnisses der Größe des Volumenstroms des ersten Teilstroms zur Größe des Volumenstroms des von der Verzweigung in den zweiten Leitungsabschnitt zur Einmündung strömenden zweiten Teilstroms des Fluids angeordnet und ausgebildet ist,

wird das Problem gelöst.

[0009] Fluidseitig ist der Teil des jeweiligen Wärmeübertragers, der für das Durchströmen des Fluids vorgesehen ist.

[0010] Speicherlos bedeutet hinsichtlich des zweiten Leitungsabschnitts, dass sich im zweiten Leitungsabschnitt kein Speicher befindet, in dem das Speichervolumen durch Durchströmung mit wärmeren Fluid erwärmt würde.

[0011] Die Erfindung hat insbesondere den Vorteil, dass das Verhältnis der Größe des Volumenstroms des ersten Teilstroms zur Größe des Volumenstroms des für ein erneutes Durchströmen des zweiten Wärmeübertrager vorgesehenen zweiten Teilstroms des Fluids mit der Regelungseinrichtung regelbar ist. Damit lässt sich die Größe des Anteils des Volumenstroms des Fluids, der erneut durch den zweiten Wärmeübertrager strömt, einstellen. Es lässt sich damit die Temperatur des Fluids am Einlass des zweiten Wärmeübertragers regelbar erhöhen und das Verhältnis des Volumenstroms des Fluids durch den zweiten Wärmeübertrager zum geringeren Volumenstrom des Fluids durch den ersten Wärmeübertrager einstellen. Die Effizienz der Wärmepumpenanlage für einen gewünschten Temperaturhub des Fluids lässt sich durch entsprechend effizienzoptimiertes Regeln der Regelungseinrichtung erhöhen. Ein unnötiger Wärmeverlust des Fluids wird mangels Speicher im zweiten Leitungsabschnitt vermieden. Insbesondere für einen hohen Temperaturhub des Fluids ist die erfindungsgemäße Wärmepumpenanlage in ihrer Effizienz von Vorteil. Außerdem werden Material, Gewicht und Kosten wegen des Weglassens eines Speichers im zweiten Leitungsabschnitt eingespart.

[0012] In den Unteransprüchen sind vorteilhafte Ausgestaltungen, Weiterbildungen und Verbesserungen des jeweiligen Gegenstandes der Erfindung angegeben.

[0013] Vorzugsweise ist die Regelungseinrichtung derart an der Verzweigung oder im zweiten Leitungsabschnitt oder an der Einmündung angeordnet, dass der zweite Teilstrom des Fluids durch die Regelungseinrichtung strömen muss. Damit ist die Größe des Volumenstroms des zweiten Teilstroms direkt einstellbar, was vorteilhaft ein unmittelbares Regeln der Größe des Anteils des Fluidstroms, der erneut durch den zweiten Wärmeübertrager strömt, bewirkt.

[0014] Gemäß einer vorteilhaften Ausführung ist der Kältemittelkreislauf der Wärmepumpenanlage derart ausgebildet, dass das Kältemittel im Hochdruckbereich des Kältemittelkreislaufs überkritisch und der erste Wärmeübertrager sowie der zweite Wärmeübertrager als Gaskühler zu betreiben sind. Für einen überkritischen Betrieb sind die Komponenten und Kältemittelleitungen des Kältemittelkreislaufs besonders druckbeständig und dicht ausgelegt. Überkritisch betriebene Kältemittel weisen lediglich eine Enthitzung auf, sodass sie gerade zum Erreichen eines großen Temperaturhubs, wie beispielsweise zur Erwärmung von Brauchwasser, gut geeignet sind. Insbesondere ist CO2 als Kältemittel dabei einsetzbar. Dazu müssen die Kältemittelleitungen und Komponenten des Hochdruckbereichs des Kältemittelkreislaufs ausreichend gasdicht und temperaturbeständig sein sowie eine Druckfestigkeit für über 140 bar Innendruck aufweisen.

[0015] Vorzugsweise sind der erste und zweite Wärmeübertrager derart ausgebildet, dass das zu erwärmende Fluid Wasser ist. Wasser ist ein günstiger ungiftiger Wärmeträger mit einer hohen Wärmekapazität. Für Wasser müssen die Leitungen und deren Komponenten wasserdicht und rostfrei sein. Die erfindungsgemäße Wärmepumpenanlage mit der erreichbaren effizient hohen Wärmeabgabe eignet sich besonders gut für die Erwärmung von Wasser, wie insbesondere Brauchwasser. Nach einer vorteilhaften Ausführung kommt dabei die Zuleitung des Fluids von einem Wassereintritt für Wasser und die Leitung vom Fluidauslass des ersten Wärmeübertragers führt zu einem Wasseraustritt. Mit dieser Ausführung ist das Wasser, wie beispielsweise Brauchwasser, direkt als das Fluid erwärmbar.

[0016] Nach einer vorteilhaften Ausführung der erfindungsgemäßen Wärmepumpenanlage sind der erste und zweite Wärmeübertrager auf Seiten des Fluids an einen Fluidkreislauf, in dem das Fluid zirkulierbar ist, angeschlossen. Das Fluid ist dabei als Wärmetransportmittel einsetzbar, was die Orte und Möglichkeiten des Heizens mit der Wärmepumpenanlage erweitert. Vorzugsweise ist dabei im Fluidkreislauf stromabwärts des ersten Wärmeübertragers und stromaufwärts des zweiten Wärmeübertragers ein dritter Wärmeübertrager zur Übertragung von Wärme des Fluids an ein zweites Fluid angeordnet. Damit lässt sich das zweite Fluid, wie zum Beispiel Brauchwasser, indirekt an den Kältemittelkreislauf angeschlossen erwärmen und braucht nicht direkt durch den ersten und zweiten Wärmeübertrager zu strömen.

[0017] Gemäß einer vorteilhaften Ausführung der erfindungsgemäßen Wärmepumpenanlage ist die Regelungseinrichtung als in der Pumpleistung regelbare Pumpe für das Fluid ausgebildet. Damit lässt sich die Größe des Volumenstroms des zweiten Teilstroms des Fluids gut regeln. Nach einer anderen vorteilhaften Ausführung ist die Regelungseinrichtung als Regelventil ausgebildet, was entsprechend gute Regelungsmöglichkeiten bietet. Insbesondere ein regelbares Drei-Wege-Ventil an der Verzweigung oder an der Einmündung des zweiten Leitungsabschnitts ist eine bevorzugte Ausbildung der Regelungseinrichtung, mit der die Aufteilung in den ersten und den zweiten Teilstrom des Fluids unmittelbar einstellbar ist.

[0018] Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Wärmepumpenanlage ist in dem, den zweiten Wärmeübertrager fluidseitig umfassenden, von der Einmündung bis zur Verzweigung verlaufenden, Fluidleitungsabschnitt eine in der Pumpleistung regelbare Pumpe für das Fluid angeordnet. Damit ist die Größe des Volumenstroms des Fluids durch den zweiten Wärmeübertrager unmittelbar regelbar.

[0019] Nach einer vorteilhaften Ausführung der erfindungsgemäßen Wärmepumpenanlage ist der Verdampfer als ein Kältemittel-Luft-Wärmeübertrager ausgebildet und im Kältemittelkreislauf zur Wärmeübertragung von Umgebungsluft auf das Kältemittel angeordnet. Eine Leitungsverbindung zu einer anderen Wärmequelle ist entbehrlich.

[0020] Bei einer alternativen ebenfalls vorteilhaften Ausführung ist der Verdampfer als ein Kältemittel-Flüssigkeits-Wärmeübertrager ausgebildet und im Kältemittelkreislauf zur Wärmeübertragung von einer Wärmequellenflüssigkeit auf das Kältemittel, wie vorzugsweise einer Sole eines Solekreislaufs, angeordnet. Eine Wärmequellenflüssigkeit ist eine Flüssigkeit, die zum Transport von Wärme einer Wärmequelle vorgesehen ist.

[0021] Dadurch ist im Verdampfer Wärme von einer entfernten Wärmequelle, wie zum Beispiel bei Erdwärme, an das Kältemittel übertragbar.

[0022] Vorzugsweise sind der erste und zweite Wärmeübertrager zusammengefügt als eine Wärmeübertragungseinheit ausgebildet. Dieses ist eine besonders kompakte Ausführung, bei der der zweite Leitungsabschnitt aus der Wärmeübertragungseinheit für den für einen erneuten Durchlauf durch den zweiten Wärmeübertrager vorgesehenen zweiten Teilstrom des Fluids abzweigt und damit die Grenze zwischen dem ersten und zweiten Wärmeübertrager markiert.

[0023] Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung umfasst die erfindungsgemäßen Wärmepumpenanlage eine derart ausgebildet Steuerung, dass mit ihr die Regelungseinrichtung zum Regeln des Verhältnisses der Größe des Volumenstroms des ersten Teilstroms zur Größe des Volumenstroms des von der Verzweigung in den zweiten Leitungsabschnitt zur Einmündung strömenden zweiten Teilstroms des Fluids steuerbar ist. Damit ist die Größe des Volumenstroms des zweiten Teilstroms automatisch regelbar. Vorzugsweise ist die Steuerung derart ausgebildet, dass damit die Regelungseinrichtung zum Regeln des Verhältnisses der Größe des Volumenstroms des ersten Teilstroms zur Größe des Volumenstroms des zweiten Teilstroms im Bereich von 0,2 bis 0,5 je nach Betriebspunkt steuerbar ist. Bei dem damit im Vergleich zum Volumenstrom des ersten Teilstroms deutlich größeren Volumenstrom des zweiten Teilstroms ist die Wärmepumpenanlage effektiv zu betreiben.

[0024] Das einem Verfahren zum Betreiben einer Wärmepumpenanlage zugrundeliegende Problem wird durch die im unabhängigen Verfahrensanspruch aufgeführten Merkmale gelöst. Dadurch, dass das Verfahren zum Betreiben einer erfindungsgemäßen Wärmepumpenanlage den Schritt des Regelns des Verhältnisses der Größe des Volumenstroms des ersten Teilstroms zur Größe des Volumenstroms des von der Verzweigung in den speicherlosen zweiten Leitungsabschnitt zur Einmündung strömenden zweiten Teilstroms des Fluids umfasst, wobei sich der zweite Teilstrom nach der Einmündung mit dem Fluid von der Zuleitung vermischt und erneut durch den zweiten Wärmeübertrager strömt, wird das Problem hinsichtlich eines Verfahrens gelöst. Vorzugsweise wird das Verhältnis der Größe des Volumenstroms des ersten Teilstroms zur Größe des Volumenstroms des zweiten Teilstroms im Bereich von 0,2 bis 0,5 je nach Betriebspunkt eingestellt. Der Volumenstrom des zweiten Teilstroms ist dabei also deutlich höher als der des ersten Teilstroms.

[0025] Bezüglich der Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens und vorteilhafter Ausgestaltungen und Weiterbildungen und deren Vorzüge gelten entsprechend die obigen Angaben zur erfindungsgemäßen Wärmepumpenanlage.

[0026] Kurze Beschreibung der Zeichnungen:
Anhand der Zeichnungen werden Ausführungsbeispiele der Erfindung erläutert.

Es zeigen

[0027] 

Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Wärmepumpenanlage;

Fig. 2 eine schematische Darstellung eines weiteren Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Wärmepumpenanlage;

Fig. 3 eine schematische Darstellung eines weiteren Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Wärmepumpenanlage;

Fig. 4 ein Temperatur-Enthalpie-Diagramm der idealisierten Wärmeübergabe bei einer Wärmepumpenanlage mit nur einem Gaskühler im Vergleich zu der bei einer erfindungsgemäßen Wärmepumpenanlage; und

Fig. 5 als Flussdiagramm ein Ausführungsbeispiel eines Verfahrens zum Betreiben einer erfindungsgemäßen Wärmepumpenanlage.

[0028] Ausführliche Beschreibung der Erfindung:
Alle Zeichnungen sind schematisch zu verstehen. Auf maßstabsgetreue Abbildungen wurde zum Zwecke erhöhter Klarheit der Darstellung verzichtet.

[0029] In Figur 1 ist schematisch ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Wärmepumpenanlage 1 dargestellt. Die Wärmepumpenanlage 1 dient zum Erwärmen eines Fluids und umfasst einen Kältemittelkreislauf 3 mit einem Verdichter 5 zum Verdichten des Kältemittels, einem als Gaskühler ausgebildeten ersten Wärmeübertrager 7, einem ebenfalls als Gaskühler ausgebildeten zweiten Wärmeübertrager 9, einem als Expansionsventil ausgebildeten Expansionsorgan 11 und einem als Kältemittel-Luft-Wärmeübertrager ausgebildeten Verdampfer 13, welche über Kältemittelleitungen verbunden im Kreislauf angeordnet sind. Im Hochdruckbereich des Kältemittelkreislaufs 3 ist bei dieser Ausführung bei Betrieb das verdichtete Kältemittel im überkritischen Zustand. In diesem Fall ist das Kältemittel CO2. Dafür sind die Kältemittelleitungen und Komponenten des Kältemittelkreislaufs 3 entsprechend druckfest, temperaturbeständig und gasdicht ausgelegt. Denkbar sind auch andere geeignete Kältemittel, wie insbesondere solche mit einem hohen Enthitzungsanteil bei der Wärmeabgabe an ein Fluid. Hier kommen vor allem Gase in Betracht, deren Moleküle aus wenigen Atomen bestehen. Die Moleküle solcher Gase haben wenig Freiheitsgrade, was bedeutet, dass der Isentropenexponent hoch ist. Als Beispiel ist hier R-717 (Ammoniak) zu nennen.

[0030] Der erste Wärmeübertrager 7 dient zum Übertragen von Wärme des verdichteten Kältemittels an ein Fluid, das in diesem Fall Wasser ist. Er ist beispielsweise als Platten-Wärmeübertrager ausgebildet.

[0031] Denkbar sind auch andere Ausführungen der Wärmepumpenanlage 1, bei denen das Fluid ein anderes zur Wärmeaufnahme und zum Wärmetransport geeignetes Fluid ist, wie beispielsweise ein geeignetes Öl oder ein geeignetes Gas.

[0032] Der erste Wärmeübertrager 7 ist in dieser Ausführung ein Enthitzer. Das verdichtete Kältemittel gelangt bei Betrieb der Wärmepumpenanlage 1 mit einer hohen Temperatur in den ersten Wärmeübertrager 7. Der zweite Wärmeübertrager 9 ist im Kältemittelkreis in Kältemittelströmungsrichtung zum ersten Wärmeübertrager 7 stromabwärts in Reihe geschaltet. Der zweite Wärmeübertrager 9 dient ebenfalls zum Übertragen von Wärme des Kältemittels an das Fluid. In ihm gibt bei Betrieb das vom ersten Wärmeübertrager 7 kommende Kältemittel weitere Wärme an das Fluid ab. Die Temperatur des Kältemittels im zweiten Wärmeübertrager 9 ist dabei entsprechend niedriger als im ersten Wärmeübertrager 7. Im Kältemittelkreislauf 3 wird bei Betrieb im auf den zweiten Wärmeübertrager 9 folgenden Expansionsorgan 11 das Kältemittel expandiert und gelangt zum Verdampfer 13, in dem es Wärme aus der den Verdampfer 13 durchströmender Luft, die in diesem Fall Umgebungsluft ist, aufnimmt. Denkbar ist auch eine andere Ausführung, bei der dem Verdampfer 13 aus einer anderen Wärmequelle Wärme zugeführt wird, wie beispielsweise durch einen an den Verdampfer 13 angeschlossenen Solekreislauf zur Zuführung von Erdwärme, wobei der Verdampfer 13 dabei als Kältemittel-Flüssigkeits-Wärmeübertrager ausgebildet ist.

[0033] Vom Verdampfer 13 strömt bei Betrieb das verdampfte Kältemittel in den Verdichter 5 durch dessen Saugeinlass zum erneuten Verdichten.

[0034] Das bei Betrieb vom Wassereintritt 14 durch die Zuleitung 15 zum Fluideinlass 17 des zweiten Wärmeübertragers 9 in den zweiten Wärmeübertrager 9 einströmende Fluid nimmt dort in Gegenstromrichtung zum Kältemittel von diesem Wärme auf. Nach dem zweiten Wärmeübertrager 9 führt die Leitung für das Fluid zu einer Verzweigung 19 in zwei Leitungsabschnitte 21, 23. Der ersten Leitungsabschnitt 21 umfasst fluidseitig den ersten Wärmeübertrager 7. Bei Betrieb wird der vom zweiten Wärmeübertrager 9 kommende Fluidstrom an der Verzweigung 19 in einen ersten Teilstrom und einen zweiten Teilstrom aufgeteilt. Der erste Teilstrom des Fluids strömt durch den ersten Leitungsabschnitt 21, den Fluideinlass 25 in den ersten Wärmeübertrager 7 zur dortigen Aufnahme von Wärme vom in Gegenstromrichtung dazu strömenden Kältemittel. Vom Fluidauslass 27 des ersten Wärmeübertragers 7 führt der erste Leitungsabschnitt 21 weiter zum Wasseraustritt 29, durch den in dieser Ausführung das erwärmte Fluid des ersten Teilstroms zur vorgesehenen Verwendung, wie beispielsweise als Brauchwasser, austritt. Optional kann vor der vorgesehenen Verwendung des Fluids noch ein Pufferspeicher zum Zwischenspeichern des erwärmten Fluids angeordnet sein.

[0035] Der zweite Leitungsabschnitt 23 nach der Verzweigung 19 ist bei Betrieb für den zweiten Teilstrom des Fluids vorgesehen. Der zweite Leitungsabschnitt 23 führt speicherlos von der Verzweigung 19 zu der Einmündung 31 in die Zuleitung 15 vor oder am Fluideinlass 17 des zweiten Wärmeübertragers 9. Der zweite Leitungsabschnitt 23 führt also am zweiten Wärmeübertragers 9 vorbei zurück zur Zuleitung 15, wobei der dafür vorgesehen ist, dass der durch ihn strömende zweite Teilstrom des Fluids von der Verzweigung 19 zur Zuleitung 15 für ein erneutes Durchströmen des zweiten Wärmeübertragers 9 geleitet wird. Die im zweiten Leitungsabschnitt 23 angeordnete einfache Pumpe 24 ist dabei zum Pumpen des Fluids des zweiten Teilstroms durch den zweiten Leitungsabschnitt 23 vorgesehen. Damit ist der Volumenstrom des Fluids durch den zweiten Wärmeübertrager 9 um den des zweiten Teilstroms größer als der Volumenstrom des Fluids durch den ersten Wärmeübertrager 7, durch den vom Fluid nur der erste Teilstrom strömt.

[0036] Vom ersten Wärmeübertrager 7 aus betrachtet liegt der zweite Wärmeübertrager 9 hinsichtlich des Fluids stromaufwärts.

[0037] An der Verzweigung 19 ist eine als regelbares Drei-Wege-Ventil ausgebildete Regelungseinrichtung 33 angeordnet. Die Regelungseinrichtung 33 ist zum Regeln der Größe des Volumenstroms des von der Verzweigung 19 in den zweiten Leitungsabschnitt 23 zur Einmündung 31 strömenden zweiten Teilstroms des Fluids ausgebildet. Die Regelungseinrichtung 33 ist zum Regeln des Verhältnisses der Größe des Volumenstroms des ersten Teilstroms zur Größe des Volumenstroms des von der Verzweigung 19 in den zweiten Leitungsabschnitt 23 zur Einmündung 31 strömenden zweiten Teilstroms des Fluids ausgebildet und angeordnet. Die Regelungseinrichtung 33 ist so eingerichtet, dass der zweite Teilstrom des Fluids durch sie strömen muss. Der zweite Teilstrom wird durch den zum zweiten Leitungsabschnitt 23 führenden Auslass der als Drei-Wege-Ventil ausgebildeten Regelungseinrichtung 33 geleitet. Mittels der Steuerung 35 wird die Regelungseinrichtung 33 zum Regeln des Verhältnisses der Größe des Volumenstroms des ersten Teilstroms zur Größe des Volumenstroms des zweiten Teilstroms des Fluids gesteuert. Die Steuerung 35 ist derart ausgebildet, dass damit die Regelungseinrichtung 33 zum Regeln des Verhältnisses der Größe des Volumenstroms des ersten Teilstroms zur Größe des Volumenstroms des zweiten Teilstroms im Bereich von 0,2 bis 0,5 je nach Betriebspunkt steuerbar ist.

[0038] Eine Variante bei der Wärmepumpenanlage 1 wäre ein Kältemittelkreislauf 3, bei dem das Kältemittel nur unterkritisch betreibbar ist, und zumindest einer vom ersten und zweiten Wärmeübertrager 7, 9 als Kondensator ausgebildet ist, wobei der Kältemittelkreislauf 3 und das Kältemittel, wie zum Beispiel R-717, derart beschaffen sein müssen, dass damit der gewünschte Temperaturhub beim zu erwärmenden Fluids erreichbar ist.

[0039] Als Kältemittel ist auch Wasser einsetzbar.

[0040] Denkbar ist auch ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Wärmepumpenanlage 1, bei dem das Kältemittel wie beispielsweise CO2 im Hochdruckbereich des Kältemittelkreislaufs 3 zwar typischerweise überkritisch betrieben wird, aber es auch vorgesehen ist, dass das Kältemittel im Hochdruckbereich des Kältemittelkreislaufs 3 unterkritisch betreibbar ist, also zumindest einer vom ersten und zweiten Wärmeübertrager 7, 9 nicht nur als Gaskühler sondern auch als Kondensator einsetzbar ist.

[0041] In Figur 2 ist schematisch ein weiteres Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Wärmepumpenanlage 1 dargestellt. Diese Ausführung entspricht fast vollständig der in Figur 1 gezeigten. Die Bezugszeichen beziehen sich auf die gleichen zu Figur 1 beschriebenen Elemente. Es ist lediglich erstens die Regelungseinrichtung 33 nicht als Drei-Wege-Ventil an der Verzweigung 19, sondern als einfaches mit Regelmotor versehenes Regelventil im ersten Leitungsabschnitt 21 ausgebildet und zweitens statt der einfachen Pumpe im zweiten Leitungsabschnitt 23 zusätzlich die Pumpe 37 im den zweiten Wärmeübertrager 9 fluidseitig umfassenden von der Einmündung 31 bis zur Verzweigung 19 verlaufenden Fluidleitungsabschnitt 39 angeordnet. Die Pumpe 37 ist in ihrer Pumpleistung regelbare und wird zusätzlich zur Regelungseinrichtung 33 mittels der Steuerung 35 gesteuert. Damit ist der Volumenstrom des Fluids durch den zweiten Wärmeübertrager 9 direkt einstellbar. Die Regelungseinrichtung 33 dient zum Regeln der Größe des Anteils des Volumenstroms des Fluids, der durch den ersten Leitungsabschnitt 21 strömt, sodass damit das Verhältnis der Größe des Volumenstroms des ersten Teilstroms zur Größe des Volumenstroms des von der Verzweigung 19 in den speicherlosen zweiten Leitungsabschnitt 23 zur Einmündung 31 strömenden zweiten Teilstroms des Fluids regelbar ist.

[0042] Als Variante ist das Ausführungsbeispiel der in Figur 2 gezeigten Wärmepumpenanlage 1 mit einer Regelungseinrichtung 33 versehen, die wie in Figur 1 als regelbares Drei-Wege-Ventil an der Verzweigung 19 ausgebildet ist.

[0043] Eine weitere Variante des Ausführungsbeispiels der in Figur 2 gezeigten Wärmepumpenanlage 1 enthält zusätzlich zur Regelungseinrichtung 33 im ersten Leitungsabschnitt 21 eine weitere als einfaches mit Regelmotor versehenes Regelventil ausgebildete Regelungseinrichtung 33 im zweiten Leitungsabschnitt 23, die ebenfalls über die Steuerung 35 steuerbar ist.

[0044] In Figur 3 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Wärmepumpenanlage 1 gezeigt. Der Kältemittelkreislauf 3 mit seinen im Kreislauf über Kältemittelleitungen verbunden angeordneten Verdichter 5, erstem Wärmeübertrager 7, zweitem Wärmeübertrager 9, Expansionsorgan 11 und Verdampfer 13 ist am Verdampfer 13 zur Wärmeübertragung von Wärmequellenflüssigkeit auf das Kältemittel an einen Flüssigkeitskreislaufs von einer Wärmequelle angeschlossen. Die Pumpe 41 hat dabei die Funktion des Pumpens der Wärmequellenflüssigkeit. Die Wärmequellenflüssigkeit ist zum Beispiel eine Sole zum Transport von Erdwärme zum als Kältemittel-Flüssigkeit-Wärmeübertrager ausgebildeten Verdampfer 13.

[0045] Der erste Wärmeübertrager 7 und der zweite Wärmeübertrager 9 sind auf Seiten des Fluids an einen geschlossenen Fluidkreislauf 43, in dem das Fluid zirkulierbar ist, angeschlossen. Dabei ist vorgesehen, dass das Fluid, welches in diesem Fall Wasser ist, bei der Wärmeaufnahme im ersten und zweiten Wärmeübertrager 7, 9 im Gegenstrom zum Wärme abgebenden Kältemittel strömt. Der Kältemittelkreislauf 3 ist derart druckfest, gasdicht und temperaturbeständig ausgelegt, dass darin das Kältemittel, welches in diesem Fall CO2 ist, transkritisch betreibbar ist. Der erste und zweite Wärmeübertrager 7, 9 sind im Kältemittelkreislauf 3 als Gaskühler in Reihe geschaltet, wobei das Kältemittel bei Betrieb im stromaufwärts zum zweiten Wärmeübertrager 9 angeordneten ersten Wärmeübertrager 7 wärmer ist.

[0046] Das Fluid im Fluidkreislauf 43 wird bei Betrieb mit der als Wasserpumpe ausgebildeten Pumpe 45 durch die Zuleitung 15 und den Fluideinlass 17 in den zweiten Wärmeübertrager 9 gepumpt. Nach dem zweiten Wärmeübertrager 9 verzweigt sich die Leitung für das Fluid an der Verzweigung 19 in den ersten Leitungsabschnitt 21 und in den zweiten Leitungsabschnitt 23. Bei Betrieb wird dort der Fluidstrom in einen ersten Teilstrom durch den ersten Leitungsabschnitt 21 und in einen zweiten Teilstrom durch den zweiten Leitungsabschnitt 23 aufgeteilt. Der ersten Leitungsabschnitt 21 führt von der Verzweigung 19 über den Fluideinlass 25 zum ersten Wärmeübertrager 7, der fluidseitig zum ersten Leitungsabschnitt 21 gehört. Der zweite Leitungsabschnitt 23 führt von der Verzweigung 19 zur Einmündung 31 in die Zuleitung 15. Im zweiten Leitungsabschnitt 23 befindet sich kein Speicher für das Fluid. Im zweiten Leitungsabschnitt 23 ist die Regelungseinrichtung 33 angeordnet. Sie ist als in der Pumpleistung regelbare Pumpe ausgebildet. Die Regelungseinrichtung 33 ist zum Pumpen des durch sie strömenden Fluids des zweiten Teilstroms von der Verzweigung 19 zur Einmündung 31 in die Zuleitung 15 vor oder an dem Fluideinlass 17 des zweiten Wärmeübertragers 9 vorgesehen. Das Fluid des zweiten Teilstroms strömt also bei Betrieb erneut durch den zweiten Wärmeübertrager 9. Die Größe des Volumenstroms des zweiten Teilstroms ist mit der als in der Pumpleitung regelbaren Pumpe ausgebildeten Regelungseinrichtung 33 einstellbar, sodass damit das Verhältnis der Größe des Volumenstroms des ersten Teilstroms zur Größe des Volumenstroms des zweiten Teilstroms regelbar ist. Diese wird von der Steuerung 35 gesteuert. Von dem Fluidauslass 27 des ersten Wärmeübertragers 7 führt eine Fluidleitung des Fluidkreislaufs 43 zum dritten Wärmeübertrager 47. Der dritte Wärmeübertrager 47 ist für die Erwärmung eines zweiten Fluids wie zum Beispiel Brauchwasser einsetzbar. In ihm wird bei Betrieb der Wärmepumpenanlage 1 Wärme vom Fluid an das zweite Fluid übertragen. Er ist zum Beispiel als Plattenwärmeübertrager ausgebildet. Die Wasserpumpe 49 ist zum Pumpen des zweiten Fluids, wie zum Beispiel Brauchwasser, durch den dritten Wärmeübertrager 47 vorgesehen. Vom dritten Wärmeübertrager 47 führt die Fluidleitung des Fluidkreislaufs 43 zurück zur Pumpe 45. Der dritte Wärmeübertrager 47 ist also im Fluidkreislauf 43 stromabwärts des ersten Wärmeübertragers 7 und stromaufwärts des zweiten Wärmeübertragers 9 angeordnet.

[0047] Der Volumenstrom des Fluids durch den zweiten Wärmeübertrager 9 ist um die Größe des Volumenstroms des zweiten Teilstroms größer als der Volumenstrom des ersten Teilstroms durch den ersten und dritten Wärmeübertrager 7, 47. Die Steuerung 35 steuert die Regelungseinrichtung 33, die Pumpleistung der Pumpe 45 des Fluidkreislaufs 43 und die Leistung des Verdichters 5. Die Steuerung 35 ist derart ausgebildet, dass damit die Regelungseinrichtung 33 zum Regeln des Verhältnisses der Größe des Volumenstroms des ersten Teilstroms zur Größe des Volumenstroms des zweiten Teilstroms im Bereich von 0,2 bis 0,5 je nach Betriebspunkt steuerbar ist.

[0048] Eine Variante des in Figur 3 gezeigten Ausführungsbeispiels vereinigt den ersten Wärmeübertrager 7 und den zweiten Wärmeübertrager 9 zusammengefügt in einer Wärmeübertragungseinheit. Die Leitung des Fluids verzweigt sich dabei in der Verzweigung 19 unmittelbar nach dem zweiten Wärmeübertrager 9 in den ersten und zweiten Leitungsabschnitt 21, 23, wobei sich im ersten Leitungsabschnitt 21 der erste Wärmeübertrager 7 fluidseitig unmittelbar an die Verzweigung 19 anschließt.

[0049] In Figur 4 ist ein Temperatur-Enthalpie-Diagramm der idealisierten Wärmeübertragung bei einer Wärmepumpenanlage mit nur einem Gaskühler im Vergleich zu der bei einer erfindungsgemäßen Wärmepumpenanlage gezeigt. Die erfindungsgemäße Wärmepumpenanlage ist zum Beispiel eine von denen in den Figuren 1, 2 und 3 gezeigten. Das Kältemittel ist dabei CO2 im überkritischen Zustand mit einem Hochdruck von anfangs 80 bar im Hochdruckbereich des Kältemittelkreislaufs. Die gestichelte Linie 51 zeigt die idealisierte Enthitzung mittels nur eines Wärmeübertragers als Gaskühler. Die Enthalpiedifferenz beträgt bei dieser idealisierten Enthitzung bei der Wärmepumpenanlage mit nur einem Wärmeübertrager ungefähr 210 kJ/kg. Die gepunktete Linie 61 stellt den idealisierten Wärmeübergang in den beiden in Reihe geschalteten ersten und zweiten Wärmeübertrager der erfindungsgemäßen Wärmepumpe mit optimal eingestellter Regelungseinrichtung dar. Zwar wird das Kältemittel bis zum Austritt aus dem zweiten Wärmeübertrager nur auf ungefähr 25 °C abgekühlt, aber die Enthalpiedifferenz beträgt circa 280 kJ/kg. Somit ist der idealisierte Wärmeübergang der erfindungsgemäßen Wärmepumpenanlage im Vergleich zu der Wärmepumpenanlage mit nur einem Gaskühler effizienter. Die durchgezogene Line 71 zeigt dabei die Wärmeabgabe und Temperatur des Kältemittels CO2 im überkritischen Zustand.

[0050] Figur 5 zeigt als Flussdiagramm ein Ausführungsbeispiel eines Verfahrens zum Betreiben einer erfindungsgemäßen Wärmepumpenanlage, wie beispielsweise eine der in Figur 1, 2 und 3 gezeigten. Im ersten Schritt 100 werden der Verdichter des Kältemittelkreislaufs, sofern noch nicht eingeschaltet, in Betrieb genommen und das Fluid durch den zweiten Wärmeübertrager im Gegenstrom zum Kältemittel strömen gelassen. Im nächsten Schritt 110 werden die anfängliche Temperatur des zu erwärmenden Fluids anfangs der Zuleitung und die Temperatur des verdichten Kältemittels im Kältemittelkreislauf stromaufwärts des ersten Wärmeübertragers erfasst. Im folgen Schritt 120 ermittelt die Steuerung aus diesen erfassten Messwerten und der zu erreichenden Solltemperatur des Fluids das wirkoptimierte Größenverhältnis der Volumenströme des Fluids durch den zweiten Wärmeübertrager und den ersten Wärmeübertrager. Dieses ermittelte Verhältnis ist damit auf eine möglichst hohe Effizienz der Wärmepumpenanlage angepasst. Im nächsten Schritt 130 steuert die Steuerung die Regelungseinrichtung derart, dass das Verhältnis der Größe des Volumenstroms des ersten Teilstroms zur Größe des Volumenstroms des von der Verzweigung in den speicherlosen zweiten Leitungsabschnitt zur Einmündung strömenden zweiten Teilstroms des Fluids zu dem im Schritt 120 ermittelten Größenverhältnis passt. Praktische Volumenstromverhältnisse variieren, je nach Betriebspunkt vorzugsweise zwischen 0,5 und 0,2. Der zweite Teilstrom vermischt sich nach der Einmündung mit dem Fluid von der Zuleitung und strömt erneut durch den zweiten Wärmeübertrager. Die Größe des Volumenstroms durch den zweiten Wärmeübertrager ist also die Summe von der Größe des Volumenstroms des zweiten Teilstroms durch den zweiten Leitungsabschnitt und von der Größe des Volumenstroms des ersten Teilstroms durch den ersten Wärmeübertrager.

[0051] Nach dem Schritt 130 beginnt nach einer vorgegebenen Zeitspanne das Verfahren erneut mit dem ersten Schritt 100.

Ansprüche

1. Wärmepumpenanlage (1), mit der ein Fluid erwärmbar ist, umfassend einen Kältemittelkreislauf (3) mit wenigstens einem Expansionsorgan (11), einem Verdampfer (13), einem Verdichter (5), einem als Gaskühler/Kondensator ausgebildeten ersten Wärmeübertrager (7) zum Übertragen von Wärme des verdichteten Kältemittels an das Fluid und einen zum ersten Wärmeübertrager (7) in Kältemittelströmungsrichtung stromabwärts in Reihe geschalteten als Gaskühler/Kondensator ausgebildeten zweiten Wärmeübertrager (9) zum Übertragen von Wärme des Kältemittels an das Fluid, wobei die Wärmepumpenanlage (1) derart ausgebildet ist, dass für das Fluid in zum Kältemittel vorgesehener Gegenstromrichtung der nach einer Zuleitung (15) zweite Wärmeübertrager (9) stromaufwärts des ersten Wärmeübertragers (7) angeordnet ist, und die Leitung für das Fluid sich nach dem zweiten Wärmeübertrager (9) an einer Verzweigung (19) in zwei Leitungsabschnitte (21, 23) zur Aufteilung des Fluids in einen ersten Teilstrom und einen zum erneuten Durchströmen des zweiten Wärmeübertragers (9) vorgesehenen zweiten Teilstrom verzweigt, wobei davon der erste Leitungsabschnitt (21) für den ersten Teilstrom fluidseitig den ersten Wärmeübertrager (7) umfasst, dadurch gekennzeichnet,

- dass der zweite Leitungsabschnitt (23) speicherlos zu einer Einmündung (31) in die Zuleitung (15) für das Fluid vor oder am Fluideinlass (17) des zweiten Wärmeübertragers (9) führt, und

- dass die Wärmepumpenanlage (1) eine

Regelungseinrichtung (33) umfasst, die zum Regeln des Verhältnisses der Größe des Volumenstroms des ersten Teilstroms zur Größe des Volumenstroms des von der Verzweigung (19) in den zweiten Leitungsabschnitt (23) zur Einmündung (31) strömenden zweiten Teilstroms des Fluids angeordnet und ausgebildet ist.

2. Wärmepumpenanlage (1) nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass die Regelungseinrichtung (33) derart an der Verzweigung (19) oder im zweiten Leitungsabschnitt (23) oder an der Einmündung (31) angeordnet ist, dass der zweite Teilstrom des Fluids durch die Regelungseinrichtung (33) strömen muss.

3. Wärmepumpenanlage (1) nach Anspruch 1 oder 2 dadurch gekennzeichnet, dass der Kältemittelkreislauf (3) derart ausgebildet ist, dass das Kältemittel, wie vorzugsweise CO2, im Hochdruckbereich des Kältemittelkreislaufs (3) überkritisch und der erste Wärmeübertrager (7) sowie der zweite Wärmeübertrager (9) als Gaskühler zu betreiben sind.

4. Wärmepumpenanlage (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3 dadurch gekennzeichnet, dass der erste und zweite Wärmeübertrager (7, 9) derart ausgebildet sind, dass das zu erwärmende Fluid Wasser ist.

5. Wärmepumpenanlage (1) nach Anspruch 4 dadurch gekennzeichnet, dass sie zur Erwärmung von Wasser derart ausgebildet ist, dass die Zuleitung (15) des Fluids von einem Wassereintritt (14) für Wasser kommt und die Leitung vom Fluidauslass (27) des ersten Wärmeübertragers (7) zu einem Wasseraustritt (29) führt.

6. Wärmepumpenanlage (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4 dadurch gekennzeichnet, dass der erste und zweite Wärmeübertrager (7, 9) auf Seiten des Fluids an einen Fluidkreislauf (43), in dem das Fluid zirkulierbar ist, angeschlossen sind.

7. Wärmepumpenanlage (1) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass im Fluidkreislauf (43) stromabwärts des ersten Wärmeübertragers (7) und stromaufwärts des zweiten Wärmeübertragers (9) ein dritter Wärmeübertrager (47) zur Übertragung von Wärme des Fluids an ein zweites Fluid angeordnet ist.

8. Wärmepumpenanlage (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7 dadurch gekennzeichnet, dass die Regelungseinrichtung (33) als in der Pumpleistung regelbare Pumpe für das Fluid ausgebildet ist.

9. Wärmepumpenanlage (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7 dadurch gekennzeichnet, dass die Regelungseinrichtung (33) als ein Regelventil ausgebildet ist.

10. Wärmepumpenanlage (1) nach Anspruch 9 dadurch gekennzeichnet, dass die Regelungseinrichtung (33) als ein regelbares Drei-Wege-Ventil ausgebildet ist und an der Verzweigung (19) oder an der Einmündung (31) des zweiten Leitungsabschnitts (23) angeordnet ist.

11. Wärmepumpenanlage (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 10 dadurch gekennzeichnet, dass in dem den zweiten Wärmeübertrager (9) fluidseitig umfassenden Fluidleitungsabschnitt (39) von der Einmündung (31) bis zur Verzweigung (19), eine in der Pumpleistung regelbare Pumpe (37) für das Fluid angeordnet ist.

12. Wärmepumpenanlage (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 11 dadurch gekennzeichnet, dass der Verdampfer (13) als ein Kältemittel-Luft-Wärmeübertrager ausgebildet ist und im Kältemittelkreislauf (3) zum Wärmeübertragen von Umgebungsluft auf das Kältemittel angeordnet ist.

13. Wärmepumpenanlage (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 11 dadurch gekennzeichnet, dass der Verdampfer (13) als ein Kältemittel-Flüssigkeits-Wärmeübertrager ausgebildet ist und im Kältemittelkreislauf (3) zum Wärmeübertragen einer Wärmequellenflüssigkeit, wie vorzugsweise einer Sole eines Solekreislaufs, auf das Kältemittel angeordnet ist.

14. Wärmepumpenanlage (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 13 dadurch gekennzeichnet, dass der erste und zweite Wärmeübertrager (7, 9) zusammengefügt als eine Wärmeübertragungseinheit ausgebildet sind.

15. Wärmepumpenanlage (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 14 dadurch gekennzeichnet, dass sie eine derart ausgebildet Steuerung (35) umfasst, dass mit ihr die Regelungseinrichtung (33) zum Regeln des Verhältnisses der Größe des Volumenstroms des ersten Teilstroms zur Größe des Volumenstroms des von der Verzweigung (19) in den zweiten Leitungsabschnitt (23) zur Einmündung (31) strömenden zweiten Teilstroms steuerbar ist.

16. Verfahren zum Betreiben einer Wärmepumpenanlage (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 15 gekennzeichnet durch den Schritt
des Regelns (130) des Verhältnisses der Größe des Volumenstroms des ersten Teilstroms zur Größe des Volumenstroms des von der Verzweigung (19) in den speicherlosen zweiten Leitungsabschnitt (23) zur Einmündung (31) strömenden zweiten Teilstroms des Fluids, wobei sich der zweite Teilstrom nach der Einmündung (31) mit dem Fluid in der Zuleitung (19) vermischt und erneut durch den zweiten Wärmeübertrager (9) strömt.

Zeichnung