[发明专利]考虑到在加热操作期间连接到热泵的热源侧的换热器的流动方向逆转来转换热泵的热流的阀

说明书

技术领域

本发明涉及一种根据装置权利要求1前序部分的用于借助使热流转换以不同的方式来操作热泵的阀装置，以及一种用于以不同的方式来操作热泵的方法。

背景技术

建筑物既可以被热泵加热又可以被热泵冷却。建筑物从加热模式到冷却模式的转换可以以不同的方式来产生，但在液压连接下在热泵内侧或热泵外侧需要积极转变。仅仅借助这种转变，例如在冷却操作期间，热量可以从建筑物排出，其中在加热操作之前、及加热操作期间，热量被释放。

在典型的热泵装置以及在广泛使用的空调(被指定用于加热和冷却操作)中，该转换发生在热泵循环内。从而通过将蒸发器变成冷凝器以及将冷凝器变成蒸发器使热泵改变操作模式。这种转换是不理想的，并且导致两种操作模式之一的效率损失，因为蒸发器和冷凝器部件并不相同。而且，冷却介质循环因附加的(对转换是必要的)阀设备而变得更加复杂。

由于所提到的弊端，期望使用不同的可能方案进行转换。进一步的可能方案是保持热泵循环不变，但是例如在切换操作模式期间(例如，如DE 2542728 A1描述的，从加热模式切换到其它模式，例如切换到冷却模式)将安装侧上的热源和散热器互换。然而，所提到的互换导致介质热源和散热器之间的混合。因此，提到方式的外部转换仅适合于在热源侧和散热器侧使用相同介质的时候。由此，例如空气-水式和盐水-水式热泵被排除，除非使用防止介质混合的附加的换热器。

如今构建的热泵装置常常用地热探针(geothermal probe)来操作。由于温和气候区盛行的自然温度梯度，出于效率的原因，对于借助热泵的加热来说使用深于300m的地热探针是令人感兴趣的。对于时下标准使用的U形/双U形管状探针，如此巨大的深度下，介质循环的压力损失是相当大的。

而且，针对这种类型的探针，会发生热短路，使得深层地热探针钻探的潜力可能无法用到全容量。作为另选的探针类型，例如所谓的同轴地热探针可能是适当的。在这样的探针中，传热介质流过外部管和内部理想绝热的(具有较小的直径)中央管两者。为了在热泵的加热操作期间更好地使用高温的潜能，去加热的传热介质在外部管内侧的地热探针中流入深处，并且被持续加热。在地热探针的端部达到最高温度，并且传热介质在内部中央管内侧流回到热泵。在热泵的冷却操作期间，热源和散热器被互换，并且地热探针的流动方向被逆转。从而，使从热泵的冷凝器导走的热量返回至最高温度并返回至地热探针在地下的最深点，并且被有效地存储在那里。被加热的传热介质由此在中央管内侧向下流动并在外部管内侧向后流动。随后结合图1更详细地解释在加热操作期间连接到热泵的热源侧的换热器在加热操作和冷却操作之间进行转换期间的流动方向逆转。

如今很少会通过目前可得到(四通阀、三通阀、截止阀，等等)的阀类型应用热流在安装侧的转换来替代热泵中的冷却介质转换，，这样的转换方式会导致巨大的液压系统：至少2个单独的阀用于简单的加热/冷却转换，至少3个阀用于转换(包括地热探针和大量连接的流动方向逆转)，还会产生高额的安装费用和相应成本。用于实施外部转换而增加的材料和安装费用和额外的流动方向逆转限制了该解决方案的推广。为此原因，需要包括流动方向逆转的用于转换热流技术解决方案，该解决方案要简单并随之要减少材料和安装费用。

诸如EP 0 967 447 A1中描述的可能的解决方案致使用一个单阀将热源和散热器互换，但不会致使例如被连接的同轴地热探针的流动方向逆转。因此，本发明的目标是提出这样一种可行性：使在加热操作期间连接到热泵的热源侧(诸如地热探针)的换热器的流动方向逆转而转换热流，并且该解决方案是简单的并可以减少材料和安装费用。

如还在EP 0 967 447 A1中描述的，本发明主要思想的是利用一个单阀获得热泵的简单外部转换，该热泵在热源侧和散热器侧均使用相同的液体介质。

例如，所述阀应该形成为使得在不同的实施方式中，连同所述热源侧和散热器侧的简单转换还有流动方向逆转都可以在地热探针中实现。而且，所述阀应该根据需要给出旁通所述热泵的可能性，以直接使所述热源侧和散热器侧短路并且允许例如与地热探针组合来直接冷却(所谓的“自由冷却”)建筑物和/或例如利用集热器对土壤直接再生(direct regeneration)。

发明内容

根据本发明，根据装置独立权利要求的措词，提出用于以不同的方式操作热泵，比如用于转换热泵的热流的阀装置。