DE102013008079A1

DE102013008079A1 - Arrangement for a cooling-heat coupling

Info

Publication number: DE102013008079A1
Application number: DE201310008079
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Sandkötter; Dieter Mosemann
Original assignee: GEA Refrigeration Germany GmbH
Current assignee: GEA Refrigeration Germany GmbH
Priority date: 2013-05-10
Filing date: 2013-05-10
Publication date: 2014-11-13

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Anordnung für eine Kälte-Wärmekopplung mit einem Kältekreislauf und mit einem Wärmepumpenkreislauf, die einen gemeinsamen Verdampfer-Kondensator oder einen gemeinsamen Zwischendrucktank besitzen und dadurch thermisch miteinander verbunden sind, wobei der Kältekreislauf außerdem zumindest einen Verdampfer, einen Kälteverdichter und ein Drosselventil und der Wärmepumpenkreislauf außerdem zumindest einen Wärmepumpenverdichter, einen Verflüssigen und ein WP-Drosselventil besitzen, der Zwischendrucktank in seinem Bodenbereich einen Sumpfbereich aufweist, in dem sich flüssiges Kältemittel befindet, das WP-Drosselventil stromabwärts nach dem Verflüssiger angeordnet ist, im Verdampfer-Kondensator voneinander getrennte Kanäle vorhanden sind, die einerseits zum Kältekreislauf und andererseits zum Wärmepumpenkreislauf gehören und die Wandteile der Kanäle des Verdampfer-Kondensators Wärmeübertragungsflächen aufweisen, die einerseits an den Kältekreislauf und andererseits an den Wärmepumpenkreislauf angrenzen. Erfindungsgemäß ist im Kältekreislauf zusätzlich zu oben aufgeführten Komponenten mindestens ein regelbarer Wärmeübertrager, ein Abwärme-Kühler, stromabwärts nach dem Kälteverdichter angeordnet und es ist im Wärmepumpenkreislauf zusätzlich zu den oben aufgeführten Komponenten mindestens ein regelbarer Wärmeübertrager, ein Zusatzverdampfer mit Ablauf und Zulauf, ein Zusatzverdampfer mit Ablauf und Zulauf oder ein Zusatzverdampfer mit Ablauf und Zulauf, angeordnet, der mit dem Zwischendrucktank kommunizierend verbunden ist oder es ist stromabwärts nach dem Verflüssigen eine Strömungsverbindung mit einem Zusatz-Drosselventil vorhanden, die in den Zusatzverdampfer mündet, wobei der Abwärme-Kühler zwischen Ablauf und Zulauf mit einer externen Wärmesenke und der Zusatzverdampfer zwischen Ablauf und Zulauf mit einer externen Wärmequelle verbunden ist.The invention relates to an arrangement for a cold-heat coupling with a refrigeration cycle and with a heat pump cycle, which have a common evaporator condenser or a common intermediate pressure tank and are thereby thermally connected to one another, the refrigeration cycle also comprising at least one evaporator, a refrigeration compressor and a throttle valve and the heat pump circuit also has at least one heat pump compressor, a liquefier and a HP throttle valve, the intermediate pressure tank has a sump area in its bottom area in which there is liquid refrigerant, the HP throttle valve is arranged downstream after the condenser, channels separated from one another in the evaporator-condenser are present, which on the one hand belong to the refrigeration cycle and on the other hand to the heat pump cycle and the wall parts of the channels of the evaporator-condenser have heat transfer surfaces which on the one hand are connected to the cold circuit and, on the other hand, adjoin the heat pump circuit. According to the invention, in addition to the components listed above, at least one controllable heat exchanger, a waste heat cooler, is arranged downstream of the refrigeration compressor in the refrigeration circuit, and in addition to the components listed above, there is at least one controllable heat exchanger, an additional evaporator with outlet and inlet, and an additional evaporator in the heat pump circuit Drain and inlet or an additional evaporator with outlet and inlet arranged, which is communicating with the intermediate pressure tank or there is a flow connection downstream of the liquefaction with an additional throttle valve that opens into the additional evaporator, the waste heat cooler between the outlet and Inlet with an external heat sink and the additional evaporator between the outlet and inlet is connected to an external heat source.

Description

Die Erfindung betrifft eine Anordnung für eine Kälte-Wärmekopplung mit zwei linksläufigen Kaltdampfprozessen, dem Kältekreislauf und dem Wärmepumpenkreislauf, die thermisch miteinander verbunden sind.The invention relates to an arrangement for a cold-heat coupling with two left-handed cold vapor processes, the refrigeration cycle and the heat pump cycle, which are thermally interconnected.

Der Kältekreislauf enthält zumindest einen Verdampfer, in dem das Kältemittel durch Aufnahme eines Wärmestromes verdampft und dabei die Kälteleistung aufnimmt, einen Kälteverdichter zur Druckerhöhung des Kältemittels auf ein Zwischendruckniveau und ein Drosselventil zur Druckabsenkung des Kältemittels auf ein Niederdruckniveau, wodurch Kältemittel-Flüssigkeit und Kältemittel-Flashdampf entstehen. Der Wärmepumpenkreislauf enthält zumindest einen Wärmepumpenverdichter zur Druckerhöhung des Kältemitteldampfes auf ein Hochdruckniveau, einen Verflüssiger zur Abgabe von Enthitzungs- und Verflüssigungswärme an ein Wärmeträgerfluid und ein WP-Drosselventil zur Druckabsenkung des Kältemittels auf ein Zwischendruckniveau, wodurch Kältemittel-Flüssigkeit und Kältemittel-Flashdampf entstehen. Der an das Wärmeträgerfluid abgegebene Wärmestrom wird hier als Heizleistung bezeichnet. Die Kälteleistung ist der zweckbestimmte Nutzen des Kältekreislaufes. Die Heizleistung ist der zweckbestimmte Nutzen des Wärmepumpenkreislaufes.The refrigeration cycle includes at least one evaporator in which the refrigerant evaporates by receiving a heat flow and thereby absorbs the refrigeration capacity, a refrigeration compressor for increasing the pressure of the refrigerant to an intermediate pressure level and a throttle valve for depressurizing the refrigerant to a low pressure level, whereby refrigerant liquid and refrigerant flash vapor arise. The heat pump cycle includes at least one heat pump compressor to increase the pressure of the refrigerant vapor to a high pressure level, a condenser to deliver dewatering and liquefaction heat to a heat transfer fluid, and a WP throttle valve to lower the pressure of the refrigerant to an intermediate pressure level, thereby producing refrigerant liquid and refrigerant flash vapor. The heat flow delivered to the heat transfer fluid is referred to herein as heat output. The cooling capacity is the intended benefit of the refrigeration cycle. The heating power is the intended benefit of the heat pump cycle.

Kältekreislauf und Wärmepumpenkreislauf sind zur Wärmeübertragung vom Kältekreislauf zum Wärmepumpenkreislauf entweder durch einen Wärmeübertrager, der hier als Verdampfer-Kondensator bezeichnet wird, oder durch einen Behälter, der hier als Zwischendrucktank bezeichnet wird, thermisch miteinander verbunden, so dass ein Wärmestrom aus dem Kältekreislauf in den Wärmepumpenkreislauf übertragen wird. Der Zwischendrucktank beinhaltet in seinem Bodenbereich, als Sumpfbereich bezeichnet, flüssiges Kältemittel, das gemeinsam mit Flashdampf nach dem Entspannen vom Hochdruckniveau im WP-Drosselventil auf Zwischendruckniveau entsteht. Das WP-Drosselventil ist stromabwärts nach dem Verflüssiger angeordnet.Refrigeration circuit and heat pump cycle are for heat transfer from the refrigeration cycle to the heat pump cycle either by a heat exchanger, which is referred to here as evaporator condenser, or by a container, which is referred to here as Zwischendrucktank thermally connected to each other, so that a heat flow from the refrigeration cycle in the heat pump cycle is transmitted. The intermediate pressure tank contains in its bottom area, referred to as sump area, liquid refrigerant which, together with flash steam, develops after relaxing from the high pressure level in the WP throttle valve to intermediate pressure level. The HP throttle valve is located downstream of the condenser.

Der Verdampfer-Kondensator ist Teil des Kälte- und des Wärmepumpenkreislaufes. Im Verdampfer-Kondensator sind voneinander getrennte Kanäle vorhanden, die einerseits von Kältemittel durchströmt werden, die zum Kältekreislauf und andererseits von Kältemittel durchströmt werden, die zum Wärmepumpenkreislauf gehören. An den Wandteilen der Kanäle des Verdampfer-Kondensators, die zum Kältekreislauf gehören, wird ein Wärmestrom an die Wandteile der Kanäle, die zum Wärmepumpenkreislauf gehören, abgegeben, so dass der Kältemitteldampf im Kältekreislauf enthitzt und verflüssigt wird, während dabei das Kältemittel in den Kanälen, die zum Wärmepumpenkreislauf gehören, verdampft.The evaporator condenser is part of the refrigeration and heat pump cycle. The evaporator-condenser separate channels are present, which are traversed on the one hand by refrigerant, which are traversed by the refrigerant circuit and on the other hand of refrigerant belonging to the heat pump cycle. At the wall portions of the channels of the evaporator-condenser, which belong to the refrigeration cycle, a heat flow to the wall parts of the channels belonging to the heat pump cycle, is discharged, so that the refrigerant vapor in the refrigeration cycle is deprived and liquefied, while the refrigerant in the channels, which belong to the heat pump cycle, evaporates.

Das verflüssigte Kältemittel aus den Kanälen des Verdampfer-Kondensators, die zum Kältekreislauf gehören, gelangt zum Drosselventil des Kältekreislaufes, wo es auf Niederdruckniveau direkt in den Verdampfer oder in einen Niederdruckabscheider, der mit dem Verdampfer kommuniziert, entspannt wird. Dadurch entstehen Kältemittel-Flüssigkeit und Kältemittel-Flashdampf. Die Kältemittel-Flüssigkeit wird infolge Wärmezufuhr verdampft, so dass die Kälteleistung generiert wird. Verdampftes Kältemittel und Flashdampf werden vom Kältemittelverdichter abgesaugt. Die erforderliche Kälteleistung beeinflusst dabei die abzusaugende Dampfmenge.The liquefied refrigerant from the channels of the evaporator condenser, which belong to the refrigeration cycle, passes to the throttle valve of the refrigeration cycle, where it is at low pressure level directly into the evaporator or in a low pressure, which communicates with the evaporator, is relaxed. This creates refrigerant liquid and refrigerant flash vapor. The refrigerant liquid is evaporated due to heat supply, so that the cooling capacity is generated. Evaporated refrigerant and flash steam are extracted by the refrigerant compressor. The required cooling capacity influences the amount of steam to be extracted.

Das in den Kanälen des Verdampfer-Kondensators, die zum Wärmepumpenkreislauf gehören, verdampfte Kältemittel wird vom Wärmepumpenverdichter abgesaugt, auf Hochdruckniveau verdichtet und danach im Verflüssiger durch Wärmeabgabe an das Wärmeträgerfluid verflüssigt. Die dabei entstehende Heizleistung hängt vom Kältemittelstrom ab. Da dieser von der Kälteleistung abhängig ist, lässt sich die Heizleistung nicht bedarfsgerecht verändern. Kälteleistung und Heizleistung stehen in einer solchen Konfiguration einer Kälte-Wärmekopplung in einer festen Relation zueinander.The in the channels of the evaporator condenser, which belong to the heat pump cycle, evaporated refrigerant is sucked by the heat pump compressor, compressed to high pressure level and then liquefied in the condenser by heat emission to the heat transfer fluid. The resulting heating power depends on the refrigerant flow. Since this depends on the cooling capacity, the heating capacity can not be changed as needed. Cooling capacity and heating power are in such a configuration of a cooling-heat coupling in a fixed relation to each other.

Wenn der Zwischendrucktank anstelle des Verdampfer-Kondensators angeordnet ist, wird der im Druckgas des Kälteverdichters innewohnende Wärmestrom zur Enthitzung des Kältemittels durch inneren Wärmetransport vom dampfförmigen Kältemittel unmittelbar an das flüssige Kältemittel übertragen, das sich im Sumpfbereich des Zwischendrucktanks befindet. Dazu wird das Druckgas des Kältemittelverdichters in das flüssige Kältemittel eingeleitet. Das flüssige Kältemittel verdampft und das eingeleitete Druckgas des Kältemittelverdichters wird auf den Sattdampfzustand zurückgekühlt. Die gesamte Dampfmenge aus Mitteldruck-Flashdampf und Enthitzungsdampf gelangt zum Wärmepumpenverdichter im Wärmepumpenkreislauf, wird vom Wärmepumpenverdichter angesaugt, auf Hochdruckniveau verdichtet und danach verflüssigt.If the intermediate pressure tank is arranged instead of the evaporator condenser, the heat flow inherent in the compressed gas of the refrigeration compressor for desuperheating the refrigerant by internal heat transport is transferred from the vaporous refrigerant directly to the liquid refrigerant which is located in the sump area of the intermediate pressure tank. For this purpose, the compressed gas of the refrigerant compressor is introduced into the liquid refrigerant. The liquid refrigerant evaporates and the introduced compressed gas of the refrigerant compressor is cooled back to the saturated steam state. The entire amount of steam from medium-pressure flash steam and Enthitzungsdampf passes to the heat pump compressor in the heat pump cycle, is sucked by the heat pump compressor, compressed to high pressure level and then liquefied.

Aus dem Sumpfbereich des Zwischendrucktanks wird flüssiges Kältemittel zum Drosselventil des Kältekreislaufes geführt und direkt in den Verdampfer oder in einen Niederdruckabscheider entspannt, der mit dem Verdampfer kommuniziert.From the bottom region of the intermediate pressure tank, liquid refrigerant is led to the throttle valve of the refrigeration cycle and released directly into the evaporator or into a low-pressure separator which communicates with the evaporator.

Auch bei Anordnung eines Zwischendrucktanks hängt die Heizleistung vom Kältemittelmassenstrom durch den Kälteverdichter und von dessen Austrittstemperatur ab.Even with the arrangement of an intermediate pressure tank, the heating power depends on the refrigerant mass flow through the refrigeration compressor and its outlet temperature.

Kälteleistung und Heizleistung stehen bei der beschriebenen Anordnung auch in einem festen Verhältnis zueinander. Cooling capacity and heating power are in the described arrangement in a fixed relationship to each other.

Kälteleistung und Heizleistung können somit nicht unabhängig voneinander an den jeweiligen Kältebedarf und an den jeweiligen Heizbedarf angepasst werden.Cooling capacity and heating capacity can thus not be adjusted independently of each other to the respective refrigeration demand and the respective heating demand.

Die beschriebene Kälte-Wärmekopplung kann entweder die Kälteleistung an den Kältebedarf oder die Heizleistung an den Wärmebedarf anpassen, so dass der jeweils andere Wärmestrom nicht bedarfsgerecht anfällt. Bei bedarfsgerechter Kälteleistung ist zu viel oder zu wenig Heizleistung vorhanden. Bei bedarfsgerechter Heizleistung ist zu viel oder zu wenig Kälteleistung vorhanden.The described cold-heat coupling can either adjust the cooling capacity to the refrigeration demand or the heating power to the heat demand, so that the respective other heat flow does not occur as needed. If demanded cooling capacity is too much or too little heating power available. If demanded heating capacity is too much or too little cooling capacity available.

Daher kann die Kälte-Wärmekopplung in den meisten Fällen nicht wirtschaftlich betrieben werden, obwohl sie eine ideale Kombination zur Kühlung und Heizung darstellt.Therefore, in most cases, the refrigeration and heat coupling can not be economically operated, although it is an ideal combination for cooling and heating.

Kälte-Wärmekopplungen müssen daher oft als bivalente Systeme in Kombination mit Zusatzheizungen ausgeführt oder ein Teil der Heizleistung wird ungenutzt an die Umgebung abgegeben. Das beeinträchtigt in unerwünschter Weise Installations- und/oder Betriebskosten.Therefore, cold-heat couplings often have to be designed as bivalent systems in combination with auxiliary heaters or part of the heating power is released unused to the environment. This undesirably affects installation and / or operating costs.

Das erschwert die Anwendung der an sich sehr effektiven Kälte-Wärmekopplung.This complicates the application of the very effective cold-heat coupling.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, durch eine neue Anordnung einer Kälte-Wärmekopplung mit einem Kältekreislauf und mit einem Wärmepumpenkreislauf sowohl Kälteleistung als auch Heizleistung unabhängig voneinander zu regeln.The object of the invention is to regulate by a new arrangement of a cold-heat coupling with a refrigeration cycle and with a heat pump cycle both cooling capacity and heating power independently.

Die Anordnung einer Kälte-Wärmekopplung gemäß der Erfindung hat einen Kältekreislauf und eine Wärmepumpenkreislauf, in denen jeweils Kältemittel zirkuliert, das während der Zirkulation seinen Aggregatzustand ändert.The arrangement of a cold-heat coupling according to the invention has a refrigeration cycle and a heat pump cycle, in each of which circulates refrigerant that changes its state of aggregation during circulation.

Der Kältekreislauf enthält zusätzlich zu den Komponenten Verdampfer, Kälteverdichter, Verdampfer-Kondensator oder Zwischendrucktank und Drosselventil einen stromabwärts nach dem Kälteverdichter angeordneten regelbaren Wärmeübertrager, der als „Abwärme-Kühler” bezeichnet werden soll.The refrigeration cycle contains in addition to the components evaporator, refrigeration compressor, evaporator condenser or intermediate pressure tank and throttle valve downstream of the refrigeration compressor arranged controllable heat exchanger, which should be referred to as "waste heat radiator".

Der Wärmepumpenkreislauf enthält zusätzlich zu den Komponenten Wärmepumpenverdichter, Verflüssiger, WP-Drosselventil, Verdampfer-Kondensator oder Zwischendrucktank einen regelbaren Wärmeübertrager, der als „Zusatzverdampfer” bezeichnet werden soll.The heat pump cycle contains, in addition to the components heat pump compressor, condenser, HP throttle valve, evaporator condenser or intermediate pressure tank, a controllable heat exchanger, which should be referred to as "additional evaporator".

Flüssiges Hochdruck-Kältemittel aus dem Wärmepumpenkreislauf wird über ein zusätzliches Drosselventil, das als „Zusatz-Drosselventil” bezeichnet werden soll, in den Zusatzverdampfer entspannt.Liquid high-pressure refrigerant from the heat pump cycle is expanded into the auxiliary evaporator via an additional throttle valve, which is to be referred to as an "additional throttle valve".

Im Abwärme-Kühler wird ein Wärmestrom durch ein externes Kühlfluid aus der Kälte-Wärmekopplung abgeführt. Im Abwärme-Kühler sind voneinander getrennte Kanäle vorhanden, die einerseits zum Kältekreislauf der Kälteanlage und andererseits von dem externen Kühlfluid, zum Beispiel Kühlwasser, durchströmt werden. An den Wandteilen der Kanäle des Abwärme-Kühlers, die zum Kältekreislauf gehören, wird ein Wärmestrom an die Wandteile der Kanäle, die zum externen Kühlfluidkreislauf gehören, in solch einem Maße abgegeben, dass der Kältemitteldampf im Kältekreislauf enthitzt und je nach Maß der Wärmeabfuhr teilverflüssigt wird, während sich das externe Kühlfluid erwärmt und danach nach außen abgeführt wird. Das externe Kühlfluid wird beispielsweise in einem Kühlturm zurückgekühlt und erneut zum Abwärme-Kühler geführt. Im Kühlturm wird überschüssige Wärme an die Umgebung abgeführt oder bei diesem Temperaturniveau genutzt.In the waste heat radiator, a heat flow is dissipated by an external cooling fluid from the cold-heat coupling. The waste heat radiator separate channels are present, which are traversed on the one hand to the refrigeration cycle of the refrigeration system and on the other hand by the external cooling fluid, for example cooling water. On the wall parts of the channels of the waste heat radiator, which belong to the refrigeration cycle, a heat flow to the wall parts of the channels belonging to the external cooling fluid circuit, discharged to such an extent that the refrigerant vapor in the refrigeration cycle is deprived and partially liquefied depending on the degree of heat removal while the external cooling fluid is heated and then discharged to the outside. The external cooling fluid is, for example, cooled back in a cooling tower and fed back to the waste heat radiator. In the cooling tower excess heat is dissipated to the environment or used at this temperature level.

In der Folge der Wärmeabfuhr im Abwärme-Kühler verkleinert sich der Wärmeinhalt des Kältemittels, das in den Verdampfer-Kondensator eintritt. Zur weiteren Abkühlung (Enthitzung) und zur Verflüssigung des Kältemitteldampfes im Kältekreislauf entsteht weniger Dampf in den Kanalteilen, die zum Wärmepumpenkreislauf gehören. Die Heizleistung verkleinert sich somit infolge des kleineren Kältemittelstromes durch den Wärmepumpenverdichter. Die Heizleistung lässt sich durch mehr oder weniger Wärmeabfuhr im Abwärme-Kühler an den Heizbedarf anpassen, ohne dass sich Kältemittelmassenstrom durch den Kälteverdichter und Kälteleistung ändern. Das bedeutet, dass die Heizleistung unabhängig von der Kälteleistung reduziert werden kann. Nur der für die Heizleistung erforderliche Kältemittelmassenstrom wird im Wärmepumpenverdichter verdichtet.As a result, the heat dissipation in the waste heat radiator decreases the heat content of the refrigerant entering the evaporator condenser. For further cooling (desuperheating) and for liquefying the refrigerant vapor in the refrigeration cycle, less steam is produced in the duct parts that belong to the heat pump cycle. The heating power thus decreases due to the smaller flow of refrigerant through the heat pump compressor. The heat output can be adapted to the heating demand by more or less heat dissipation in the waste heat radiator, without changing the refrigerant mass flow through the refrigeration compressor and cooling capacity. This means that the heating capacity can be reduced independently of the cooling capacity. Only the refrigerant mass flow required for the heating power is compressed in the heat pump compressor.

Wenn anstelle des Verdampfer-Kondensators ein Zwischendrucktank angeordnet ist, verkleinert sich ebenfalls die entstehende Dampfmenge, die aus dem Zwischendrucktank durch den Wärmepumpenverdichter abgesaugt werden muss, da am Abwärme-Kühler ein Teil der Wärme aus dem Kältekreislauf nach außen abgeführt wurde.If instead of the evaporator capacitor an intermediate pressure tank is arranged, also reduces the resulting amount of steam which must be extracted from the Zwischendrucktank by the heat pump compressor, since the waste heat radiator, a portion of the heat was dissipated from the refrigeration cycle to the outside.

Auch wenn ein Zwischendrucktank vorhanden ist, verkleinert sich die Heizleistung infolge des kleineren Kältemittelstromes durch den Wärmepumpenverdichter unabhängig von der Kälteleistung. Die Heizleistung kann unabhängig von der Kälteleistung verändert werden.Even if an intermediate pressure tank is present, the heating power decreases due to the smaller flow of refrigerant through the heat pump compressor regardless of the cooling capacity. The heating power can be changed independently of the cooling capacity.

Soll die Heizleistung vergrößert werden, wird die externe Wärmeabfuhr am Abwärme-Kühler reduziert. Soll die Heizleistung noch weiter vergrößert werden, wird die externe Wärmeabfuhr am Abwärme-Kühler völlig unterbrochen, und es wird der Zusatzverdampfer durch ein externes Heizfluid beaufschlagt, so dass ein zusätzlicher Wärmestrom in die Kälte-Wärmekopplung geführt wird. If the heating power is to be increased, the external heat dissipation at the waste heat radiator is reduced. If the heating power to be further increased, the external heat removal at the waste heat radiator is completely interrupted, and it is acted upon by the auxiliary evaporator by an external heating fluid, so that an additional heat flow is performed in the cold-heat coupling.

Im Zusatzverdampfer sind voneinander getrennte Kanäle vorhanden, die einerseits vom Kältemittel des Wärmpumpenkreislaufes und andererseits vom externen Heizfluid, zum Beispiel Wasser oder Luft, durchströmt werden. Der Wärmeinhalt des externen Heizfluids kann auch aus bisher nicht nutzbarer Abwärme aufgenommen werden, wenn deren Temperatur eine Einkopplung in die Kälte-Wärmekopplung zulässt.The additional evaporator separate channels are present, which are traversed on the one hand by the refrigerant of the heat pump cycle and on the other hand by the external heating fluid, for example water or air. The heat content of the external heating fluid can also be absorbed from previously unusable waste heat, if their temperature allows a coupling into the cold-heat coupling.

Von den Wandteilen, die zum externen Heizfluidkreislauf gehören, wird der Wärmestrom an die Wandteile, die zum Wärmpumpenkreislauf gehören, zugeführt, so dass flüssiges Kältemittel im Wärmepumpenkreislauf je nach Maß der Wärmezufuhr verdampft und damit der zirkulierende Kältemittelmassenstrom durch den Wärmepumpenverdichter des Wärmpumpenkreislaufes zunimmt.Of the wall portions associated with the external heating fluid circuit, the heat flow is supplied to the wall portions associated with the heat pump cycle so that liquid refrigerant in the heat pump cycle vaporizes depending on the amount of heat input and thus the circulating refrigerant mass flow through the heat pump compressor of the heat pump cycle increases.

In einer ersten Variante wird Kältemittel, das im Zusatz-Drosselventil entspannt wurde, in die Kanäle des Zusatzverdampfers direkt eingespritzt und infolge der thermischen Beaufschlagung durch das externe Heizfluid verdampft. Der Wärmepumpenverdichter hält durch seine Leistungsregelung den Verdampfungsdruck und somit die Verdampfungstemperatur im Verdampfer-Kondensator auf einem Niveau, das eine Wärmezufuhr durch das externe Heizfluid zum Kältemittel ermöglicht.In a first variant, refrigerant, which has been expanded in the additional throttle valve, injected directly into the channels of the additional evaporator and evaporated as a result of the thermal loading by the external heating fluid. The heat pump compressor, by its capacity control, maintains the evaporating pressure and thus the evaporation temperature in the evaporator condenser at a level which allows heat to be supplied by the external heating fluid to the refrigerant.

In einer zweiten Variante ist der Zusatzverdampfer mit dem Zwischendrucktank kommunizierend verbunden. In einer anderen vorteilhaften Ausgestaltung ist der Zusatzverdampfer im Bodenbereich des Zwischendrucktanks angeordnet, so dass die Wärme aus dem externen Heizfluid an die Kältemittelflüssigkeit übertragen wird, wodurch sie verdampft.In a second variant of the additional evaporator is communicatively connected to the intermediate pressure tank. In another advantageous embodiment, the additional evaporator is arranged in the bottom region of the intermediate pressure tank, so that the heat is transferred from the external heating fluid to the refrigerant liquid, whereby it evaporates.

Bei beiden Varianten wird zusätzlicher Kältemitteldampf erzeugt, der dem Wärmepumpenkreislauf auf der Saugseite des Verdichters zusätzlich zugeführt wird, so dass der durch den Verdichter geförderte Massenstrom zunimmt und somit auch die Heizleistung.In both variants, additional refrigerant vapor is generated, which is additionally supplied to the heat pump circuit on the suction side of the compressor, so that the mass flow conveyed through the compressor increases and thus also the heating power.

Als Heizfluid der beschriebenen Anordnungen kann Kühlturmwasser, Prozesswasser, Kühlwasser von anderen Verbrauchern oder nach Art einer Luft-Wasserwärmepumpe auch Luft verwendet werden.As a heating fluid of the arrangements described cooling water, process water, cooling water from other consumers or in the manner of an air-water heat pump and air can be used.

Die Temperaturprofile sowohl an der Wärmesenke, also am Abwärmekühler, als auch an der Wärmequelle, also am Zusatzverdampfer, bestimmen das Zwischendruckniveau der Kälte-Wärmekopplung.The temperature profiles both at the heat sink, ie at the waste heat radiator, and at the heat source, ie at the additional evaporator, determine the intermediate pressure level of the cold-heat coupling.

Vorteilhafte Varianten zur Anordnung des Zusatzverdampfers in einer Kälte-Wärmekopplung werden in den Ausführungsbeispielen vorgeschlagen.Advantageous variants for the arrangement of the additional evaporator in a cold-heat coupling are proposed in the embodiments.

Zwischendruck und Verflüssigungstemperatur korrelieren.Intermediate pressure and condensing temperature correlate.

Zur Abgabe von Wärme am Abwärmekühler muss die Temperatur höher sein, als die Temperatur der Wärmesenke. Zur Aufnahme von Wärme am Zusatzverdampfer muss die Temperatur niedriger sein als die Temperatur der Wärmequelle.To release heat to the waste heat radiator, the temperature must be higher than the temperature of the heat sink. To absorb heat from the auxiliary evaporator, the temperature must be lower than the temperature of the heat source.

Gemäß eines Merkmales der Erfindung wird der Zwischendruck zwecks Wärmeabgabe, also Wärmeauskopplung, am Abwärmekühler und Wärmeaufnahme, also Wärmeeinkopplung, am Zusatzverdampfer geregelt.According to a feature of the invention, the intermediate pressure for the purpose of heat dissipation, ie heat extraction, the waste heat radiator and heat absorption, ie heat input, controlled at the additional evaporator.

Die erfindungsgemäße Lösung schließt ein, dass das gleiche externe Fluid sowohl als Wärmesenke als auch als Wärmequelle fungiert.The solution according to the invention includes that the same external fluid functions both as a heat sink and as a heat source.

Die Erfindung wird an Ausführungsbeispielen erläutert.The invention will be explained with reference to exemplary embodiments.

1, 2 zeigen bekannte Anordnungen für eine Kälte-Wärmekopplung mit einem Kältekreislauf und mit einem Wärmepumpenkreislauf 1 . 2 show known arrangements for a cooling-heat coupling with a refrigeration cycle and with a heat pump cycle

In 3, 4, 5, 6, 7 sind Anordnungen gemäß der Erfindung dargestellt.In 3 . 4 . 5 . 6 . 7 arrangements are shown according to the invention.

Die Kälte-Wärmekopplung gemäß 1 mit einem Kältekreislauf und mit einem Wärmepumpenkreislauf, in denen jeweils Kältemittel zirkuliert, das während der Zirkulation im jeweiligen Kreislauf seinen Aggregatzustand ändert von dampfförmig in flüssig und von flüssig in dampfförmig.The cold-heat coupling according to 1 with a refrigeration cycle and with a heat pump cycle, in each of which circulates refrigerant that changes its state of aggregation during circulation in the respective circuit of vaporous in liquid and liquid in vapor.

Der Kältekreislauf enthält einen Verdampfer 3, in dem das Kältemittel durch Aufnahme eines Wärmestromes zwischen den Anschlüssen 31, 32 verdampft und dabei eine Kälteleistung generiert, einen Kälteverdichter 1 zur Druckerhöhung des Kältemittels auf ein Zwischendruckniveau und ein Drosselventil 5 zur Druckabsenkung des Kältemittels auf ein Niederdruckniveau, wodurch Kältemittel-Flüssigkeit und Kältemittel-Flashdampf entstehen. Der Wärmepumpenkreislauf sind der Wärmepumpenverdichter 2 zur Druckerhöhung des Kältemitteldampfes auf ein Hochdruckniveau, einen Verflüssiger 4 zur Abgabe von Enthitzungs- und Verflüssigungswärme an ein Wärmeträgerfluid und ein WP-Drosselventil 6 zur Druckabsenkung des Kältemittels auf ein Zwischendruckniveau angeordnet. Durch Druckabsenkung entstehen Kältemittel-Flüssigkeit und Kältemittel-Flashdampf. Der an das Wärmeträgerfluid abgegebene Wärmestrom ist die Heizleistung.The refrigeration cycle contains an evaporator 3 in which the refrigerant by absorbing a heat flow between the terminals 31 . 32 evaporates and thereby generates a cooling capacity, a refrigeration compressor 1 for increasing the pressure of the refrigerant to an intermediate pressure level and a throttle valve 5 to lower the pressure of the refrigerant to a low pressure level, resulting in refrigerant liquid and refrigerant flash vapor. The heat pump cycle is the heat pump compressor 2 for increasing the pressure of the refrigerant vapor to a high pressure level, a condenser 4 for delivering dewatering and liquefaction heat to a heat transfer fluid and a WP throttle valve 6 arranged to reduce the pressure of the refrigerant to an intermediate pressure level. Reducing the pressure produces refrigerant liquid and refrigerant flash vapor. The heat flow delivered to the heat transfer fluid is the heat output.

Die Kälteleistung ist der zweckbestimmte Nutzen des Kältekreislaufes. Die Heizleistung ist der zweckbestimmte Nutzen des Wärmepumpenkreislaufes.The cooling capacity is the intended benefit of the refrigeration cycle. The heating power is the intended benefit of the heat pump cycle.

Kältekreislauf und Wärmepumpenkreislauf sind zur Wärmeübertragung vom Kältekreislauf zum Wärmepumpenkreislauf durch den Verdampfer-Kondensator 70 thermisch miteinander verbunden, so dass ein Wärmestrom aus dem Kältekreislauf, in den Wärmepumpenkreislauf übertragen wird. Dazu sind die zum Kältekreislauf gehörenden Kanalteile des Verdampfer-Kondensators 70 auf ihrer Eingangsseite mit der Druckleitung 730 und auf ihrer Ausgangsseite mit dem Flüssigkeitsablauf 740 verbunden, während die zum Wärmepumpenkreislauf gehörenden Kanalteile auf ihrer Eingangsseite mit dem Anschluss 710 und auf ihrer Ausgangsseite mit der Saugleitung 720 verbunden sind.Refrigeration cycle and heat pump cycle are for heat transfer from the refrigeration cycle to the heat pump cycle through the evaporator condenser 70 thermally connected to each other, so that a heat flow from the refrigeration cycle, is transferred to the heat pump cycle. These are the refrigerant circuit belonging to the channel parts of the evaporator capacitor 70 on its input side with the pressure line 730 and on its output side with the liquid drain 740 connected while the heat pump cycle belonging to the channel parts on its input side with the connection 710 and on its output side with the suction line 720 are connected.

Das WP-Drosselventil 6 ist stromabwärts nach dem Verflüssiger angeordnet.The HP throttle valve 6 is located downstream of the condenser.

Der Verdampfer-Kondensator 70 ist Teil des Kälte- und des Wärmepumpenkreislaufes. Im Verdampfer-Kondensator 70 werden die voneinander getrennten Kanäle einerseits von Kältemittel durchströmt, die zum Kältekreislauf gehören, und andererseits von Kältemittel durchströmt, die zum Wärmepumpenkreislauf gehören. An den Wandteilen der Kanäle des Verdampfer-Kondensators 70, die zum Kältekreislauf gehören, wird ein Wärmestrom an die Wandteile der Kanäle, die zum Wärmepumpenkreislauf gehören, abgegeben, so dass der Kältemitteldampf im Kältekreislauf enthitzt und verflüssigt wird, während dabei das Kältemittel in den Kanälen, die zum Wärmepumpenkreislauf gehören, verdampft.The evaporator condenser 70 is part of the refrigeration and heat pump cycle. In the evaporator-condenser 70 The separate channels are traversed on the one hand by refrigerant, which belong to the refrigeration cycle, and on the other hand flows through the refrigerant, which belong to the heat pump cycle. On the wall parts of the channels of the evaporator condenser 70 , belonging to the refrigeration cycle, a heat flow to the wall parts of the channels belonging to the heat pump cycle is discharged, so that the refrigerant vapor in the refrigeration cycle is deprived and liquefied, while the refrigerant evaporates in the channels belonging to the heat pump cycle.

Das verflüssigte Kältemittel aus den Kanälen des Verdampfer-Kondensators 70, gelangt am Flüssigkeitsablauf 740 zum Drosselventil 5 des Kältekreislaufes, wo mit Niederdruckniveau am Anschluss 81 in den Niederdruckabscheider 8 gelangt. Der Niederdruckabscheider 8 kommuniziert mit dem Verdampfer 3 über Zulauf 82. Kältemittel-Flüssigkeit verdampft infolge Wärmezufuhr im Verdampfer 3, so dass die Kälteleistung generiert wird. Verdampftes Kältemittel und Flashdampf werden über die Saugleitung 83 vom Kältemittelverdichter 1 abgesaugt. Die erforderliche Kälteleistung beeinflusst dabei die abzusaugende Dampfmenge.The liquefied refrigerant from the channels of the evaporator condenser 70 , arrives at the liquid outlet 740 to the throttle valve 5 of the refrigeration cycle, where with low pressure level at the connection 81 in the low pressure separator 8th arrives. The low pressure separator 8th communicates with the evaporator 3 over inlet 82 , Refrigerant liquid evaporates due to heat in the evaporator 3 , so that the cooling capacity is generated. Evaporated refrigerant and flash steam are sent via the suction line 83 from the refrigerant compressor 1 aspirated. The required cooling capacity influences the amount of steam to be extracted.

Das in den nicht dargestellten Kanälen des Verdampfer-Kondensators 70, die zum Wärmepumpenkreislauf gehören, verdampfte Kältemittel wird vom Wärmepumpenverdichter 2 über die Saugleitung 720 abgesaugt, auf Hochdruckniveau verdichtet und danach im Verflüssiger 4 durch Wärmeabgabe an das Wärmeträgerfluid, das am Anschluss 41 zugeführt und am Anschluss 42 abgeführt wird, verflüssigt. Die dabei entstehende Heizleistung hängt vom Kältemittelstrom ab. Da dieser von der Kälteleistung abhängig ist, lässt sich die Heizleistung nicht bedarfsgerecht verändern. Kälteleistung und Heizleistung stehen in einer festen Relation zueinander.The in the channels, not shown, of the evaporator capacitor 70 that belong to the heat pump cycle, evaporated refrigerant is from the heat pump compressor 2 over the suction line 720 sucked off, compressed to high pressure level and then in the condenser 4 by heat to the heat transfer fluid, the connection 41 fed and at the connection 42 is discharged, liquefied. The resulting heating power depends on the refrigerant flow. Since this depends on the cooling capacity, the heating capacity can not be changed as needed. Cooling capacity and heating capacity are in a fixed relationship to each other.

Die Kälte-Wärmekopplung gemäß 2 besitzt anstelle des Verdampfer-Kondensators 70 gemäß 1 einen Zwischendrucktank 7, in dem der Wärmestrom aus dem Kältekreislauf in den Wärmepumpenkreislauf übertragen wird. Der Zwischendrucktank 7 beinhaltet in seinem Bodenbereich, als Sumpfbereich bezeichnet, flüssiges Kältemittel, das gemeinsam mit Flashdampf nach dem Entspannen vom Hochdruckniveau im WP-Drosselventil 6 auf Zwischendruckniveau am Anschluss 71 in den Zwischendrucktank 7 zugeführt wird.The cold-heat coupling according to 2 has in place of the evaporator capacitor 70 according to 1 an intermediate pressure tank 7 in which the heat flow from the refrigeration cycle is transferred to the heat pump cycle. The intermediate pressure tank 7 includes in its bottom area, referred to as sump area, liquid refrigerant, which together with flash steam after relaxing from the high pressure level in the WP throttle valve 6 at intermediate pressure level at the connection 71 in the intermediate pressure tank 7 is supplied.

Im Zwischendrucktank 7 wird der im Druckgas, das über die Druckleitung 74 zugeführt wird, innewohnende Wärmestrom zur Enthitzung des Kältemittels durch inneren Wärmetransport vom dampfförmigen Kältemittel unmittelbar an das flüssige Kältemittel übertragen, das sich im Sumpfbereich des Zwischendrucktanks befindet. Dazu wird das Druckgas des Kältemittelverdichters in das flüssige Kältemittel eingeleitet. Das flüssige Kältemittel verdampft, und das eingeleitete Druckgas des Kältemittelverdichters wird auf den Sattdampfzustand zurückgekühlt. Die gesamte Dampfmenge aus Mitteldruck-Flashdampf und Enthitzungsdampf gelangt zum Wärmepumpenverdichter 2 im Wärmepumpenkreislauf, wird vom Wärmepumpenverdichter 2 angesaugt, auf Hochdruckniveau verdichtet und danach im Verflüssigen 4 verflüssigt.In the intermediate pressure tank 7 is in the compressed gas, via the pressure line 74 is fed, inherent heat flow for desuperheating of the refrigerant by internal heat transfer from the vapor refrigerant transferred directly to the liquid refrigerant, which is located in the sump area of the intermediate pressure tank. For this purpose, the compressed gas of the refrigerant compressor is introduced into the liquid refrigerant. The liquid refrigerant evaporates, and the introduced pressurized gas of the refrigerant compressor is recooled to the saturated steam state. The entire amount of steam from medium-pressure flash steam and Enthitzungsdampf passes to the heat pump compressor 2 in the heat pump cycle, is from the heat pump compressor 2 sucked, compressed to high pressure level and then in the liquefying 4 liquefied.

Aus dem Sumpfbereich des Zwischendrucktanks 7 wird flüssiges Kältemittel am Flüssigkeitsablauf 72 zum Drosselventil 5 des Kältekreislaufes geführt und in Niederdruckabscheider 8 entspannt, der mit dem Verdampfer 3 kommuniziert.From the sump area of the intermediate pressure tank 7 becomes liquid refrigerant at the liquid outlet 72 to the throttle valve 5 led the refrigeration cycle and in Niederdruckabscheider 8th Relaxed, with the evaporator 3 communicated.

Der Massenströme m_KA zum Kälteverdichter und m_WP zum Wärmepumpenverdichter hängen von der Kälteleistung ab. Sie stehen in einer Relation zueinander, die sich nicht beliebig verändern lässt. Das ist der Nachteil der bekannten Kälte-Wärmekopplung.The mass flows m _KA to the refrigeration compressor and m _WP to the heat pump compressor depend on the refrigeration capacity. They are in a relation to each other, which can not be changed arbitrarily. This is the disadvantage of the known cold-heat coupling.

3 zeigt eine Anordnung einer Kälte-Wärmekopplung gemäß der Erfindung. 3 shows an arrangement of a cold-heat coupling according to the invention.

Der Kältekreislauf enthält zusätzlich zu den Komponenten Verdampfer 3, Kälteverdichter 1, Zwischendrucktank 7 und Drosselventil 5 einen stromabwärts nach dem Kälteverdichter 1 angeordneten regelbaren Wärmeübertrager, den Abwärme-Kühler 10.The refrigeration cycle contains evaporators in addition to the components 3 , Refrigeration compressor 1 . Intermediate-pressure tank 7 and throttle valve 5 one downstream to the refrigeration compressor 1 arranged controllable heat exchanger, the waste heat radiator 10 ,

Der Wärmepumpenkreislauf enthält zusätzlich zu den Komponenten Wärmepumpenverdichter 2, Verflüssiger 4, WP-Drosselventil 6, Zwischendrucktank 7 einen regelbaren Wärmeübertrager, den Zusatzverdampfer 9, der mit dem Zwischendrucktank 7 kommuniziert.The heat pump cycle contains heat pump compressors in addition to the components 2 , Liquefier 4 , WP throttle valve 6 , Intermediate pressure tank 7 an adjustable heat exchanger, the additional evaporator 9 that with the intermediate pressure tank 7 communicated.

Im Abwärme-Kühler 10 wird am Zulauf 101 ein externes Kühlfluid zu- und am Ablauf 102 abgeführt. Das Kühlfluid führt einen Wärmestrom aus der Kälte-Wärmekopplung nach außen ab. Dazu sind im Abwärme-Kühler 10 sind nicht dargestellte voneinander getrennte Kanäle vorhanden, die einerseits vom Kältemittel der Kälteanlage und andererseits vom externen Kühlfluid, zum Beispiel Kühlwasser, durchströmt werden, das am Zulauf 101 eintritt und am Ablauf 102 austritt. An den Wandteilen der Kanäle des Abwärme-Kühlers 10, die zum Kältekreislauf gehören, wird ein Wärmestrom an die Wandteile der Kanäle, die zum externen Kühlfluidkreislauf gehören, abgegeben, so dass der Kältemitteldampf im Kältekreislauf enthitzt und je nach dem Maß der Wärmeabfuhr teilverflüssigt wird, während sich dabei das externe Kühlfluid erwärmt und danach nach außen abgeführt wird. Das externe Kühlfluid wird beispielsweise in einem Kühlturm zurückgekühlt und erneut zum Abwärme-Kühler geführt. Im Kühlturm wird überschüssige Wärme an die Umgebung abgeführt oder einer anderen Nutzung zugeführt.In the waste heat cooler 10 is at the inlet 101 an external cooling fluid on and at the outlet 102 dissipated. The cooling fluid dissipates a heat flow from the cold-heat coupling to the outside. These are in the waste heat radiator 10 not shown, separate channels are present, which are traversed on the one hand by the refrigerant of the refrigeration system and on the other hand by the external cooling fluid, for example cooling water, at the inlet 101 entrance and on the expiry 102 exit. On the wall parts of the channels of the waste heat radiator 10 belonging to the refrigeration cycle, a heat flow to the wall parts of the channels belonging to the external cooling fluid circuit is discharged, so that the refrigerant vapor in the refrigeration cycle is de-refrigerated and partially liquefied depending on the degree of heat removal while the external cooling fluid heats up and then after is discharged outside. The external cooling fluid is, for example, cooled back in a cooling tower and fed back to the waste heat radiator. In the cooling tower excess heat is dissipated to the environment or fed to another use.

Der Wärmepumpenverdichter 2 hält durch seine Volumenstromregelung den Verdampfungsdruck und somit die Verdampfungstemperatur im Zwischendrucktank 7 auf einem Niveau, das eine Wärmeauskopplung am Abwärme-Kühlers 10 an das externe Kühlfluid ermöglicht.The heat pump compressor 2 holds by its flow control the evaporation pressure and thus the evaporation temperature in the intermediate pressure tank 7 at a level that provides heat extraction at the waste heat radiator 10 to the external cooling fluid allows.

In der Folge der Wärmeabfuhr im Abwärme-Kühler 10 verkleinert sich der Wärmeinhalt des Kältemittels, das in den Zwischendrucktank 7 eintritt. Zur weiteren Abkühlung (Enthitzung) und zur Verflüssigung des Kältemitteldampfes im Kältekreislauf entsteht weniger Dampf im Zwischendrucktank 7, da bereits ein Teil der Wärme am Abwärme-Kühler 10 ausgekoppelt wurdeAs a result, the heat dissipation in the waste heat radiator 10 reduces the heat content of the refrigerant, which in the intermediate pressure tank 7 entry. For further cooling (desuperheating) and for liquefying the refrigerant vapor in the refrigeration circuit, less vapor is produced in the intermediate pressure tank 7 , as already a part of the heat at the waste heat radiator 10 was decoupled

Die Heizleistung verkleinert sich somit infolge des kleineren Kältemittelstromes durch den Wärmepumpenverdichter 2. Die Heizleistung lässt sich durch mehr oder weniger Wärmeabfuhr im Abwärme-Kühler 10 an kleineren Heizbedarf anpassen, ohne dass sich der Kältemittelmassenstrom durch den Kälteverdichter 1 und die Kälteleistung ändern. Das bedeutet, dass die Heizleistung unabhängig von der Kälteleistung reduziert werden kann.The heating power thus decreases due to the smaller flow of refrigerant through the heat pump compressor 2 , The heat output can be achieved by more or less heat dissipation in the waste heat radiator 10 to adapt to smaller heating requirements, without the refrigerant mass flow through the refrigeration compressor 1 and change the cooling capacity. This means that the heating capacity can be reduced independently of the cooling capacity.

Soll die Heizleistung vergrößert werden, wird die externe Wärmeabfuhr am Abwärme-Kühler 10 reduziert. Soll die Heizleistung noch weiter vergrößert werden, wird die externe Wärmeabfuhr am Abwärme-Kühler 10 unterbrochen. Der Zusatzverdampfer 9 wird durch ein externes Heizfluid beaufschlagt, das am Zulauf 91 ein- und am Ablauf 92 austritt, so dass ein zusätzlicher Wärmestrom in die Kälte-Wärmekopplung geführt wird.If the heating power is to be increased, the external heat dissipation at the waste heat radiator 10 reduced. If the heating power is to be increased even further, the external heat dissipation at the waste heat radiator 10 interrupted. The additional evaporator 9 is acted upon by an external heating fluid, which is at the inlet 91 on and at the drain 92 exits, so that an additional heat flow is performed in the cold-heat coupling.

Im Zusatzverdampfer 9 sind nicht dargestellte voneinander getrennte Kanäle vorhanden, die einerseits vom Kältemittel des Wärmpumpenkreislaufes und andererseits vom externen Heizfluid, zum Beispiel Wasser oder Luft, durchströmt werden. Die Kanäle, die zum Wärmepumpenkreislauf gehören, kommunizieren über Rohrleitungen mit dem Zwischendrucktank 7. Die Pumpe für die Kältemittelzirkulation ist nicht dargestellt.In additional evaporator 9 are not shown separate channels present, which are traversed on the one hand by the refrigerant of the heat pump cycle and on the other hand by the external heating fluid, for example water or air. The ducts belonging to the heat pump cycle communicate with the intermediate pressure tank via piping 7 , The pump for the refrigerant circulation is not shown.

Der Wärmeinhalt des externen Heizfluids kann auch aus Abwärme oder aus der Umgebung entnommen werden, wenn die Temperatur eine Einkopplung in die Kälte-Wärmekopplung zulässt.The heat content of the external heating fluid can also be removed from waste heat or from the environment, if the temperature allows a coupling into the cold-heat coupling.

Von den Wandteilen, die zum externen Heizfluidkreislauf des Zusatzverdampfers 9 gehören, wird der Wärmestrom an die Wandteile, die zum Wärmpumpenkreislauf gehören, zugeführt, so dass flüssiges Kältemittel im Wärmepumpenkreislauf je nach Maß der Wärmezufuhr verdampft. Dadurch nimmt der Kältemittelmassenstrom, der über die Saugleitung 73 zum Wärmepumpenverdichter 2 gelangt, zu. Er wird auf Hochdruckniveau verdichtet und danach im Verflüssiger 4 verflüssigt, so dass die nutzbare Heizleistung zwischen den Anschlüssen 41 und 42 zunimmt.From the wall parts leading to the external heating fluid circuit of the auxiliary evaporator 9 belong, the heat flow to the wall parts that belong to the heat pump cycle, supplied so that liquid refrigerant evaporates in the heat pump cycle depending on the degree of heat input. As a result, the refrigerant mass flow takes over the suction line 73 to the heat pump compressor 2 arrives, too. It is compressed to high pressure level and then in the condenser 4 liquefied, so that the usable heating power between the terminals 41 and 42 increases.

Der Wärmepumpenverdichter 2 hält durch seine Volumenstromregelung den Verdampfungsdruck und somit die Verdampfungstemperatur im Zwischendrucktank 7 auf einem Niveau, das eine Wärmezufuhr im Zusatzverdampfers 9 vom externen Heizfluid zum hin Kältemittel ermöglicht.The heat pump compressor 2 holds by its flow control the evaporation pressure and thus the evaporation temperature in the intermediate pressure tank 7 at a level that provides heat in the auxiliary evaporator 9 from the external heating fluid to the refrigerant allows.

Aus dem Sumpfbereich des Zwischendrucktanks 7 wird flüssiges Kältemittel am Flüssigkeitsablauf 72 am Drosselventil 5 entspannt und über Anschluss 81 in den Niederdruckabscheider 8, der mit dem Verdampfer 3 über Zulauf 82 kommuniziert, geführt.From the sump area of the intermediate pressure tank 7 becomes liquid refrigerant at the liquid outlet 72 at the throttle valve 5 relaxed and over connection 81 in the low pressure separator 8th that with the evaporator 3 over inlet 82 communicates, leads.

Die Abkühlung zwischen den Anschlüssen 31 und 32 ist regelbar, da sich das Fördervolumen des Kälteverdichters 1, der über die Saugleitung 83 mit dem Niederdruckabscheider 8 verbunden ist, an den Bedarf anpassen lässt.The cooling between the connections 31 and 32 is adjustable, since the delivery volume of the refrigeration compressor 1 that is above the suction line 83 with the low pressure separator 8th connected to the needs.

Die Kälteleistung kann somit unabhängig vom Heizleistungsbedarf an den Bedarf angepasst werden. The cooling capacity can thus be adapted to the needs regardless of the heating power requirement.

4 betrifft eine erfindungsgemäße Anordnung, in der Kältekreislauf und Wärmepumpenkreislauf zur Wärmeübertragung vom Kältekreislauf zum Wärmepumpenkreislauf durch den Verdampfer-Kondensator 70 thermisch miteinander verbunden sind, so dass ein Wärmestrom aus dem Kältekreislauf, in den Wärmepumpenkreislauf übertragen wird. Dazu sind, wie bereits zu 1 erläutert, die zum Kältekreislauf gehörenden Kanalteile des Verdampfer-Kondensators 70 auf ihrer Eingangsseite mit der Druckleitung 730 und auf ihrer Ausgangsseite mit dem Flüssigkeitsablauf 740 verbunden, während die zum Wärmepumpenkreislauf gehörenden Kanalteile auf ihrer Eingangsseite mit dem Anschluss 710 und auf ihrer Ausgangsseite mit dem Anschluss 720 verbunden sind. 4 relates to an inventive arrangement in the refrigeration cycle and heat pump cycle for heat transfer from the refrigeration cycle to the heat pump cycle through the evaporator condenser 70 are thermally connected to each other, so that a heat flow from the refrigeration cycle, is transferred to the heat pump cycle. These are, as already too 1 explains the belonging to the refrigeration cycle channel parts of the evaporator condenser 70 on its input side with the pressure line 730 and on its output side with the liquid drain 740 connected while the heat pump cycle belonging to the channel parts on its input side with the connection 710 and on its output side with the connector 720 are connected.

Aus einem nicht näher bezeichneten Sammelbehälter, der stromabwärts nach dem Verflüssiger 4 angeordnet ist, wird flüssiges Kältemittel direkt in den Verdampfer-Kondensator 70 über das WP-Drosselventil 4 eingespritzt. Das Kältemittel verdampft in den zum Wärmepumpenkreislauf gehörenden Kanalteilen. Die Regelung der Einspritzmenge wird mit bekannten Mitteln realisiert, zum Beispiel durch thermostatische oder elektronische Einspritzventile, die die Überhitzung des Kältemitteldampfes am Austritt des Verdampfer-Kondensators 70 regeln. Der Kältemitteldampf wird nach Verlassen des Verdampfer-Kondensators 70 über die Saugleitung des Wärmepumpenverdichters abgesaugt.From an unspecified reservoir, the downstream of the condenser 4 is arranged, liquid refrigerant is directly into the evaporator condenser 70 via the HP throttle valve 4 injected. The refrigerant vaporizes in the channel parts belonging to the heat pump cycle. The control of the injection quantity is realized by known means, for example by thermostatic or electronic injection valves, the overheating of the refrigerant vapor at the outlet of the evaporator condenser 70 regulate. The refrigerant vapor is released after leaving the evaporator condenser 70 sucked off via the suction line of the heat pump compressor.

In der Druckleitung 730 ist der Abwärme-Kühler 10 angeordnetIn the pressure line 730 is the waste heat cooler 10 disposed

Die Details der Funktion des Abwärme-Kühlers 10 wurden in der Beschreibung zur 3 erläutert.The details of the function of the waste heat radiator 10 were in the description to 3 explained.

Im Abwärme-Kühler 10 wird am Zulauf 101 ein externes Kühlfluid zu- und am Ablauf 102 abgeführt. Das Kühlfluid führt einen Wärmestrom aus der Kälte-Wärmekopplung nach außen ab. In der Folge der Wärmeabfuhr im Abwärme-Kühler 10 verkleinert sich der Wärmeinhalt des Kältemittels, das in den Verdampfer-Kondensator 70 eintritt. Zur weiteren Abkühlung (Enthitzung) und zur Verflüssigung des Kältemitteldampfes im Kältekreislauf entsteht weniger Dampf im Verdampfer-Kondensator 70, da bereits ein Teil der Wärme am Abwärme-Kühler 10 ausgekoppelt wurdeIn the waste heat cooler 10 is at the inlet 101 an external cooling fluid on and at the outlet 102 dissipated. The cooling fluid dissipates a heat flow from the cold-heat coupling to the outside. As a result, the heat dissipation in the waste heat radiator 10 reduces the heat content of the refrigerant that enters the evaporator condenser 70 entry. For further cooling (desuperheating) and for liquefying the refrigerant vapor in the refrigeration cycle, less vapor is produced in the evaporator condenser 70 , as already a part of the heat at the waste heat radiator 10 was decoupled

Soll die Heizleistung vergrößert werden, wird die externe Wärmeabfuhr am Abwärme-Kühler 10 reduziert. Soll die Heizleistung noch weiter vergrößert werden, wird die externe Wärmeabfuhr am Abwärme-Kühler 10 unterbrochen. Der Zusatzverdampfer 90 wird jetzt durch ein externes Heizfluid beaufschlagt, das am Zulauf 103 ein- und am Ablauf 104 austritt, so dass ein zusätzlicher Wärmestrom in den Wärmpumpenkreislauf geführt wird.If the heating power is to be increased, the external heat dissipation at the waste heat radiator 10 reduced. If the heating power is to be increased even further, the external heat dissipation at the waste heat radiator 10 interrupted. The additional evaporator 90 Now is acted upon by an external heating fluid, which at the inlet 103 on and at the drain 104 exits, so that an additional heat flow is fed into the heat pump cycle.

Im Zusatzverdampfer 90 sind nicht dargestellte voneinander getrennte Kanäle vorhanden, die einerseits vom Kältemittel des Wärmpumpenkreislaufes und andererseits vom externen Heizfluid zwischen Zulauf 103 und Ablauf 104 durchströmt werden.In additional evaporator 90 not shown, separate channels are present, on the one hand by the refrigerant of the heat pump cycle and on the other hand by the external heating fluid between inlet 103 and expiration 104 be flowed through.

Aus einem nicht näher bezeichneten Sammelbehälter, der stromabwärts nach dem Verflüssiger 4 angeordnet ist, wird flüssiges Kältemittel direkt in den Zusatzverdampfer 90 über das Zusatzdrosselventil 61 eingespritzt. Das Kältemittel verdampft in den zum Wärmepumpenkreislauf gehörenden Kanalteilen. Die Regelung der Einspritzmenge wird mit bekannten Mitteln realisiert, durch thermostatische oder elektronische Einspritzventile, die die Überhitzung des Kältemitteldampfes am Austritt des Zusatzverdampfers 90 regeln. Der Kältemitteldampf wird nach Verlassen des Zusatzverdampfers 90 in die Saugleitung des Wärmepumpenverdichters eingespeist, so dass der Massenstrom durch den Wärmepumpenverdichter größer wird, wird auf Hochdruckniveau verdichtet und danach im Verflüssiger 4 verflüssigt, so dass die Heizleistung zwischen den Anschlüssen 41 und 42 zunimmt.From an unspecified reservoir, the downstream of the condenser 4 is arranged, liquid refrigerant is directly in the auxiliary evaporator 90 via the additional throttle valve 61 injected. The refrigerant vaporizes in the channel parts belonging to the heat pump cycle. The regulation of the injection quantity is realized by known means, by thermostatic or electronic injectors, the overheating of the refrigerant vapor at the outlet of the additional evaporator 90 regulate. The refrigerant vapor is released after leaving the auxiliary evaporator 90 is fed into the suction line of the heat pump compressor, so that the mass flow through the heat pump compressor is larger, is compressed to high pressure level and then in the condenser 4 liquefied, so that the heating power between the terminals 41 and 42 increases.

Der Wärmepumpenverdichter 2 hält durch seine Volumenstromregelung den Verdampfungsdruck und somit die Verdampfungstemperatur im Verdampfer-Kondensator 70 auf einem Niveau, das eine Wärmezufuhr im Zusatzverdampfer 90 vom externen Heizfluid zum hin Kältemittel ermöglicht.The heat pump compressor 2 holds by its volumetric flow control the evaporation pressure and thus the evaporation temperature in the evaporator condenser 70 at a level that provides heat in the auxiliary evaporator 90 from the external heating fluid to the refrigerant allows.

5 bezieht sich auf eine vorteilhafte erfindungsgemäße Ausführung mit einem Zwischendrucktank 700, in dem der Zusatzverdampfer 920 im Sumpfteil des Zwischendrucktanks 700 angeordnet ist. Der Zusatzverdampfer 920 wird von flüssigem Kältemittel von umschlossen. Im Zusatzverdampfer 920 sind Kanäle vorhanden, die vom externen Heizfluid zwischen Zulauf 911 und Ablauf 921 durchströmt werden, so dass in Abhängigkeit vom zugeführten externen Wärmestrom ein zusätzliches Dampfvolumen generiert wird. Das zusätzliche Dampfvolumen wird über die Saugleitung 703 gemeinsam mit dem aus Enthitzung und Kondensation entstandenem Dampf des Kältekreislaufes im Zwischendrucktank 700 abgesaugt und auf Hochdruckniveau verdichtet. Danach wird es im Verflüssiger 4 verflüssigt, so dass die Heizleistung zwischen den Anschlüssen 41 und 42 zunimmt. 5 refers to an advantageous embodiment according to the invention with an intermediate pressure tank 700 in which the auxiliary evaporator 920 in the bottom part of the intermediate pressure tank 700 is arranged. The additional evaporator 920 is enclosed by liquid refrigerant by. In additional evaporator 920 There are channels that are from the external heating fluid between inlet 911 and expiration 921 be flowed through, so that an additional volume of vapor is generated depending on the supplied external heat flow. The additional volume of steam is via the suction line 703 together with the steam produced from the decom- position and condensation of the refrigeration circuit in the intermediate pressure tank 700 sucked off and compressed to high pressure level. After that it is in the liquefier 4 liquefied, so that the heating power between the terminals 41 and 42 increases.

Das zusätzliche Dampfvolumen vergrößert somit die Heizleistung der Wärmepumpe.The additional volume of steam thus increases the heat output of the heat pump.

Der Wärmepumpenverdichter 2 hält durch seine Volumenstromregelung den Verdampfungsdruck und somit die Verdampfungstemperatur im Zwischendrucktank 700 auf einem Niveau, das eine Wärmezufuhr im Zusatzverdampfer 920 vom externen Heizfluid zum hin Kältemittel ermöglicht.The heat pump compressor 2 holds by its flow control the evaporation pressure and thus the evaporation temperature in the intermediate pressure tank 700 at a level that provides heat in the auxiliary evaporator 920 from the external heating fluid to the refrigerant allows.

Die übrigen Bauteile der Anordnung in 5 sind wie in der Beschreibungen zu 3 zugeordnet. Im Abwärme-Kühler 10 wird am Zulauf 101 wie in 3 beschrieben ein externes Kühlfluid zu- und am Ablauf 102 abgeführt, so dass sich die Heizleistung infolge von Wärmeauskopplung aus der Kälte-Wärmekopplung verkleinern lässt.The remaining components of the arrangement in 5 are like in the descriptions too 3 assigned. In the waste heat cooler 10 is at the inlet 101 as in 3 described an external cooling fluid to and at the outlet 102 dissipated, so that the heating power can be reduced as a result of heat extraction from the cold-heat coupling.

Vorteilhaft ist die kompakte Bauweise der Anordnung des Zusatzverdampfers 920 im Zwischendrucktank 700.The compact design of the arrangement of the additional evaporator is advantageous 920 in the intermediate pressure tank 700 ,

6 beschreibt eine erfindungsgemäße Anordnung. Zusätzlich zur Anordnung gemäß 3 ist ein Economiser-Zwischendrucktank 96 der mit einem Zusatzverdampfer 95 kommuniziert. 6 describes an arrangement according to the invention. In addition to the arrangement according to 3 is an economiser intermediate pressure tank 96 the with an additional evaporator 95 communicated.

Der Economiser-Zwischendrucktank 96 besitzt im oberen Bereich einen Dampfraum, der mit einer Zwischendrucköffnung des Wärmepumpenverdichters 2 verbunden ist.The economiser intermediate pressure tank 96 has a vapor space in the upper area, with an intermediate pressure opening of the heat pump compressor 2 connected is.

Der Economiser-Zwischendrucktank 96 besitzt im unteren Bereich einen Sumpf, in dem sich Kältemittelflüssigkeit befindet. Der Economiser-Zwischendrucktank 96 kommuniziert zur Ableitung von flüssigem Kältemittel mit dem WP-Drosselventil 6, das hier ein Hochdruckschwimmer ist. Stromabwärts nach dem WP-Drosselventil 6 gelangt das entspannte Kältemittel in den Zwischendrucktank 7.The economiser intermediate pressure tank 96 has at the bottom of a sump in which refrigerant liquid is located. The economiser intermediate pressure tank 96 communicates with the discharge of liquid refrigerant with the HP throttle valve 6 that is a high pressure swimmer here. Downstream to the HP throttle valve 6 the expanded refrigerant enters the intermediate pressure tank 7 ,

Der Druck an der Zwischendrucköffnung des Wärmepumpenverdichters 2 ist höher als der Druck im Zwischendrucktank 7, so dass die Verdampfungstemperatur im Economiser-Zwischendrucktank 96 größer ist als die Verdampfungstemperatur im Zwischendrucktank 7.The pressure at the intermediate pressure port of the heat pump compressor 2 is higher than the pressure in the intermediate pressure tank 7 so that the evaporation temperature in the economiser intermediate pressure tank 96 is greater than the evaporation temperature in the intermediate pressure tank 7 ,

Diese Anordnung ist daher von Vorteil, wenn externe Heizfluide mit unterschiedlichen Temperaturniveaus zur Verfügung stehen, ein niedrigeres für den Zusatzverdampfer 9 am Zulauf 91 und ein höheres für den Zusatzverdampfer 95 am Zulauf 93, so dass die Wärmeströme der externen Heizfluide bei möglichst hoher Temperatur als zusätzliche Wärmestrome in die Kälte-Wärmekopplung eingespeist werden. Das erhöht die Effizienz der Wärmeerzeugung zur Heizung.This arrangement is therefore advantageous when external heating fluids with different temperature levels are available, a lower one for the auxiliary evaporator 9 at the inlet 91 and a higher one for the auxiliary evaporator 95 at the inlet 93 , so that the heat flows of the external heating fluids are fed at the highest possible temperature as additional heat flows in the cold-heat coupling. This increases the efficiency of heat generation to the heating.

7 beschreibt eine erfindungsgemäße Anordnung. Zusätzlich zur Anordnung gemäß 4 ist ein Zusatzverdampfer 99 angeordnet. 7 describes an arrangement according to the invention. In addition to the arrangement according to 4 is an additional evaporator 99 arranged.

Aus einem nicht näher bezeichneten Sammelbehälter, der stromabwärts nach dem Verflüssiger 4 angeordnet ist, wird flüssiges Kältemittel direkt in den Zusatzverdampfer 99 über das WP-Drosselventil 4 eingespritzt. Das Kältemittel verdampft in den zum Wärmepumpenkreislauf gehörenden Kanalteilen. Die Regelung der Einspritzmenge wird mit bekannten Mitteln realisiert, zum Beispiel durch thermostatische oder elektronische Einspritzventile, die die Überhitzung des Kältemitteldampfes am Austritt des Zusatzverdampfer 99 regeln. Der kältemittelseitige des Zusatzverdampfers 99 ist mit einer Zwischendrucköffnung des Wärmepumpenverdichters 2 verbunden. Der Druck an der Zwischendrucköffnung des Wärmepumpenverdichters 2 ist höher als der Druck in der Saugleitung 720, so dass die Verdampfungstemperatur im Zusatzverdampfer 99 größer ist als die Verdampfungstemperatur im Verdampfer-Kondensator 70.From an unspecified reservoir, the downstream of the condenser 4 is arranged, liquid refrigerant is directly in the auxiliary evaporator 99 via the HP throttle valve 4 injected. The refrigerant vaporizes in the channel parts belonging to the heat pump cycle. The control of the injection quantity is realized by known means, for example by thermostatic or electronic injection valves, the overheating of the refrigerant vapor at the outlet of the additional evaporator 99 regulate. The refrigerant side of the auxiliary evaporator 99 is with an intermediate pressure port of the heat pump compressor 2 connected. The pressure at the intermediate pressure port of the heat pump compressor 2 is higher than the pressure in the suction line 720 , so that the evaporation temperature in the auxiliary evaporator 99 is greater than the evaporation temperature in the evaporator condenser 70 ,

Diese Anordnung ist vorteilhaft, wenn externe Heizfluide mit unterschiedlichen Temperaturniveaus zur Verfügung stehen, ein niedrigeres für den Zusatzverdampfer 90 am Zulauf 91 und ein höheres für den Zusatzverdampfer 95 am Zulauf 93, so dass die Wärmeströme der externen Heizfluide bei möglichst hoher Temperatur als zusätzliche Wärmestrome in die Kälte-Wärmekopplung eingespeist werden. Das erhöht die Effizienz der Wärmeerzeugung zur Heizung.This arrangement is advantageous when external heating fluids with different temperature levels are available, a lower one for the auxiliary evaporator 90 at the inlet 91 and a higher one for the auxiliary evaporator 95 at the inlet 93 , so that the heat flows of the external heating fluids are fed at the highest possible temperature as additional heat flows in the cold-heat coupling. This increases the efficiency of heat generation to the heating.

Die beschriebenen erfindungsgemäßen Anordnungen erlauben eine Regelung der Heizleistung unabhängig von der Kälteleistung bei sich ändernden BetriebsbedingungenThe arrangements according to the invention described allow a regulation of the heating power, regardless of the cooling capacity with changing operating conditions

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11: Kälteverdichterrefrigeration compressors
22: Wärmepumpenverdichterheat pump compressor
33: VerdampferEvaporator
44: Verflüssigercondenser
55: Drosselventilthrottle valve
66: WP-DrosselventilWP-throttle valve
77: ZwischendrucktankIntermediate-pressure tank
88th: Niederdruckabscheiderlow-pressure separator
99: Zusatzverdampferadditional evaporator
1010: Abwärme-KühlerHeat radiator
3131: Anschlussconnection
3232: Anschlussconnection
4141: Anschlussconnection
4242: Anschlussconnection
6161: ZusatzdrosselventilAdditional throttle valve
6262: ZusatzdrosselventilAdditional throttle valve
6363: ZusatzdrosselventilAdditional throttle valve
7070: Verdampfer-KondensatorVaporizer-condenser
7171: Anschlussconnection
7272: Flüssigkeitsablaufliquid drain
7373: Saugleitungsuction
7474: Druckleitungpressure line
8181: Anschlussconnection
8282: ZulaufIntake
8383: Saugleitungsuction
9090: Zusatzverdampferadditional evaporator
9191: ZulaufIntake
9292: Ablaufprocedure
9393: ZulaufIntake
9494: Ablaufprocedure
9595: Zusatzverdampferadditional evaporator
9696: Economiser-ZwischendrucktankEconomizer intermediate-pressure tank
9797: ZulaufIntake
9898: Ablaufprocedure
9999: Zusatzverdampferadditional evaporator
101101: ZulaufIntake
102102: Ablaufprocedure
103103: ZulaufIntake
104104: Ablaufprocedure
700700: ZwischendrucktankIntermediate-pressure tank
703703: Saugleitungsuction
710710: Anschlussconnection
720720: Saugleitungsuction
730730: Druckleitungpressure line
740740: Flüssigkeitsablaufliquid drain
911911: ZulaufIntake
920920: Zusatzverdampferadditional evaporator
921921: Ablaufprocedure

Claims

Arrangement for a refrigeration-heat coupling with a refrigeration cycle and with a heat-pump circuit comprising a common evaporator-condenser ( 70 ) or a common intermediate pressure tank ( 7 ) and thereby thermally connected to each other, wherein the refrigeration cycle also at least one evaporator ( 3 ), a refrigeration compressor ( 1 ) and a throttle valve ( 5 ) and the heat pump cycle also at least one heat pump compressor ( 2 ), a liquefier ( 4 ) and a HP throttle valve ( 6 ), the intermediate pressure tank ( 7 ) has in its bottom region a sump region in which liquid refrigerant is located, the WP throttle valve ( 6 ) downstream of the condenser ( 4 ), in the evaporator condenser ( 70 ) are separate channels, on the one hand to the refrigeration cycle and on the other hand belong to the heat pump cycle and the wall parts of the channels of the evaporator capacitor ( 70 ) Have heat transfer surfaces, on the one hand to the refrigeration cycle and on the other hand adjacent to the heat pump cycle, characterized in that in addition to the above listed components in the refrigeration cycle at least one controllable heat exchanger, a waste heat radiator ( 10 ), downstream of the refrigeration compressor ( 1 ) is arranged and that in the heat pump cycle in addition to the components listed above, at least one controllable heat exchanger, an auxiliary evaporator ( 9 ) with expiration ( 92 ) and feed ( 91 ), an additional evaporator ( 90 ) with expiration ( 104 ) and feed ( 103 ) or an additional evaporator ( 920 ) with expiration ( 921 ) and feed ( 911 ), which is connected to the intermediate pressure tank ( 7 ) is connected communicatively or downstream of the condenser ( 4 ) a flow connection with an additional throttle valve ( 61 ), which discharges into the auxiliary evaporator, wherein the waste heat radiator ( 10 ) between expiration ( 102 ) and feed ( 101 ) is connected to an external heat sink and the additional evaporator between drain and inlet to an external heat source.

Arrangement for a cold-heat coupling with a refrigeration cycle and with a heat pump cycle according to claim 1, characterized in that additional evaporator and intermediate pressure tank form a structural unit, wherein the auxiliary evaporator ( 920 ) in the intermediate pressure tank ( 700 ), and the auxiliary evaporator ( 920 ) between expiration ( 921 ) and feed ( 911 ) is connected to an external heat source.

Arrangement for a cold-heat coupling with a refrigeration cycle and with a heat pump cycle according to claim 1, characterized in that a further auxiliary evaporator ( 95 ) downstream of the condenser ( 4 ) a flow connection with an additional throttle valve ( 62 ) fitted with an economiser intermediate pressure tank ( 96 ) is communicatively connected, which in the head area with an intermediate pressure port on the heat pump compressor ( 2 ) and in the sump area via the WP throttle valve ( 6 ) with the intermediate pressure tank ( 7 ), wherein the auxiliary evaporator ( 95 ) between expiration ( 94 ) and feed ( 93 ) is connected to an external heat source.

Arrangement for a cold-heat coupling with a refrigeration cycle and with a heat pump cycle according to claim 1, characterized in that a further auxiliary evaporator is present downstream of the condenser ( 4 ) has on the input side a flow connection with an additional throttle valve and on the output side with an intermediate pressure connection on the heat pump compressor ( 2 ) connected is.