Die Erfindung betrifft eine Energieversorgungsanlage gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1.

Energieversorgungsanlagen dieser Art sind aus dem Stand der Technik bekannt. Dezentrale Energieversorgungsanlagen, die eine Wärmepumpe für ein Heizsystem verwenden, insbesondere von Ein- und Mehrfamilienhäusern, wer- den häufig in Verbindung mit Zusatzbrenneinrichtungen betrieben, die dafür mit einer Tankanlage ausgestattet sind. Insbesondere sind Energieversorgungsanlagen dieser Art bei sogenannten Niedrigenergiehäusern anzutreffen.

Die verwendeten Wärmepumpen weisen dabei in der Regel eine Wärmesonde zur Aufnahme von thermischer Energie aus der Umgebung auf. Dies kann zum Beispiel durch Sonnenreflektoren oder durch Absorption von Erdwärme erfolgen. Der Transport der thermischen Energie erfolgt dabei durch ein Kältemittel innerhalb eines Leitungssystems der Wärmepumpe. Gleichzeitig müssen für die Zusatzbrenneinrichtungen, die ebenfalls der Energieversorgung dienen, Brennstofftanks installiert werden. Diese Brennstofftanks dienen der Speicherung des benötigten Brennstoffs und ermöglichen gleichzeitig eine Versorgung der Verbrennungsanlage auch bei hohem Energieverbrauch über mehrere Wochen ohne Nachfüllung. Diesbezüglich müssen sie hinsichtlich ihrer Größe ausreichend dimensioniert sein.

Nachteilig am Stand der Technik ist, dass bei den bekannten Energieversorgungsanlagen jeweils eine Wärmesonde und ein Brennstoff tank installiert werden müssen. Ein weiterer Nachteil ist, dass dadurch mindestens zwei Kreis- laufsysteme mit unterschiedlichen Medien, in der Regel als Rohrleitungssysteme, verlegt werden müssen. Dadurch wird die Gefahr von Leckage erhöht.

BESTÄTIGUNGSKOPIE Aus der US 4,517,799 ist eine Wärmepumpe bekannt, bei der ein Verbrennungsmotor einen Verdichter antreibt. Der Verbrennungsmotor ist in einem Wasserbad gelagert, um dessen Abwärme aufzufangen. Im Wasserbad ist ein Wärmetauscher der Wärmepumpe angeordnet, so dass die Abwärme des Motors in weitem Umfang genutzt werden kann.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Nachteile im Stand der Technik zu vermeiden bzw. zu mindern.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Energieversorgungsanlage mit den Merkmalen von Anspruch 1 gelöst.

Vorteilhaft an der erfindungsgemäßen Energieversorgungsanlage ist, dass durch eine thermische Kopplung der Wärmesonde der Wärmepumpe mit dem Brenn stoff tank die Wärmesonde technisch einfacher gestaltet sein kann.

Im Rahmen der vorliegenden Beschreibung wird unter einer Wärmepumpe eine Vorrichtung verstanden, die Wärmeenergie von der Wärmesonde an einen beabstandeten Ort transferiert, so dass der Brenn stoff tank gekühlt und ein zu heizendes Objekt erwärmt wird.

Vorzugweise ist die Wärmesonde als Wärmetauscher innerhalb des Brennstofftanks ausgebildet, so dass eine Verlegung der Wärmesonde als Erdwärmeson- de nicht erforderlich ist.

Der Brenn stoff tank ist vorzugsweise zur Speicherung von Flüssiggas ausgebildet. Eine Speicherung anderer flüssiger Brennstoffe ist ebenfalls möglich. Insbesondere ist der Brenn stoff tank mit Brennstoff gefüllt.

In einer vorteilhaften Variante der Erfindung weist die Energieversorgungsanlage eine Verbrennungseinrichtung auf, die zum Antreiben der Wärmepumpe mit dieser gekoppelt und zum Verbrennen des Brennstoffs ausgebildet ist.

Unter einer Verbrennungseinrichtung ist vorliegend insbesondere jede Einrichtung zu verstehen, die durch Oxidation des Brennstoffs mechanische und/oder elektrische Energie erzeugt. Beispielsweise ist die Verbrennungsvorrichtung zur Erzeugung mechanischer Energie mittels eines Verbrennungsmotors, insbesondere Hubkolbenmotors, Wankelmotors, Stirlingmotors und/oder Gasmotors eingerichtet und/oder zur Erzeugung elektrischer Energie beispielsweise mittels einer Brennstoffzelle.

Unter einer Kopplung zum Antreiben der Wärmepumpe mit der Verbrennungseinrichtung wird jede mechanische Kopplung, zum Beispiel mittels einer Antriebswelle, oder jede elektrische Kopplung, zum Beispiel mittels elektrischer Leiter, verstanden.

Vorteilhafterweise kann die bei der Verbrennung entstehende Wärme als auch die mechanische und/oder elektrische Energie gleichzeitig genutzt werden. Dadurch wird der Gesamtwirkungsgrad der Energieversorgungsanlage verbessert. Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform sieht vor, dass die Verbrennungseinrichtung einen Generator zum Erzeugen von elektrischem Strom umfasst, und die Wärmepumpe durch den vom Generator erzeugten Strom angetrieben ist. Bevorzugt sind die Verbrennungseinrichtung und der Generator Teil eines Blockheizkraftwerkes (BHKW).

Vorteilhafterweise kann die bei einer wärmegeführten Verbrennungsanlage erzeugte mechanische Energie den Generator zur Erzeugung von elektrischem Strom und/oder die Wärmepumpe antreiben. Bevorzugt kann der von dem Generator erzeugte elektrische Strom für elektrische Verbraucher eines Ein- oder Mehrfamilienhauses verwendet werden. Besonders bevorzugt wird die Wärmepumpe durch den vom Generator erzeugten Strom elektrisch angetrieben. ln einer bevorzugten Ausführungsvariante hat der Brennstoff tank zumindest über den überwiegenden Anteil seiner Oberfläche direkten thermischen Kontakt mit dem ihn umgebenden Erdreich. Vorzugsweise ist der Brennstoff tank in ein ihn umschließendes Sandbett installiert. Die Funktion einer Erdwärmeson- de kann somit durch den Brenn Stoff tank erreicht werden. Der Brennstoff tank ist dabei vorzugsweise in einem Bereich mit hoher Erdwärmedichte in dem Erdreich positioniert und weist bevorzugt eine gute Wärmeleitfähigkeit in dem Kontaktbereich mit dem Erdreich auf, so dass eine gute Wärmeaufnahme aus dem Erdreich erfolgen kann. Eine zusätzliche Wärmesonde, dass heißt insbesonde- re eine Tiefenbohrung und/oder Flächenkollektoren für die Wärmepumpe sind damit nicht erforderlich, da die Wärmesonde mit dem Brenn Stoff tank thermisch gekoppelt ist.

Gemäß einer bevorzugten Variante ist die Wärmepumpe eine Verdichter- Wärmepumpe und der Brennstoff ist das Kältemittel der Wärmepumpe. Verdichter-Wärmepumpen stellen eine häufig verwendete Bauweise für Wärmepumpen dar und sind technisch ausgereift und wenig anfällig.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist die Wärmepumpe eine Absorptions-Wärmepumpe oder eine Adsorptions-Wärmepumpe, die mittels des Brennstoffs betrieben wird.

Besonders bevorzugt handelt es sich um einen ölfreien Verdichter, so dass ein Eintrag von Kompressoren-Öl in den Brenn Stoff tank verhindert werden kann.

Bevorzugt ist der Brennstoff gleichzeitig das Kältemittel der Wärmepumpe, so dass eine stoffliche Trennung zwischen Brennstoff und Kältemittel nicht vorliegt und die thermische Kopplung des Brennstofftanks mit der Wärmepumpe besonders einfach realisiert werden kann, da kein Wärmetauscher erforderlich ist.

Eine vorteilhafte Ausgestaltungsvariante ist dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmesonde zumindest auch dadurch mit dem Brennstofftank thermisch ge- koppelt ist, dass die Wärmesonde zumindest teilweise von dem Brennstoff tank umschlossen ist. Dadurch können konventionelle Kompressoren in der Energieversorgungsanlage eingesetzt werden, da ausgeschlossen ist, dass Schmieröl des Kompressors in den Brennstofftank eingetragen wird.

Vorteilhaft ist es, wenn der Brennstoff tank einen Verdampfer der Wärmepumpe bildet. In anderen Worten bedeutet dies, dass in Strömungsrichtung des Kältemittels hinter dem Brennstoff tank der Verdichter liegt, dahinter der Verflüssiger und dahinter der Brennstofftank als Verdampfer. Dadurch kann eine zu- sätzliche Installation eines Verdampfers für die Wärmepumpe unterbleiben.

In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform wird der Verdichter von dem Brenn stoff tank umschlossen. Vorteilhaft ergibt sich daraus eine einfache Vor- Ort-Montage der Energieversorgungsanlage, da der Brenn stoff tank mit dem Verdichter vorinstalliert aufgestellt werden kann.

Bevorzugt ist der Brennstoff Flüssiggas, besonders bevorzugt mit mindestens 50 % Propananteil. Bevorzugt ist der Brennstoff Brenngas mit zumindest 95% Propananteil.

Vorzugsweise weist die Energieversorgungsanlage zumindest eine Heatpipe auf, die einerseits im thermischen Kontakt mit dem Erdreich oder einer anderen Wärmequelle und andererseits dem Brenn stoff tank steht, so dass beispielsweise Erdwärme oder Wärme von Flächenkollektoren in den Brennstofftank gelei- tet werden kann. Dadurch wird insbesondere bei hohem Energiebedarf der zu versorgenden Einrichtung eine zusätzliche Energiequelle bereitgestellt, so dass eine Verdampfung des Brennstoffs gewährleistet werden kann. Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der beigefügten Figuren näher erläutert. Es zeigen

Figur 1 ein Blockschaltbild einer ersten Ausgestaltungsvariante der erfin- dungsgemäßen Energieversorgungsanlage und

Figur 2 ein Blockschaltbild einer ersten Ausgestaltungsvariante der erfindungsgemäßen Energieversorgungsanlage, bei der der Brennstoff das Kältemittel der Wärmepumpe ist.

In Figur 1 ist eine erfindungsgemäße Energieversorgungsanlage 10 mit einem Brenn stoff tank 20 und einer Wärmepumpe 30 gezeigt.

Im Inneren des Brennstofftanks 20 ist ein Brennstoff 40 gelagert. Vorzugsweise handelt es sich bei dem Brenn stoff tank 20 um einen Flüssiggastank und bei dem Brennstoff 40 um ein Flüssiggas, vorzugsweise mit einem Mindestpropan- anteil von 50%.

Die Wärmepumpe 30 ist eine Verdichter-Wärmepumpe mit einer Wärmesonde 50, einem Verdichter 60, einem Verflüssiger 70 und einem Expansionsventil 80. Der Brenn stoff tank 20 und die Wärmepumpe 30 weisen eine thermische Kopplung auf, dadurch dass die Wärmesonde 50 der Wärmepumpe 30 in den Brenn stoff tank 20 geführt ist und dort mit dem Brennstoff 40 Wärme austauscht.

Des Weiteren umfasst die Energieversorgungsanlage 10 eine Verbrennungseinrichtung 90, die als Verbrennungsmotor ausgebildet ist. Die Verbrennungseinrichtung 90 verbrennt den Brennstoff 40 und erzeugt dabei Wärme und mechanische Energie.

Die Verbrennungseinrichtung 90 treibt über eine Welle einen Generator 100 an. Dieser erzeugt elektrischen Strom, der durch die mit der Energieversor- gungsanlage 1 0 zu versorgende Einrichtung 1 10 mit elektrischer Energie versorgt.

Gleichzeitig erzeugt die Verbrennungsrichtung 90 thermische Energie, die zur Erwärmung von Brauchwasser 95, beispielsweise mittels eines Abgaswärmetauschers 96, und/oder einer Heizungsanlage verwendet wird. Der Brennstofftank 20 ist dabei vollständig mit Erdreich 1 50 bedeckt, dass heißt unter eine Erdoberfläche 120 in das Erdreich 1 50 abgesenkt. Figur 2 zeigt eine abgewandelte erfindungsgemäße Versorgungsanlage 10, bei der das Kältemittel der Wärmepumpe 30 durch den Brennstoff 40 gebildet ist. Der Verdichter 60 der Wärmepumpe 30 ist mit einem separaten Anschluss 160 an die Hochdruck-Gasphase des Brennstofftanks 40 angeschlossen. Der Brennstoff 40 strömt ungedrosselt und damit ohne nennenswerte Drosselver- luste aus dem Brennstoff tank 40 in den Verdichter 60.

Nachdem der Brennstoff 40, der insbesondere durch Propan gebildet ist, durch den Verdichter 60 verdichtet worden ist und damit eine höhere Temperatur besitzt, wird diese Wärme mittels eines Wärmetauschers, der im Verflüssiger 70 integriert ist, an eine Nutzwärmeleitung 1 30 abgegeben, die die Einrichtung 1 1 0, insbesondere das Wohnhaus, mit Wärme versorgt.

Das kondensierte Propan wird hinter dem Expansionsventil 80, das elektronisch geregelt sein kann, in den Brennstofftank 40 eingespritzt. Es tropft dort in den Brennstoff tank 20 und wird durch Erdwärme, die vom Erdreich 1 50 in den Brenn stoff tank 20 übergeht, wieder verdampft.

Der Brenn stoff tank 40 hat vorzugsweise ein Fassungsvolumen von zumindest 1 ,5 Tonnen, insbesondere von zumindest 2 Tonnen Propan. In der Regel ist es ausreichend , wenn der Brenn stoff tank 20 ein Fassungsvermögen von weniger als 5 Tonnen Propan besitzt. Gestrichelt eingezeichnet ist eine optional zurüstbare Heatpipe 140, die Erdwärme aus dem umgebenden Erdreich 150 aufnimmt und in den Brennstoff tank 20 oder an eine Außenseite des Brennstofftanks 20 transportiert, wo die Heatpipe 140 in engem thermischen Kontakt mit dem Brennstofftank 20 steht. Es ist auf diese Weise möglich, die maximal über den Brennstofftank 40 entnehmbare thermische Leistung zu steigern, sofern sich das als notwendig herausstellen sollte.

Bezugszeic enliste

10 Energieversorgungsanlage

20 Brenn stoff tank

30 Wärmepumpe

40 Brennstoff

50 Wärmesonde

60 Verdichter

70 Verflüssiger

80 Expansionsventil

90 Verbrennungseinrichtung

95 Brauchwasser

96 Abgaswärmetauscher 100 Generator

110 zu versorgende Einrichtung

120 Erdoberfläche

130 Nutzwärmeleitung

140 Heatpipe

150 Erdreich

160 Anschluss