AT526194A1 - Heat pump system - Google Patents

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AT526194A1
AT526194A1 ATA50192/2023A AT501922023A AT526194A1 AT 526194 A1 AT526194 A1 AT 526194A1 AT 501922023 A AT501922023 A AT 501922023A AT 526194 A1 AT526194 A1 AT 526194A1
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AT
Austria
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heat pump
fan
ventilation section
air
designed
Prior art date
Application number
ATA50192/2023A
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German (de)
Inventor
Geibel Tobias
Hartmann Florian
Hübner Patrick
Willin Christian
Original Assignee
Stiebel Eltron Gmbh & Co Kg
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Publication date
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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Wärmepumpensystem (1) mit einer ersten Wärmepumpe (100), die insbesondere als Luft/Luft-Wärmepumpe ausgestaltet ist und einen Fortluftanschluss (104) aufweist und einer zweiten Wärmepumpe (200), die insbesondere als Luft/Wasser- Wärmepumpe ausgestaltet ist und einen ersten Anschluss (201), einen Lüfter (210) und einen Temperatursensor (250) im Bereich des Lüfters aufweist. Das Wärmepumpensystem (1) weist außerdem einen ersten Lüftungsabschnitt (420) auf, welcher an den Fortluftanschluss (104) der Wärmepumpe (100) gekoppelt ist und einen zweiten und dritten Lüftungsabschnitt (430, 450) auf. Der zweite Lüftungsabschnitt (430) ist über einen Einlass/Auslass (11) mit der Außenluft gekoppelt und außerdem sowohl mit dem dritten Lüftungsabschnitt (450) als auch mit dem ersten Lüftungsabschnitt (420) gekoppelt. Das Wärmepumpensystem (1) verfügt über eine Steuereinheit (500), welche den Betrieb des Lüfters (210) in einer Lüfterschutzbetriebsart bei einer reduzierten Leistung steuert, wenn die durch den Temperatursensor (210) gemessene Temperatur unter einen Grenzwert fällt.The invention relates to a heat pump system (1) with a first heat pump (100), which is designed in particular as an air/air heat pump and has an exhaust air connection (104), and a second heat pump (200), which is designed in particular as an air/water heat pump is and has a first connection (201), a fan (210) and a temperature sensor (250) in the area of the fan. The heat pump system (1) also has a first ventilation section (420), which is coupled to the exhaust air connection (104) of the heat pump (100), and a second and third ventilation section (430, 450). The second ventilation section (430) is coupled to the outside air via an inlet/outlet (11) and is also coupled to both the third ventilation section (450) and the first ventilation section (420). The heat pump system (1) has a control unit (500) which controls the operation of the fan (210) in a fan protection mode at a reduced power when the temperature measured by the temperature sensor (210) falls below a limit value.

Description

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Stiebel Eltron GmbH & Co.KG Dr.-Stiebel-Straße 33, 37603 Holzminden, Stiebel Eltron GmbH & Co.KG Dr.-Stiebel-Straße 33, 37603 Holzminden,

Wärmepumpensystem Heat pump system

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Wärmepumpensystem. The present invention relates to a heat pump system.

Beim Betrieb eines Wärmepumpensystems, welches einen Lüfter zum Zuführen von Zuluft aufweist, kann es unter bestimmten Temperaturbedingungen dazu kommen, dass der Lüf-When operating a heat pump system that has a fan for supplying supply air, under certain temperature conditions it can happen that the ventilation

ter einfriert. ter freezes.

Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Wärmepumpensystem vorzusehen, It is an object of the present invention to provide a heat pump system

bei welchem ein Einfrieren eines Zuluft-Lüfters vermieden oder zumindest reduziert wird. in which freezing of a supply air fan is avoided or at least reduced.

Diese Aufgabe wird durch ein Wärmepumpensystem nach Anspruch 1 gelöst. This task is solved by a heat pump system according to claim 1.

Somit wird ein Wärmepumpensystem mit einer ersten und zweiten Wärmepumpe vorgesehen. Die erste Wärmepumpe kann als Luft/Luft-Wärmepumpe ausgestaltet sein und kann einen Fortluftanschluss aufweisen. Die zweite Wärmepumpe kann als Luft/WasserWärmepumpe ausgestaltet sein und kann einen ersten Anschluss mit einem Lüfter und einem Temperatursensor im Bereich des Lüfters aufweisen. Ferner ist ein erster Lüftungsabschnitt vorgesehen, welcher an den Fortluftanschluss der ersten Wärmepumpe gekoppelt ist. Ein zweiter und dritter Lüftungsabschnitt ist vorgesehen. Der zweite Lüftungsabschnitt ist über einen Einlass/Auslass mit der Außenluft gekoppelt. Der zweite Lüftungsabschnitt ist sowohl mit dem dritten Lüftungsabschnitt als auch mit dem ersten Lüftungsabschnitt gekoppelt. Ferner weist das Wärmepumpensystem eine Steuereinheit auf, welche dazu ausgestaltet ist, den Betrieb des Lüfters in einer Lüfterschutzbetriebsart bei einer reduzierten Leistung zu steuern, wenn die durch den Temperatursensor gemessene Tempe-A heat pump system with a first and second heat pump is thus provided. The first heat pump can be designed as an air/air heat pump and can have an exhaust air connection. The second heat pump can be designed as an air/water heat pump and can have a first connection with a fan and a temperature sensor in the area of the fan. Furthermore, a first ventilation section is provided, which is coupled to the exhaust air connection of the first heat pump. A second and third ventilation section is provided. The second ventilation section is coupled to the outside air via an inlet/outlet. The second ventilation section is coupled to both the third ventilation section and the first ventilation section. Furthermore, the heat pump system has a control unit which is designed to control the operation of the fan in a fan protection mode at a reduced power when the temperature measured by the temperature sensor

ratur unter einen Grenzwert fällt. temperature falls below a limit value.

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Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Wärmepumpe mit einem ersten Anschluss, einem Lüfter und einem Temperatursensor im Bereich des Lüfters vorgesehen. Die Wärmepumpe weist ebenfalls eine Steuereinheit auf, welche dazu ausgestaltet ist, den Betrieb des Lüfters in einer Lüfterschutzbetriebsart bei einer reduzierten Leistung zu steuern, wenn die durch den Temperatursensor gemessene Temperatur unter einen According to one aspect of the present invention, a heat pump is provided with a first connection, a fan and a temperature sensor in the area of the fan. The heat pump also has a control unit which is designed to control the operation of the fan in a fan protection mode at a reduced power when the temperature measured by the temperature sensor falls below one

Grenzwert fällt. limit falls.

Das Wärmepumpensystem weist eine erste Wärmepumpe, welche als Luft/Luft-Wärmepumpe ausgestaltet sein kann, und eine zweite Wärmepumpe, welche als Luft/WasserWärmepumpe ausgestaltet sein kann, auf. Eine Fortluft der ersten Wärmepumpe kann zu einem Zuluft-Lüfter des zweiten Wärmepumpensystems führen. Zur Vermeidung des Einfrierens des Zuluft-Lüfters kann eine Temperatur im Bereich des Zuluft-Lüfters erfasst werden. Wenn die erfasste Temperatur unter einen Grenzwert fällt, dann kann der Zuluft-Lüfter mit reduzierter Leistung weiter betrieben werden, um durch den Betrieb des Lüfters ein The heat pump system has a first heat pump, which can be designed as an air/air heat pump, and a second heat pump, which can be designed as an air/water heat pump. Exhaust air from the first heat pump can lead to a supply air fan from the second heat pump system. To prevent the supply air fan from freezing, a temperature in the area of the supply air fan can be recorded. If the detected temperature falls below a limit value, the supply air fan can continue to be operated with reduced power in order to stop the fan from operating

Einfrieren des Lüfters zu vermeiden. To avoid freezing of the fan.

Vorteile und Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachstehend unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert. Advantages and exemplary embodiments of the invention are explained in more detail below with reference to the drawing.

Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung eines Wärmepumpensystems ge-Fig. 1 shows a schematic representation of a heat pump system.

mäß der Erfindung. according to the invention.

Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung eines Wärmepumpensystems gemäß der Erfindung. Das Wärmepumpensystem 1 weist eine erste Wärmepumpe 100 und eine zweite Wärmepumpe 200 auf. Die erste Wärmepumpe 100 weist ein Gehäuse 100a, einen Frischlufteingang 101, einen Ablufteingang 102, einen Zuluftausgang 103 und einen Fortluftausgang 104 auf. Die erste Wärmepumpe 100 kann als Luft/Luft-Wärmepumpe ausgestaltet sein und weist einen ersten und zweiten Lüfter 110, 120, einen Verdampfer 130, einen Fig. 1 shows a schematic representation of a heat pump system according to the invention. The heat pump system 1 has a first heat pump 100 and a second heat pump 200. The first heat pump 100 has a housing 100a, a fresh air inlet 101, an exhaust air inlet 102, a supply air outlet 103 and an exhaust air outlet 104. The first heat pump 100 can be designed as an air/air heat pump and has a first and second fan 110, 120, an evaporator 130, a

Verdichter 140, einen Verflüssiger 150 sowie einen Wärmetauscher 160 auf. Compressor 140, a condenser 150 and a heat exchanger 160.

In einer Außenwand 10 ist ein Einlass 13 für einen Frischluftkanal 410 vorgesehen, welcher in den ersten Anschluss 101 der ersten Wärmepumpe 100 mündet. Die Außenwand 10 An inlet 13 for a fresh air duct 410 is provided in an outer wall 10, which opens into the first connection 101 of the first heat pump 100. The outer wall 10

weist ferner zwei weitere Einlässe/Auslässe 11, 12 auf. Die erste Wärmepumpeneinheit 100 ist über einen ersten Lüftungsabschnit 420 und einen also has two further inlets/outlets 11, 12. The first heat pump unit 100 has a first ventilation section 420 and a

zweiten Lüftungsabschnitt 430 mit einem ersten Einlass 201 der zweiten Wärmepumpe 200 gekoppelt. Ferner ist der Fortluftauslass 104 über den zweiten Lüftungsabschnitt 420 second ventilation section 430 coupled to a first inlet 201 of the second heat pump 200. Furthermore, the exhaust air outlet 104 is via the second ventilation section 420

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und einen dritten Lüftungsabschnitt 450 mit einem Einlass/Auslass 11 gekoppelt. Somit kann entlang des dritten Lüftungsabschnitts 450 sowohl die Fortluft von der ersten Wärme-and a third ventilation section 450 coupled to an inlet/outlet 11. Thus, along the third ventilation section 450, both the exhaust air from the first heat

pumpe 100 als auch Frischluft von dem ersten Anschluss 11 fließen. pump 100 as well as fresh air flow from the first connection 11.

Die zweite Wärmepumpe 200 weist ein Gehäuse 201, einen Einlass 201, einen Auslass 202, einen Lüfter 210, einen Verdichter 220, einen Verdampfer 230, einen Verflüssiger 240 und eine Steuereinheit 500 auf. Die Steuereinheit 500 kann auch in einem separaten Gehäuse angeordnet sein. Im Bereich des Ventilators 210 ist ein Temperatursensor 250 zur Erfassung der Temperatur im Bereich des Lüfters 210 vorgesehen. The second heat pump 200 has a housing 201, an inlet 201, an outlet 202, a fan 210, a compressor 220, an evaporator 230, a condenser 240 and a control unit 500. The control unit 500 can also be arranged in a separate housing. In the area of the fan 210, a temperature sensor 250 is provided for detecting the temperature in the area of the fan 210.

Die Steuerung 500 dient zur Steuerung des Betriebs der zweiten Wärmepumpe 200. In einer Lüfterschutzbetriebsart wird die Temperatur im Bereich des Lüfters 210 durch den Temperatursensor 250 erfasst. Wenn die Temperatur unterhalb eines Grenzwertes liegt, wie beispielsweise 0°C, dann steuert die Steuerung 500 den Betrieb des Lüfters, der dann bei einer reduzierten Leistung, beispielsweise 10%, betrieben wird. Hierbei kann der Betrieb des Lüfters 210 ohne Aktivierung einer weiteren Heizung oder eines Heizsystems erfolgen. In dieser Lüfterschutzbetriebsart wird eine Vereisung des Lüfters lediglich durch Eigenerwärmung des Lüfters während des reduzierten Betriebs, d. h. Betrieb bei reduzierter Leistung, erreicht. Somit kann durch Eigenerwärmung des Lüfters (bzw. des Motors des The controller 500 is used to control the operation of the second heat pump 200. In a fan protection mode, the temperature in the area of the fan 210 is detected by the temperature sensor 250. If the temperature is below a limit, such as 0 ° C, then the controller 500 controls the operation of the fan, which is then operated at a reduced power, for example 10%. The fan 210 can be operated without activating another heater or heating system. In this fan protection mode, icing of the fan is only prevented by the fan's own heating during reduced operation, i.e. H. Operation at reduced power is achieved. This means that the fan (or the motor of the

Lüfters) eine Eisbildung und damit eine Blockade des Lüfters 210 vermieden werden. Fan) ice formation and thus a blockage of the fan 210 can be avoided.

Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung kann ein Mindestwert für den Temperaturgrenzwert -5°C, ein Maximalwert kann +2°C und die Werkseinstellung kann 0°C aufweisen. Die Leistungsabgabe des Ventilators kann als Mindestwert 0%, als Maximalwert 30% According to one aspect of the present invention, a minimum value for the temperature limit may be -5°C, a maximum value may be +2°C, and the factory setting may be 0°C. The power output of the fan can be set as a minimum value of 0% and a maximum value of 30%.

und in der Werkseinstellung 10% betragen. and the factory setting is 10%.

Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung kann beispielsweise 10% der Lüfterleistung einer Drehzahl (Umdrehung/pro Minute) von 880 bei einer Spannung von 2,4 V ent-For example, according to one aspect of the present invention, 10% of the fan power may correspond to a speed (revolution/per minute) of 880 at a voltage of 2.4 V.

sprechen. speak.

In der Lüfterschutzbetriebsart kann der Lüfter 210 beispielsweise bei einer Leistung von 10% betrieben werden. Über den Lüftungsabschnitt 430 und 450 kann der Eingang 201 der zweiten Wärmepumpe und über den Einlass/Auslass 11 kann der Lüfter sowohl mit der In the fan protection mode, the fan 210 can be operated at a power of 10%, for example. The input 201 of the second heat pump can be connected via the ventilation section 430 and 450 and the fan can be connected to both the inlet/outlet 11

Außenluft als auch mit der Fortluft von der ersten Wärmepumpe 100 gekoppelt sein. Outside air as well as with the exhaust air from the first heat pump 100 can be coupled.

Die zweite Wärmepumpe 200 kann mit dem Verflüssiger 240 beispielsweis dazu dienen, The second heat pump 200 can be used with the condenser 240, for example,

Warmwasser vorzusehen. Provide hot water.

„4-“4-

Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung kann die zweite Wärmepumpe 200 auch unabhängig von der ersten Wärmepumpe 100 im Stand Alone-Betrieb vorgesehen sein. Hierbei kann der erste Anschluss 201 der zweiten Wärmepumpe 200 über einen Lüftungsabschnitt 430, 450 mit einem Einlass 11 in der Außenwand 10 gekoppelt sein. Die Steuerung 500 steuert dann den Betrieb des Lüfters 210 in einer Lüfterschutzbetriebsart in Abhängigkeit der durch den Temperatursensor 250 gemessenen Temperatur im Bereich des Lüfters 210. Der Vorteil der Enteisung des Lüfters 210 durch die Eigenwärme des Lüftermotors bei Betrieb mit reduzierter Leistung ist damit auch bei der zweiten Wärmepumpe 200 im Stand Alone-Betrieb möglich. According to a further aspect of the present invention, the second heat pump 200 can also be provided in stand-alone operation independently of the first heat pump 100. Here, the first connection 201 of the second heat pump 200 can be coupled to an inlet 11 in the outer wall 10 via a ventilation section 430, 450. The controller 500 then controls the operation of the fan 210 in a fan protection mode depending on the temperature measured by the temperature sensor 250 in the area of the fan 210. The advantage of defrosting the fan 210 by the internal heat of the fan motor when operating with reduced power is therefore also the case second heat pump 200 possible in stand-alone operation.

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10 10

11 11

12 12

13 13

100 100

100a 100a

101 101

102 102

103 103

104 104

110 110

120 120

130 130

140 140

150 150

160 160

Wärmepumpensystem Heat pump system

Außenwand external wall

Einlass/Auslass Inlet/Exit

Einlass/Auslass Inlet/Exit

Einlass inlet

erste Wärmepumpe first heat pump

Gehäuse Housing

Frischlufteingang Fresh air inlet

Ablufteingang Exhaust air inlet

Zuluftausgang Supply air outlet

Fortluftausgang Exhaust air outlet

Lüfter Fan

Lüfter Fan

Verdampfer Evaporator

Verdichter compressor

Verflüssiger liquefier

Wärmetauscher Heat exchanger

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Bezugszeichenliste Reference symbol list

200 200

201 201

202 202

210 210

220 220

230 230

240 240

250 250

410 410

420 420

430 430

450 450

500 500

zweite Wärmepumpe second heat pump

Einlass inlet

Auslass outlet

Lüfter Fan

Verdichter compressor

Verdampfer Evaporator

Verflüssiger liquefier

Temperatursensor Temperature sensor

Frischluftkanal Fresh air duct

erster Lüftungsabschnitt first ventilation section

zweiter Lüftungsabschnitt second ventilation section

dritter Lüftungsabschnitt third ventilation section

Steuereinheit Control unit

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Claims (3)

15 20 25 „7- Ansprüche15 20 25 “7- Claims 1. Wärmepumpensystem (1), mit 1. Heat pump system (1), with einer ersten Wärmepumpe (100), welche insbesondere als Luft/Luft-Wärmepumpe ausgestaltet ist und einen Fortluftanschluss (104) aufweist, a first heat pump (100), which is designed in particular as an air/air heat pump and has an exhaust air connection (104), einer zweiten Wärmepumpe (200), welche insbesondere als Luft/Wasser-Wärmepumpe ausgestaltet ist, und einen ersten Anschluss (201), einen Lüfter (210) und einen Temperatursensor (250) im Bereich des Lüfters (210) aufweist, a second heat pump (200), which is designed in particular as an air/water heat pump, and has a first connection (201), a fan (210) and a temperature sensor (250) in the area of the fan (210), einem ersten Lüftungsabschnitt (420), welcher an den Fortluftanschluss (104) der ersten Wärmepumpe (100) gekoppelt ist, a first ventilation section (420), which is coupled to the exhaust air connection (104) of the first heat pump (100), einem zweiten und dritten Lüftungsabschnitt (430, 450), wobei der zweite Lüftungsabschnitt (430) über einen Einlass/Auslass (11) mit der Außenluft gekoppelt ist, wobei der zweite Lüftungsabschnitt (430) sowohl mit dem dritten Lüftungsabschnitt (450) als auch mit dem ersten Lüftungsabschnitt (420) gekoppelt ist, und a second and third ventilation section (430, 450), wherein the second ventilation section (430) is coupled to the outside air via an inlet/outlet (11), wherein the second ventilation section (430) both with the third ventilation section (450) and with is coupled to the first ventilation section (420), and einer Steuereinheit (500), welche dazu ausgestaltet ist, den Betrieb des Lüfters (210) in einer Lüfterschutzbetriebsart bei einer reduzierten Leistung zu steuern, wenn die durch den Temperatursensor (210) gemessene Temperatur unter einen Grenzwert fällt. a control unit (500) which is designed to control the operation of the fan (210) in a fan protection mode at a reduced power when the temperature measured by the temperature sensor (210) falls below a limit value. 2. Wärmepumpensystem (1) nach Anspruch 1, wobei die Steuereinheit (500) dazu ausgestaltet ist, den Betrieb des Lüfters (210) in der 2. Heat pump system (1) according to claim 1, wherein the control unit (500) is designed to control the operation of the fan (210) in the Lüfterschutzbetriebsart bei einer Leistung von 10 % zu steuern. Control fan protection mode at 10% power. 3. Wärmepumpe (200), mit 3. Heat pump (200), with einem ersten Anschluss (201), a first connection (201), einem Lüfter (210), a fan (210), einem Temperatursensor (250) im Bereich des Lüfters (210), und a temperature sensor (250) in the area of the fan (210), and einer Steuereinheit (500), welche dazu ausgestaltet ist, den Betrieb des Lüfters (210) in einer Lüfterschutzbetriebsart bei einer reduzierten Leistung zu steuern, wenn die durch a control unit (500) which is designed to control the operation of the fan (210) in a fan protection mode at a reduced power when the den Temperatursensor (210) gemessene Temperatur unter einen Grenzwert fällt. The temperature measured by the temperature sensor (210) falls below a limit value.
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