CN115135932A - 热泵设备和用于运行该热泵设备的方法 - Google Patents

热泵设备和用于运行该热泵设备的方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种热泵设备和一种用于运行所述热泵设备的方法，所述热泵设备包括用于流过传热器(2)的初级侧(2.1)的热泵循环线路介质的热泵循环线路(1)以及用于流过传热器(2)的次级侧(2.2)的加热循环线路介质的加热循环线路(3)，其中，沿着所述加热循环线路介质的运行流动方向观察一加热循环泵(4)连接在传热器(2)的次级侧(2.2)上游。根据本发明设置，沿着所述加热循环线路介质的运行流动方向观察设置有连接在加热循环泵(4)下游且连接在次级侧(2.2)上游的止回阀(5)，并且所述止回阀设计为在加热循环线路介质反向于运行流动方向流动时被关闭，并且沿着运行流动方向观察一排气装置(6)连接在次级侧(2.2)下游，所述排气装置设计为从加热循环线路介质中的预定的气体量起禁止加热循环线路介质沿着运行流动方向的流动。

Description

热泵设备和用于运行该热泵设备的方法
技术领域
本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分所述的热泵设备以及一种根据权利要求11的前序部分所述的用于运行该热泵设备的方法。
背景技术
由文献DE 10 2011 011 210 A1公知了开头所述类型的热泵设备。所述热泵设备由用于流过传热器的初级侧的热泵循环线路介质的热泵循环线路以及用于流过传热器的次级侧的加热循环线路介质的加热循环线路，其中，沿着所述加热循环线路介质的运行流动方向观察，加热循环泵连接在传热器的次级侧上游。所述加热循环线路介质在此典型地并且下面也优选地是水。此外在此并且在下文中适用的是，加热循环线路介质在热泵设备的符合规定的使用中仅仅沿着一个方向、即沿着前述的运行流动方向被泵送通过加热循环线路。
发明内容
本发明的任务在于，改进开头所述类型的热泵设备。特别是应该实现当在传热器上发生气体泄漏时自动地禁止加热循环线路中的继续流动的热泵设备。
该任务借助开头所述类型的热泵设备通过在权利要求1的特征部分中列举的特征来解决。根据该方法，该任务根据权利要求11的特征部分来解决。
也就是说，根据本发明设置，沿着所述加热循环线路介质的运行流动方向观察设置有连接在加热循环泵下游且连接在次级侧上游的止回阀，并且所述止回阀设计为在加热循环线路介质反向于运行流动方向流动时被关闭，并且沿着运行流动方向观察一排气装置连接在次级侧下游，所述排气装置设计为从加热循环线路介质中的预定的气体量起禁止加热循环线路介质沿着运行流动方向的流动。根据该方法表述地由此设置，从热泵循环线路介质在加热循环线路介质中的预定的气体量起，一方面将止回阀关闭并且另一方面使排气装置禁止加热循环线路介质沿着运行流动方向的流动。
又换句话说，根据本发明的热泵设备的特征由此在于，如果在传热器上发生气体泄漏、亦即特别是可燃烧的热泵循环线路介质从传热器的初级侧流出到次级侧，则自动地禁止加热循环线路介质的流动。在此一方面通过止回阀确保，热泵循环线路介质不反向于加热循环线路介质的运行流动方向朝向泵的方向流动。另一方面，排气装置确保，流出的热泵循环线路介质也不沿着所述加热循环线路介质的运行流动方向扩散。在此还特别优选地设置，加热循环泵设计为在低于加热循环线路介质的预给定的供应量时自动地被关断，也就是说，在所述的气体泄漏的情况中不仅有效地禁止特别是可燃烧的热泵循环线路介质进入到加热循环线路中，而且甚至确保自动地完全切断加热循环线路的循环。
根据本发明的热泵设备的另外的有利的进一步方案由从属权利要求得出。
出于完整性还参考文献EP 3 351 868 A1和DE 10 2016 106 061 A1。
附图说明
下面借助两个实施例的附图具体地阐述根据本发明的热泵设备及根据其从属权利要求的有利的进一步方案。
附图中：
图1大部分示意性地示出根据本发明的具有止回阀和排气装置的热泵设备；
图2以截面图示出排气装置的第一实施方式；和
图3以截面图示出排气装置的第二实施方式的一部分。
具体实施方式
附图中示出的热泵设备以公知的方式由用于流过传热器2的初级侧2.1的热泵循环线路介质的热泵循环线路1以及用于流过传热器2的次级侧2.2的加热循环线路介质的加热循环线路3构成，其中，沿着加热循环线路介质的运行流动方向观察加热循环泵4连接在传热器2的次级侧2.2上游。
此外以公知的方式优选地设置，热泵循环线路1除了传热器2以外还具有节流装置9、另外的传热器10和压缩机11。如果热泵设备被用于给建筑物供暖(加热运行)，则传热器2在此作为冷凝器工作并且另外的传热器10作为蒸发器工作，热量典型地通过环境热源、例如空气热量或地热被供应给该蒸发器。如果热泵设备相反地(这也是可能的)被用于冷却，则传热器2设计为相应地作为蒸发器工作。
此外，在热泵设备在加热运行中的使用中以公知的方式设置，加热循环线路3可选地包括散热装置(例如加热体或地板采暖装置)和/或蓄热器(例如热水贮蓄器)。
现在对于根据本发明的热泵设备重要的是，首先沿着所述加热循环线路介质的运行流动方向观察设置有连接在加热循环泵4下游且连接在次级侧2.2上游的止回阀5，并且所述止回阀设计为在加热循环线路介质反向于运行流动方向流动时被关闭，并且其次，沿着运行流动方向观察排气装置6连接在次级侧2.2下游，所述排气装置设计为从(热泵循环线路介质)在加热循环线路介质中的预定的气体量起禁止加热循环线路介质沿着运行流动方向的流动。根据该方法表述地设置，从热泵循环线路介质在加热循环线路介质中的预定的气体量起，一方面将止回阀5关闭并且另一方面使排气装置6禁止加热循环线路介质沿着运行流动方向的流动。如同开头已述的那样，所述条件实现，当在传热器2上泄露时热泵循环线路介质无论如何仅能在有限的程度上到达加热循环线路3中。
在此还特别优选地设置，减压阀12设置在排气装置6上，热泵循环线路介质在泄露的情况中能够通过所述减压阀排出到建筑物的周围环境。
前面所使用的条件“预定量”在此意味着，排气装置6设计为使得流动禁止从确定的泄露率起才进行，也就是说，在所述“预定的”量以下的泄露根据本发明完全被容忍或者通过下面还描述的通风装置7被分离出，因为由该泄露还未引发危险。然而小的泄露在较长的时间内当然会被热泵自身“察觉”并且然后也导致切断所述热泵。
在此特别优选地设置，传热器2和/或排气装置6可选地布置在部分地接收加热循环线路3的建筑物外部，也就是说，根据本发明确保，热泵循环线路介质根本不能到达建筑物中并且不可能在那里引起损害。
为了进一步支持所述安全功能在此如同已述的那样还特别优选地设置，加热循环泵4设计为在低于加热循环线路介质(到加热循环泵4)的预给定的供应量时自动地被关断或者自动地关断，也就是说，只要在所述加热循环泵的泵入口上不再存在足够的加热循环线路介质，面临加热循环泵“空”运转的危险，则切断加热循环泵4。所述低于在此由下面还具体描述的排气装置6的作用引起，所述排气装置确保，加热循环线路介质在传热器2中泄露时不再能在加热循环线路3中循环流动。
关于排气装置6在此(并且如果未另外实施，以下描述适用于根据本发明的排气装置的所有实施方式)特别优选地设置，所述排气装置设计为具有用于加热循环线路介质的入口6.2和出口6.3的容器。在此还特别优选地设置，入口6.2在所述热泵设备的符合规定的运行中布置在出口6.3上方。此外特别优选地设置，出口6.3布置在所述容器上的最深部位6.4处。容器在此还优选地具有用于接收加热循环线路介质的至少1.5升、特别优选地至少2.5升、完全特别优选地至少3.5升的容积。在此还优选地设置，加热循环线路介质的流速在从入口6.2到容器的通道中被减小至少50％、优选地75％。完全特别优选地在此设置，容器中的流速为最大0.4m/s、完全特别优选地最大0.3m/s，。所述规定在此带来完全显著的优点，即尽可能不将处于加热循环线路介质中的气态的热泵循环线路介质被携出到出口6.3，而是可以在容器中向上升并且然后被排出。
为了实现流动禁止还特别优选地设置，排气装置6具有在泄露情况中形成塞子的浮子6.1。
在根据图2的实施方式中，所述浮子6.1在此构造为长形的、在其下端口上缩窄的塞子。而在根据图3的实施方式中，浮子6.1构造为球。所有实施方式在此当然共同之处在于，浮子6.1具有比加热循环线路介质小的密度，并且如果排气装置6被填充所述加热循环线路介质，则所述浮子与此相应地浮在所述加热循环线路介质中。而如果加热循环线路介质在热泵循环线路介质泄露的情况中从排气装置被压出，则浮子6.1封闭前面已述的出口6.3。或者又换句话表达，由此特别优选地设置，浮子6.1设计为在加热循环线路介质中的预定的气体量以下(在完全以加热循环线路介质填充的容器中或者在容器中)浮动并且在预定的气体量以上封闭出口6.3。
为此还特别优选地设置，浮子6.1在热泵设备的符合规定的运行中在所述容器中布置在最深部位6.4上方。此外优选地设置，浮子6.1在热泵设备的符合规定的运行中在容器内部能竖直移动地被支承。
更具体考虑地(并且这还适用于排气装置6的所有实施方式)特别优选地设置，前述的容器由圆柱形的、在两侧以盖元件6.6封闭的壳体6.5构成。在此还特别优选地，用于浮子6.1的优选地管状的导向元件6.7布置在容器中。如同在图2和3中示出的那样，此外在这里为了使流动稳定而特别优选地设置，导向元件6.7具有用于加热循环线路介质的通流开口6.8，也就是说，加热循环线路介质从入口6.2流入到容器的外部区域中并且从那里通过通流开口6.8流入到容器的内部区域中，在那里浮子6.1能运动地被支承，并且所述浮子延伸到出口6.3中。
最后还优选地设置，可选地在传热器2和排气装置6之间布置安全阀8，和/或排气装置6具有通风装置7(用于在小的气体量下快速通风)，其中，附加地在排气装置6上(如同示出的那样)也还可以设置用于手动通风的阀。
根据本发明的热泵设备在没有传热器2上的渗漏或泄露的情况中，即在在按规定的运行中如下地正常工作：
从传热器2出来的加热循环线路介质通过入口6.2流入到排气装置6的容器中。所述容器以加热循环线路介质被填充，从而浮子6.1由设置有通流开口6.8的导向元件6.7引导地浮在加热循环线路介质上。出口6.3布置在容器的最深部位6.4处，加热循环线路介质通过所述出口又离开排气装置6并且朝向例如加热体的方向流动。
如果现在出现传热器2上显著的泄露，也就是说，这是绝对不期望的，特别是可燃烧的热泵循环线路介质(例如丙烷)从以非常高的压力运行的热泵循环线路1大量地进入到以明显更低的压力运行的加热循环线路3中，则贮存在排气装置6的容器中的加热循环线路介质从该容器被压出，从而浮子6.1向下移动并且然后基于容器中的高的压力如此长时间地密封地封闭出口6.3，直到热泵循环线路介质的主要的量通过减压阀12被吹出，其中，如同所述的并且甚至由加热循环泵4的吸力自身支持的对出口6.3的封闭导致，加热循环泵4也停止运行，也就是说，整个热泵设备完全被干扰，这在这种故障中是合乎逻辑的，其中，因为减压阀12设计为通到户外，所以根据本发明确保，可燃烧的热泵循环线路介质不能到达要供暖的建筑物中。
附图标记列表
1 热泵循环线路
2 传热器
2.1 初级侧
2.2 次级侧
3 加热循环线路
4 加热循环泵
5 止回阀
6 排气装置
6.1 浮子
6.2 入口
6.3 出口
6.4 容器上的最深部位
6.5 壳体
6.6 盖元件
6.7 导向元件
6.8 通流开口
7 排气装置
8 安全阀
9 节流装置
10 传热器
11 压缩机
12 减压阀。

Claims (13)

1.一种热泵设备，其包括用于流过传热器(2)的初级侧(2.1)的热泵循环线路介质的热泵循环线路(1)以及用于流过所述传热器(2)的次级侧(2.2)的加热循环线路介质的加热循环线路(3)，其中，沿着所述加热循环线路介质的运行流动方向观察一加热循环泵(4)连接在所述传热器(2)的次级侧(2.2)上游，
其特征在于，
沿着所述加热循环线路介质的运行流动方向观察设置有连接在所述加热循环泵(4)下游且连接在所述次级侧(2.2)上游的止回阀(5)，并且所述止回阀设计为在所述加热循环线路介质反向于所述运行流动方向流动时被关闭，
沿着运行流动方向观察一排气装置(6)连接在所述次级侧(2.2)下游，所述排气装置设计为从所述加热循环线路介质中的预定的气体量起禁止所述加热循环线路介质沿着运行流动方向的流动。
2.根据权利要求1所述的热泵设备，其特征在于，所述排气装置(6)具有浮子(6.1)。
3.根据权利要求1或2所述的热泵设备，其特征在于，所述排气装置(6)设计为具有用于所述加热循环线路介质的入口(6.2)和出口(6.3)的容器。
4.根据权利要求3所述的热泵设备，其特征在于，所述入口(6.2)在所述热泵设备的符合规定的运行中布置在所述出口(6.3)上方。
5.根据权利要求3或4所述的热泵设备，其特征在于，所述出口(6.3)布置在所述容器上的最深部位(6.4)处。
6.根据权利要求2和5所述的热泵设备，其特征在于，所述浮子(6.1)在所述热泵设备的符合规定的运行中在所述容器中布置在所述最深部位(6.4)上方。
7.根据权利要求2或3中任一项所述的热泵设备，其特征在于，所述浮子(6.1)在所述热泵设备的符合规定的运行中在所述容器内部能竖直移动地被支承。
8.根据权利要求2和3所述的热泵设备，其特征在于，所述浮子(6.1)设计为在所述预定的气体量以下浮在所述加热循环线路介质上并且在所述预定的气体量以上封闭所述出口(6.3)。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的热泵设备，其特征在于，所述加热循环泵(4)设计为在低于加热循环线路介质的预给定的供应量时自动地被关断。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的热泵设备，其特征在于，所述传热器(2)和/或所述排气装置(6)可选地布置在部分地接收所述加热循环线路(3)的建筑物外部。
11.一种用于运行根据权利要求1至10中任一项所述的热泵设备的方法，其特征在于，从热泵循环线路介质在所述加热循环线路介质中的预定的气体量起，一方面将所述止回阀(5)关闭并且另一方面使所述排气装置(6)禁止所述加热循环线路介质沿着运行流动方向的流动。
12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，将所述加热循环泵(4)在低于加热循环线路介质到所述加热循环泵(4)的预给定的供应量时自动地关断。
13.根据权利要求11或12所述的方法，其中，所述加热循环线路介质通过入口(6.2)流入到所述排气装置(6)的容器中，其特征在于，所述加热循环线路介质的流速在从所述入口(6.2)到所述容器的通道中被减小至少50％。
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