CN116568967A - 用于操作热泵的方法 - Google Patents
用于操作热泵的方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN116568967A CN116568967A CN202180080051.8A CN202180080051A CN116568967A CN 116568967 A CN116568967 A CN 116568967A CN 202180080051 A CN202180080051 A CN 202180080051A CN 116568967 A CN116568967 A CN 116568967A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- heating rod
- heat pump
- limit value
- time
- heating
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 28
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 142
- 238000012546 transfer Methods 0.000 claims abstract description 24
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims abstract description 8
- 238000005485 electric heating Methods 0.000 claims abstract description 7
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 27
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 10
- 239000003507 refrigerant Substances 0.000 description 9
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 7
- 239000003570 air Substances 0.000 description 5
- 239000003651 drinking water Substances 0.000 description 5
- 235000012206 bottled water Nutrition 0.000 description 4
- 230000006870 function Effects 0.000 description 4
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 4
- 230000002354 daily effect Effects 0.000 description 3
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 2
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 2
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 2
- 239000012080 ambient air Substances 0.000 description 1
- 238000012790 confirmation Methods 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 230000002950 deficient Effects 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 235000020188 drinking water Nutrition 0.000 description 1
- 230000003203 everyday effect Effects 0.000 description 1
- 238000005338 heat storage Methods 0.000 description 1
- 235000012171 hot beverage Nutrition 0.000 description 1
- 238000007654 immersion Methods 0.000 description 1
- 238000010801 machine learning Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 230000003442 weekly effect Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
- F24D—DOMESTIC- OR SPACE-HEATING SYSTEMS, e.g. CENTRAL HEATING SYSTEMS; DOMESTIC HOT-WATER SUPPLY SYSTEMS; ELEMENTS OR COMPONENTS THEREFOR
- F24D17/00—Domestic hot-water supply systems
- F24D17/02—Domestic hot-water supply systems using heat pumps
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
- F24D—DOMESTIC- OR SPACE-HEATING SYSTEMS, e.g. CENTRAL HEATING SYSTEMS; DOMESTIC HOT-WATER SUPPLY SYSTEMS; ELEMENTS OR COMPONENTS THEREFOR
- F24D17/00—Domestic hot-water supply systems
- F24D17/0026—Domestic hot-water supply systems with conventional heating means
- F24D17/0031—Domestic hot-water supply systems with conventional heating means with accumulation of the heated water
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
- F24D—DOMESTIC- OR SPACE-HEATING SYSTEMS, e.g. CENTRAL HEATING SYSTEMS; DOMESTIC HOT-WATER SUPPLY SYSTEMS; ELEMENTS OR COMPONENTS THEREFOR
- F24D19/00—Details
- F24D19/10—Arrangement or mounting of control or safety devices
- F24D19/1006—Arrangement or mounting of control or safety devices for water heating systems
- F24D19/1066—Arrangement or mounting of control or safety devices for water heating systems for the combination of central heating and domestic hot water
- F24D19/1072—Arrangement or mounting of control or safety devices for water heating systems for the combination of central heating and domestic hot water the system uses a heat pump
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
- F24D—DOMESTIC- OR SPACE-HEATING SYSTEMS, e.g. CENTRAL HEATING SYSTEMS; DOMESTIC HOT-WATER SUPPLY SYSTEMS; ELEMENTS OR COMPONENTS THEREFOR
- F24D3/00—Hot-water central heating systems
- F24D3/08—Hot-water central heating systems in combination with systems for domestic hot-water supply
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
- F24D—DOMESTIC- OR SPACE-HEATING SYSTEMS, e.g. CENTRAL HEATING SYSTEMS; DOMESTIC HOT-WATER SUPPLY SYSTEMS; ELEMENTS OR COMPONENTS THEREFOR
- F24D3/00—Hot-water central heating systems
- F24D3/18—Hot-water central heating systems using heat pumps
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
- F24H—FLUID HEATERS, e.g. WATER OR AIR HEATERS, HAVING HEAT-GENERATING MEANS, e.g. HEAT PUMPS, IN GENERAL
- F24H15/00—Control of fluid heaters
- F24H15/20—Control of fluid heaters characterised by control inputs
- F24H15/258—Outdoor temperature
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
- F24H—FLUID HEATERS, e.g. WATER OR AIR HEATERS, HAVING HEAT-GENERATING MEANS, e.g. HEAT PUMPS, IN GENERAL
- F24H15/00—Control of fluid heaters
- F24H15/30—Control of fluid heaters characterised by control outputs; characterised by the components to be controlled
- F24H15/395—Information to users, e.g. alarms
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
- F24H—FLUID HEATERS, e.g. WATER OR AIR HEATERS, HAVING HEAT-GENERATING MEANS, e.g. HEAT PUMPS, IN GENERAL
- F24H9/00—Details
- F24H9/20—Arrangement or mounting of control or safety devices
- F24H9/25—Arrangement or mounting of control or safety devices of remote control devices or control-panels
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
- F24D—DOMESTIC- OR SPACE-HEATING SYSTEMS, e.g. CENTRAL HEATING SYSTEMS; DOMESTIC HOT-WATER SUPPLY SYSTEMS; ELEMENTS OR COMPONENTS THEREFOR
- F24D2200/00—Heat sources or energy sources
- F24D2200/08—Electric heater
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
- F24D—DOMESTIC- OR SPACE-HEATING SYSTEMS, e.g. CENTRAL HEATING SYSTEMS; DOMESTIC HOT-WATER SUPPLY SYSTEMS; ELEMENTS OR COMPONENTS THEREFOR
- F24D2200/00—Heat sources or energy sources
- F24D2200/12—Heat pump
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
- F24D—DOMESTIC- OR SPACE-HEATING SYSTEMS, e.g. CENTRAL HEATING SYSTEMS; DOMESTIC HOT-WATER SUPPLY SYSTEMS; ELEMENTS OR COMPONENTS THEREFOR
- F24D2200/00—Heat sources or energy sources
- F24D2200/12—Heat pump
- F24D2200/123—Compression type heat pumps
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
- Y02B30/00—Energy efficient heating, ventilation or air conditioning [HVAC]
- Y02B30/12—Hot water central heating systems using heat pumps
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Water Supply & Treatment (AREA)
- Heat-Pump Type And Storage Water Heaters (AREA)
Abstract
本发明涉及一种用于操作热泵(1)的方法,该热泵将热量传递到在加热回路中循环的流体传热介质,所述方法包括检测外部温度,以及当外部温度高于极限温度时,检测热泵(1)的电加热棒(2)的运行时间和/或加热棒(2)消耗的能量。当运行时间在指定时间段内超过第一极限值和/或加热棒(2)在指定时间内消耗的能量超过第二极限值时,输出消息。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于操作具有加热棒的热泵的方法。特别地,该方法是防止当外部温度高于极限温度时意外地操作热泵的加热棒。结果是,能够避免不必要的高能量消耗和相应的高成本。
背景技术
为了节省成本,用于加热建筑物和/或提供热水的热泵通常不会配置为在特定位置全年最好的绝对最低温度。相反,热泵通常具有电加热棒,以便在单独的热泵不能再输送所需的热输出时提供额外的热输出。特别是当外部温度非常低时,可以出现这种情况。尤其是,空气-水热泵在特别低的外部温度下工作效率较低。
电加热棒的效率低于热泵,且在理想情况下只能从1千瓦时的电能中产生1千瓦小时的热能。另一方面,热泵的效率明显更高,并且根据外部条件,可以从1千瓦时的电能中产生3到4千瓦时的热能。因此,从经济角度来看,加热棒的长期操作是不可取的,并且如果可以的话应该避免。特别地,只有当热泵不能单独提供足够的热输出时,才应该操作加热棒。
另一方面,加热棒的长期和/或频繁操作可能表明热泵或热泵加热系统的另一部分存在缺陷和/或需要维护。为了确保具有热泵的加热系统的有效和经济的操作,因此希望具有可靠且快速地识别加热棒的长期和/或频繁操作的能力,以便能够采取适当的对策。
例如,在DE 699 25 389T2中描述了一种具有附加电加热元件的热泵。当外部温度低于极限值时,附加的电加热元件被激活,以便加热供应到热泵的空气。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术中已知的问题,并提供一种与现有技术相比改进的操作热泵的方法。该目的通过根据权利要求1所述的方法实现。本发明的其他方面是从属权利要求、示例性实施例的以下描述和附图的内容。
根据本发明的热泵将热量传递到在加热回路中循环的流体传热介质。特别地,流体传热介质可以是水。特别地,加热回路可被配置为传热介质在其中循环的管道或管路系统。此外,多个散热器可布置在加热回路中,以将热量从传热介质传递到房间中的空气。
例如,加热回路可分为多个液压回路,这些液压回路根据加热目的分开。例如,来自热泵的流可分支到两个或多个流动管路中。第一流可被提供用于加热房间,例如经由散热器或地暖。例如,第二流可被设置为加热水,即通向建筑物中的水龙头,在那里可以导出热水。可替换地,流可从热泵引导到热饮用水存储器,在那里由热泵加热的传热介质可将热量传递到饮用水。这里,传热介质可在闭合回路中从热泵循环。
加热回路可进一步包括储热器,例如热水存储器。热泵、用于热泵的控制装置、加热回路、储热器和散热器形成用于提供热量的加热系统,例如用于加热建筑物。特别地,热水存储器可设置在第二流中。例如,热水罐可以是如上所述的热饮用水存储器。
优选地,加热系统包括一个外部温度传感器,用于检测建筑物的外部温度。热泵包括用于将热量传递到流体传热介质的电加热棒。控制装置用于控制热泵和加热棒的运行状态。控制装置被配置为执行根据本发明的用于操作热泵的方法。
控制装置可配置为根据所获取的加热棒运行时间和/或加热棒消耗的能量以及根据第一和第二极限值设置储热器的储存温度。
特别地,外部温度可由外部温度传感器感测。或者,也可以以不同的方式感测外部温度。例如,外部温度可经由网络从服务器接收,或者从另一外部装置发送到热泵的控制装置。
当外部温度高于极限温度时,例如通过控制装置获取热泵电加热棒的运行时间。极限温度可被指定,例如,根据建筑物的地理位置。极限温度可特别地对应于热泵的设计温度。通常,热泵可被配置为在一年中的大多数日子有效地运行。为了避免昂贵的超大规模的热泵,热泵可被配置为使得在一年中最冷的日子,当外部温度非常低时,热泵的效率损失可被接受。如果外部温度下降到极限温度以下,电加热棒可提供额外的热输出。
极限温度通常是零度以下的温度,且特别地,是可调节的。例如,极限温度可以在-15℃到-5℃之间。当外部温度高于极限温度时,加热棒不应运行。当加热棒被操作时,这可能是热泵的缺陷或效率降低的指示。
例如,加热棒的运行时间可以以秒、分钟或小时为单位获取。加热棒的运行时间是指加热棒运行、即消耗电能或将其转化为热能的综合时间段。特别地,获取每天或每24小时的运行时间。此外,还可以获取从热泵的调试开始和/或从热泵的最后维护日期开始的每周、每月、每年的运行时间和/或总运行时间。
优选地,加热棒的运行时间与加热棒的相应操作时间一起获取。通过这种方式,可以在以后评估加热棒的使用时间,以及是否存在加热棒特别频繁地操作的特定时间。例如,在夜间温度降低后,加热过快可能导致加热棒被打开以支持热泵达到目标值。
当外部温度高于极限温度时,例如通过控制装置可以检测加热棒消耗的能量。消耗的能量也可以通过测量消耗的功率和运行时间并将它们相乘来确定。
运行时间的第一个极限值是在固定的时间段内设置的。例如,可以在一天的固定时间段内或在24小时内设置最大运行时间。特别地,第一极限值可以是可变的,并且可以根据各种因素(例如一年中的时间或加热目的)被定义。例如,可以指定几分钟或几个小时的每日最大运行时间,特别是在从15分钟到2小时的范围内。
为指定时间段内消耗的能量设置第二个极限值。因此,可以特别监测一天或24小时内消耗的能量是否超过第二极限值。其目的是防止或检测加热棒消耗的能量超过允许的量。与仅单独监测运行时间相比,因此能够可靠地检测加热棒的不期望的操作。第二极限值的示例性范围可以在1和5kWh/天之间,特别是第二极限数值可以是3kWh/天。
当超过第一极限值和/或第二极限值时,输出消息。特别地,如果只有在超过两个极限值时才输出消息,这是有利的。在某些情况下,可能希望在短时间内容忍加热棒的高功耗。例如,当在短时间内需要大量热水时,例如当填充浴缸等时,可能会出现这种情况。在某些情况下,仅靠热泵无法满足对热水的这种短期需求。上述“短时间”特别是不超过一小时,优选不超过半小时,特别优选不超过15分钟。当热泵处于紧急运行状态时,不需要输出该消息。
特别地,该消息可以是警告,以提醒热泵用户注意加热棒正在或曾经的运行更长时间和/或能耗高于允许或期望的事实。在下文中,用户尤其还可以被理解为被指派和/或负责热泵的维护或加热系统的操作的人等,例如加热技术人员或加热安装人员。
此外,消息可以是任何可以进一步电子处理的输出例如以便进行控制干预。为此,消息可以例如通过网络传输到服务器或云。特别地,该消息可以包括关于热泵和/或加热棒的操作状态的大量数据,使得该数据可以在服务器上或云中被进一步存储和/或处理,这将在下面更详细地描述。
控制干预可自动进行,也可由控制装置根据消息建议进行以便只有在用户确认后才能进行。或者,该消息可以已经包括对控制干预的建议。有利地,可以报告热泵的可能问题以及该问题的适当解决方案。
控制干预可以包括,例如,降低储热器目标温度。当热泵输出不足以达到储热器目标温度时,这可以是特别有利的。
控制干预可包括提高储热器目标温度。当热泵输出足以超过储热器目标温度时,这可能是特别有利的。此外,热水可以存储在储热器中以满足高需求(例如,用于填充浴缸)。
控制干预可包括调整夜间温度降低。夜间温度降低可能意味着目标温度(例如流和/或储热器的)在夜间降低。夜间温度降低可以在夜间节省能量。然而,一夜之间降低目标温度可具有这样的优点,即热泵在早上的更温和的操作足以在白天再次达到设定温度。然后可以减少加热棒的操作,特别是在较低的外部温度下。
控制干预可包括调整加热时间(或操作时间)。例如,当检测到加热棒在早上定期用于加热时(参见夜间温度降低),可以设置用于通过热泵启动加热过程的较早时间,使得可以在没有(或更少)加热棒的帮助的情况下在指定时间达到目标温度。
控制干预可包括调整加热曲线(即目标流动温度对外部温度的依赖性)。这里可以调节加热曲线的梯度和/或平行偏移。
热泵的控制装置可以将警告输出到用户的终端,特别是移动终端,如智能手机、平板电脑、笔记本电脑或其他合适的设备。终端可以特别地通过网络(例如互联网)接收警告。可以附加地或者替代地经由控制装置的显示装置来显示警告。
该消息或警告可以有利地用于避免热泵的不期望的操作状态。特别地,该警告可以用于确定加热棒已经超过第一和/或第二极限值。然后可以相应地采取适当的对策。例如,该警告可以是热泵运行效率低并且应该执行热泵的维护的指示。
特别地,根据一个或多个参数,例如目标流动温度、目标储热温度、外部温度等,热泵的控制装置对热泵进行闭环和/或开环控制。控制装置可以例如经由网络从外部设备接收参数。然而,用于执行热泵的闭环和/或闭环控制的参数也可以被预编程或存储在本地存储设备中。此外,可以通过加热曲线来控制热泵。特别地,操作参数被存储在控制装置中,以用于紧急操作。
获取的加热棒的外部温度和/或运行时间和/或加热棒消耗的能量和/或热泵的第一极限值和/或第二极限值和/或控制参数的值可以通过网络从热泵的控制装置传输到云和/或服务器。该值的传输可以独立于上述消息而进行。传输可以以规则的时间间隔进行,例如,使得数据的时间序列在服务器和/或云中变得可用。
云和/或服务器可以进一步处理传输的数据和值,特别地,根据第一极限值和第二极限值进行评估。例如,这里也可以使用机器学习,例如为了在早期阶段检测或预测热泵效率的降低。因此,该消息也可以由服务器生成和输出。
当指定时间段内的运行时间超过第一极限值和/或加热棒在指定时间段消耗的能量超过第二极限值时,服务器可以确定用于热泵和加热棒的操作的优化控制参数,并且经由网络将优化控制参数传输到热泵的控制装置。
第一极限值和/或第二极限值可以根据热泵运行状态进行定义。特别地,可以根据热泵的加热目的来定义操作状态。例如,可以在用于提供热水(即,诸如饮用水的服务用水、例如用于淋浴和/或浴缸)的第一操作状态和用于为加热房间提供热量的第二操作状态之间进行区分。
如上所述,在第一操作状态下,加热棒的高功耗可以在短时间内容忍。当热泵处于第一操作状态较长时间时,第二极限值可以相应地增加。
在第二种运行状态下,热泵应主要在没有加热棒帮助的情况下运行。第一极限值和/或第二极限值因此可以在第二操作状态下减小。
第一极限值和/或第二极限值可以通过加权的方式适应加热目的。相应地,极限值的权重可以在第一操作状态中减小。在第二操作状态中,极限值的权重可以相应地增加。特别地,可以设置加权,使得当加热棒用于加热时(第二操作状态)更早地输出消息。
例如,权重可以配置为使功能在加热模式(第二运行状态)下反应更剧烈,即特别是从设定的极限值(权重=1)开始,而在服务用水加热(第一操作状态)期间加热棒的操作可以被更多地容忍(权重>1),因为在短期内需要高输出以能够提供足够的热水。因此,特别是在第一操作状态下,提供热水比避免加热棒的操作更重要。为了实现这一点,允许的运行时间(第一极限值)或允许的能量消耗(第二极限值)可以通过将其乘以大于1的加权因子来增加。
例如,可以使用等于2的加权因子。例如,这可以以这样的方式实现,即加热棒可以运行30分钟(第一极限值)用于加热并且运行一小时用于制备热水。相应地,第二极限值可以被定义为使得每天允许用于加热操作的加热棒消耗2kWh的能量和用于制备热水的加热棒的消耗4kWh的能量。系数为2的权重在这里应理解为,在采取适当的对策之前,加热棒在第一操作状态下的运行时间可能是第二操作状态的两倍,或者消耗的能量可能是第二操作状态的两倍。
附图说明
以下参考附图中所示的示例性实施例来更详细地描述进一步的有利配置,然而,本发明不限于此。
图中:
图1示出了根据本发明的一示例性实施例的具有加热棒的热泵。
图2示出了根据本发明的一实施例的包括热泵的加热系统。
图3示出了根据本发明的一示例性实施例的用于操作具有加热棒的热泵的方法的流程图。
具体实施方式
在以下对本发明的优选实施例的描述中,相同的附图标记表示相同或相似的部件。
图1示出了根据本发明的一示例性实施例的热泵1。特别地,所示的热泵1特为空气-水热泵1,其被用作建筑物的热发生器。
空气-水热泵1可使用建筑物的环境空气作为热源来加热建筑物。在图1中,热泵1被划分为室外单元A和作为所谓的分离装置的室内单元B。因此,室外单元A可位于建筑物的室外区域中,而室内单元B可位于建筑的室内区域中。
在运行过程中,风扇3主动吸入外部空气,并将其引导至热交换器、即蒸发器4。制冷剂在其中循环,由于其热特性,即使在低温下也会改变其物质状态。制冷剂的回路在图1中以虚线示出。
当制冷剂与供应的“温暖的”外部空气接触时,它会加热,直到最终开始蒸发。由于产生的蒸汽的温度仍然相对较低,因此蒸汽流向电动压缩机5。后者增加了压力,从而也导致温度上升。一旦制冷剂蒸汽达到所需的温度水平,它就流向下一个热交换器、即冷凝器6。在这里,它将热量传递到液压管路系统(如图1中粗实线所示)并冷凝。
通过这种方式获得的热量可用于加热或制备热水。在被冷却的制冷剂能够被再次加热和压缩之前,它首先流过膨胀阀8。压力和温度下降到初始水平,并且可重复该循环。膨胀阀8可以是电子控制的。
室外单元A和室内单元B之间的部件划分并不固定于图1,而是可以是可变的。特别地,冷凝器6可设置在室内单元B中而不是室外单元A中。相应地,室外单元A和室内单元B之间的连接可通过制冷剂管路或通过液压管路来建立。
水作为流体传热介质在液压管路中循环。在冷凝器6中,水从制冷剂中吸收热量。因此,在冷凝器中,热量从制冷剂传递到传热介质。布置在加热回路中的泵7可产生所需体积或质量的传热介质流。在图1中,泵7被布置在冷凝器6和加热元件2之间的流中。然而,泵7的布置不限于该位置。例如,泵7也可布置在回流RL中。
在室内单元B中,设置了电加热棒2,电加热棒的功能基本上类似于电浸没加热器或连续流动加热器,并在需要时额外加热传热介质。特别地,热泵1的控制装置10(图1中未示出)可控制加热棒2的耗电量、泵7的速度、风扇3、膨胀阀8的开度和压缩机5。控制装置10例如可以设置在内部单元B中。
室内单元还包括一个三通开关阀9,来自热泵的气流在该三通开关阀处分支到两条流动管路VL1、VL2中。第一流动管路VL1可以例如引导到加热系统(房间加热)的加热回路中。第二流动管路VL2例如可以用作热水管路(饮用水加热)。根据需要,可通过三通开关阀9调节第一流动VL1和第二流动VL2之间的传热介质的体积或质量流量的比率。
传热介质通过回流RL从建筑物的供暖系统或饮用水管路流回热泵1。冷凝器6和蒸发器4之间的制冷剂回路也被称为主回路或发生器回路。具有流动和回流的传热介质回路也称为二次回路或消耗回路。
图2示出了根据本发明的具有热泵1的建筑物的示意图。控制装置10控制热泵1的运行状态并监测热泵1的操作参数。控制装置10经由外部温度传感器13获取建筑物的外部温度。
图2中未示出热泵1划分为室外单元和室内单元的情况。然而,热泵1可如图1所示被划分,或者可被配置为一体式装置。从热泵1中出现两个流VL1和VL2。例如,第一流VL1可通向至少一个用于加热建筑物的散热器11。用于热水的第二流VL2可通向热水存储器12或热存储器。
控制装置10通过网络40与服务器20和云30通信连接。此外,至少一个终端T、例如智能手机或笔记本电脑或其他设备,可通过网络40通信连接到服务器20、云30和控制装置10。对于经由网络40的通信,控制装置10、服务器20、云30和终端T每个都具有合适的通信接口,其细节不再详细描述。
具有流VL1、VL2和回流RL的热泵1以及消耗器11、12、控制装置10、服务器20、云30、网络40、终端T和外部温度传感器13属于加热系统100,尽管并非所有组件都是加热系统100所必需的。例如,外部温度也可从服务器20经由网络40传输到控制装置10,而不是从外部温度传感器13传输。
服务器20和/或云30用作存储器和/或计算装置,用于存储和评估由控制装置获取和传输的数据。特别地,控制装置10获取并传输热泵1的操作参数,包括加热棒2的运行时间和耗电量。控制装置10还可从服务器20或云30接收控制参数,使得对热泵的操作的控制干预可被执行。
下面参考图3所示的流程图来描述根据本发明的用于在根据本发明所述的加热系统100中操作根据本发明所述的热泵1的方法。该方法的目的是检测加热棒2的不期望的操作并且尽可能地避免它,或者使得能够采取措施来避免加热棒2的操作。
在第一步骤S1中,获取建筑物的外部温度。在第二步骤S2中,将所获取的外部温度与指定的极限温度进行比较。极限温度可例如根据热泵1运行的地理位置和/或根据热泵1的设备类型和配置来指定。通常,极限温度是零度以下的温度。例如,极限温度可在-15℃到-5℃之间。
当外部温度高于极限温度时(步骤S2中为“是”),在下一步骤S3中获取电加热棒2的运行时间和加热棒2消耗的能量。运行时间和能耗是在定义的时间段内获取的,该时间段通常可以是几个小时或例如一天。特别地,所定义的时间段可从清晨的预热阶段(warm-upphase)开始并持续24小时。以下示例假设一天(24小时)的固定时间段从早上6点开始。所述获取可在定义的时间段内以规则的时间间隔连续执行,例如每分钟甚至每分钟几次。此外,所获取的数据可经由网络40从控制装置10传输到服务器20和/或云30。
特别地,所获取的外部温度、加热棒2的运行时间和加热棒2消耗的能量(或加热棒2当前的耗电量)的值可在S1中通过网络40从控制装置10传输到云30和/或服务器20。
当外部温度低于极限温度时(步骤S2中为“否”),该方法返回步骤S1。在这种情况下,不使用根据本发明的方法来监测加热棒2的运行时间和能耗。在这种情况下,可能需要或希望操作加热棒2。
在下一步骤S3中,在指定的时间段内评估运行时间和能耗。特别地,在该步骤中,所传输的运行时间数据点可在指定的时间段上进行积分,以便计算一整天的运行时间。可相应地计算能耗,其中,例如,评估指示加热棒2的当前耗电量的所传输的单个数据点,以便计算加热棒在指定时间段内的总能耗。
步骤S2和S3以及接下来的步骤S4、S5和S6可由控制装置10、服务器20或云30执行。在接下来的步骤S4和S5中,将计算出的运行时间和指定时间段内的能耗的总值与各自的极限值进行比较。
在步骤S4中,确定运行时间在指定的时间段内是否超过第一极限值。如果是这种情况(S4中为“是”),则该方法继续到步骤S5。如果没有超过第一极限值(S4中为“否”),则加热棒的每日运行时间在允许的范围内,且该方法返回到第一步骤S1。
在步骤S5中,确定加热棒2在定义的时间段内消耗的能量是否超过第二极限值。如果是这种情况(S5中为“是”),则该方法继续到步骤S6。如果没有超过第二极限值(S5中为“否”),则加热棒的日消耗能量在允许范围内,且该方法返回到第一步骤S1。
在步骤S6中,生成并输出消息。该消息可以是例如警告,其指示加热棒2的运行时间超过第一极限值和/或加热棒2的能耗超过第二极限值。该消息还可以指示加热棒2当前是否处于操作中。
消息或警告可从控制装置10或从服务器20或云30输出到热泵1的用户的终端T,该终端T以通信方式连接到网络40。附加地或替代地,该消息可经由控制装置10的显示装置输出。
应该注意的是,在本示例中,步骤S4和S5中与第一极限值和第二极限值的比较相互依赖。换句话说,在S6中生成并输出消息之前,必须超过第一极限值和第二极限值(S4和S5中为“是”)。然而,根据本发明的方法不限于此。该方法也可以以这样的方式执行,即仅超过两个极限值中的一个(S4中为的“是”或S5中为“否”)就足以在S6中生成并输出消息。
当运行时间在指定时间段内超过第一极限值(S4中为“是”)和/或加热棒2在指定时间内消耗的能量超过第二极限值(S5中为“否”)时,服务器20或云30可确定用于热泵1和加热棒2的操作在步骤S6中的优化控制参数,并且将优化的控制参数经由网络40传输到热泵1的控制装置10。
无论是单独的还是任何组合的上述描述、权利要求书和附图中公开的特征对于本发明的各种配置的实现可能是重要的。
Claims (10)
1.一种用于操作热泵(1)的方法,所述热泵将热量传递到在加热回路中循环的流体传热介质,所述方法包括:
获取外部温度;
当所述外部温度高于极限温度时,获取所述热泵(1)的电加热棒(2)的运行时间和/或加热棒(2)消耗的能量;以及
当所述运行时间在指定时间段内超过第一极限值和/或所述加热棒(2)消耗的能量在所述指定时间段内超过第二极限值时,输出消息。
2.根据权利要求1所述的方法,其中,所述消息是由所述热泵(1)的控制装置(10)输出到所述热泵的用户的终端和/或经由所述控制装置(10)的显示装置输出的警告。
3.根据权利要求1或2所述的方法,其中,所述消息指示所述加热棒(2)当前是否正在运行。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法,进一步包括:
从所述热泵(1)的控制装置(10)经由网络(40)向云(30)或服务器(20)传输所获取的外部温度、所述加热棒(2)的所述运行时间和所述加热棒(2)消耗的能量的值,其中,所述云(30)或者服务器(20):
根据所述第一极限值和第二极限值评估所传输的值;以及
生成并输出所述消息。
5.根据权利要求4所述的方法,其中所述云或服务器:
当所述指定时间段内的所述运行时间超过所述第一极限值和/或所述加热棒(2)在所述指定时间段中消耗的能量超过所述第二极限值时,确定用于所述热泵(1)和所述加热棒(2)的操作的优化的控制参数,并且经由所述网络(40)将所述优化的控制参数传输到所述热泵的控制装置(10)。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的方法,其中,所述第一极限值和/或所述第二极限值根据所述热泵(1)的运行状态被指定。
7.一种用于提供热量的加热系统(100),包括:
外部温度传感器(13),其用于获取外部温度;
热泵(1),其用于将热量传递到在所述加热系统(100)的加热回路中循环的流体传热介质;
电加热棒(2),其用于将热量传递到所述流体传热介质;
控制装置(10),其用于控制所述热泵(1)和所述加热棒(2)的操作状态,所述控制装置(10)被配置为:
当所述外部温度高于极限温度时,获取所述加热棒(2)的运行时间和/或所述加热棒(2)消耗的能量;以及
当所述运行时间在指定时间段内超过第一极限值和/或所述加热棒(2)在所述指定时间段中消耗的能量超过第二极限值时,输出消息。
8.根据权利要求7所述的加热系统(100),其中,所述控制装置(10)经由网络(40)连接到云(30)或服务器(20),并且所述控制装置(10)还被配置为:
通过所述网络(40)将获取的所述外部温度的值、加热棒(2)的运行时间和加热棒(2)消耗的能量传输到所述云(30)或服务器(20);
当所述指定时间段内的运行时间超过所述第一极限值和/或所述加热棒(2)在所述指定的时间段内消耗的能量超过所述第二极限值时,经由所述网络(40)从所述云(30)或服务器(20)接收用于所述热泵(1)和所述加热棒(2)的操作的优化的控制参数;以及
根据所述优化的控制参数控制所述热泵(1)和加热棒(2)的运行状态。
9.根据权利要求7或8所述的加热系统(100),还包括储热器(12),其中,所述控制装置(10)被配置为根据所获取的所述加热棒(2)的运行时间和/或所述加热棒(2)消耗的能量以及根据所述第一极限值和/或第二极限值来确定所述储热器的储存温度。
10.根据权利要求7至9中任一项所述的加热系统(100),其中,所述第一极限值和/或所述第二极限值根据所述热泵(1)的运行状态被定义。
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102020215669.7 | 2020-12-10 | ||
DE102020215669.7A DE102020215669A1 (de) | 2020-12-10 | 2020-12-10 | Verfahren zum betreiben einer wärmepumpe |
PCT/EP2021/084158 WO2022122581A1 (de) | 2020-12-10 | 2021-12-03 | Verfahren zum betreiben einer wärmepumpe |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN116568967A true CN116568967A (zh) | 2023-08-08 |
Family
ID=79231145
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202180080051.8A Pending CN116568967A (zh) | 2020-12-10 | 2021-12-03 | 用于操作热泵的方法 |
Country Status (5)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US20240102670A1 (zh) |
EP (1) | EP4259978A1 (zh) |
CN (1) | CN116568967A (zh) |
DE (1) | DE102020215669A1 (zh) |
WO (1) | WO2022122581A1 (zh) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102021133511A1 (de) | 2021-12-16 | 2023-06-22 | Viessmann Climate Solutions Se | Verfahren zum betreiben einer wärmepumpe |
Family Cites Families (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4232530A (en) | 1979-07-12 | 1980-11-11 | Honeywell Inc. | Heat pump system compressor start fault detector |
US4645908A (en) * | 1984-07-27 | 1987-02-24 | Uhr Corporation | Residential heating, cooling and energy management system |
US5967411A (en) | 1998-01-23 | 1999-10-19 | Carrier Corporation | Method and apparatus for controlling supplemental heat in a heat pump system |
JP5452581B2 (ja) | 2011-12-29 | 2014-03-26 | 三菱電機株式会社 | ヒートポンプシステム及びヒートポンプ装置の制御方法 |
JP6052675B2 (ja) * | 2013-04-25 | 2016-12-27 | パナソニックIpマネジメント株式会社 | ヒートポンプシステム制御装置、ヒートポンプシステム、および、ヒートポンプシステム制御方法 |
JP6613192B2 (ja) * | 2016-03-29 | 2019-11-27 | 東芝キヤリア株式会社 | ヒートポンプ式熱源装置 |
DE102016117129A1 (de) | 2016-09-12 | 2018-03-15 | Tobias König | Verfahren und Vorrichtung zum optimierten Betreiben von Heizungsanlagen mit mehreren Wärmeerzeugern |
CN107091494B (zh) * | 2017-05-16 | 2019-07-05 | 北京新钢精诚科技有限公司 | 一种蓄热式电锅炉和空气源热泵联用供热装置及供热方法 |
DE102019001631A1 (de) | 2019-03-08 | 2020-09-10 | Stiebel Eltron Gmbh & Co. Kg | Steuerung für ein Heizsystem mit Wärmepumpe |
-
2020
- 2020-12-10 DE DE102020215669.7A patent/DE102020215669A1/de active Pending
-
2021
- 2021-12-03 US US18/255,469 patent/US20240102670A1/en active Pending
- 2021-12-03 WO PCT/EP2021/084158 patent/WO2022122581A1/de active Application Filing
- 2021-12-03 EP EP21836001.4A patent/EP4259978A1/de active Pending
- 2021-12-03 CN CN202180080051.8A patent/CN116568967A/zh active Pending
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US20240102670A1 (en) | 2024-03-28 |
DE102020215669A1 (de) | 2022-06-15 |
WO2022122581A1 (de) | 2022-06-16 |
EP4259978A1 (de) | 2023-10-18 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US9752798B2 (en) | Water heater control using external temperature sensor | |
US11592201B2 (en) | Space conditioning control and monitoring method and system | |
US20130200168A1 (en) | Smart energy controlled water heater | |
EP2950017A1 (en) | Water heating apparatus | |
IE56688B1 (en) | Residential heating,cooling and energy management system | |
WO2014002133A1 (ja) | ヒートポンプ式給湯暖房システム | |
EP2508806B1 (en) | Heat pump system and heat pump unit controlling method | |
US20120298204A1 (en) | Energy saving system and method for heating water | |
CN113883662A (zh) | 热能系统中的功率消耗的控制 | |
EP2325570A2 (en) | Unit count control device, unit count control method, and fluid supply system | |
KR20170102862A (ko) | 열병합 발전 방법 및 장치 | |
CN116568967A (zh) | 用于操作热泵的方法 | |
US20230077879A1 (en) | Thermal energy assembly | |
KR20160003677A (ko) | 인라인 가열 태양열 집열기 | |
JP6423651B2 (ja) | 給湯機 | |
GB2604216A (en) | Improvements in heating systems | |
CN114992693A (zh) | 热泵机组及其控制方法、控制装置、热泵系统、联供系统 | |
CN107388336B (zh) | 一种太阳能供热系统 | |
JP2003322414A (ja) | 貯湯式給湯機 | |
JP7537328B2 (ja) | 給湯システム | |
JP6057867B2 (ja) | 貯湯式給湯装置 | |
US20230341150A1 (en) | Reheat scheduling for water heaters | |
EP4435333A1 (en) | Heat pump system with self-consumption management and demand response functions | |
DK201870692A1 (da) | Fjernvarmesystem samt fremgangsmåder til flowregulering og eftermontering af et flowreguleringssystem i et fjernvarmesystem | |
JP4893010B2 (ja) | 貯湯式給湯装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination |