CZ302431B6 - Method of controlling heat pump operation - Google Patents
Method of controlling heat pump operation Download PDFInfo
- Publication number
- CZ302431B6 CZ302431B6 CZ20100043A CZ201043A CZ302431B6 CZ 302431 B6 CZ302431 B6 CZ 302431B6 CZ 20100043 A CZ20100043 A CZ 20100043A CZ 201043 A CZ201043 A CZ 201043A CZ 302431 B6 CZ302431 B6 CZ 302431B6
- Authority
- CZ
- Czechia
- Prior art keywords
- heat pump
- heating
- temperature
- heated space
- heat
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 24
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 116
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 claims description 10
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 claims description 5
- 230000007423 decrease Effects 0.000 claims description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 description 8
- 239000008236 heating water Substances 0.000 description 5
- 230000002528 anti-freeze Effects 0.000 description 3
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 3
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 2
- 230000008859 change Effects 0.000 description 2
- 238000005338 heat storage Methods 0.000 description 2
- 230000008569 process Effects 0.000 description 2
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 2
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 238000009423 ventilation Methods 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
- 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
- F24D19/1009—Arrangement or mounting of control or safety devices for water heating systems for central heating
- F24D19/1039—Arrangement or mounting of control or safety devices for water heating systems for central heating 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
- F24D3/18—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
- F24H15/30—Control of fluid heaters characterised by control outputs; characterised by the components to be controlled
- F24H15/335—Control of pumps, e.g. on-off control
-
- 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
- F24H15/375—Control of heat pumps
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
- G05D23/00—Control of temperature
- G05D23/19—Control of temperature characterised by the use of electric means
- G05D23/1927—Control of temperature characterised by the use of electric means using a plurality of sensors
- G05D23/193—Control of temperature characterised by the use of electric means using a plurality of sensors sensing the temperaure in different places in thermal relationship with one or more spaces
- G05D23/1931—Control of temperature characterised by the use of electric means using a plurality of sensors sensing the temperaure in different places in thermal relationship with one or more spaces to control the temperature of one space
-
- 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
Abstract
Description
Způsob regulace provozu tepelného čerpadlaMethod of regulation of heat pump operation
Oblast technikyTechnical field
Vynález se týká způsobu regulace provozu tepelného čerpadla, za účelem dosažení požadované teploty ve vytápěném objektu při minimální spotřebě energie.The invention relates to a method for controlling the operation of a heat pump in order to achieve a desired temperature in a heated object with minimum energy consumption.
Dosavadní stav technikyBACKGROUND OF THE INVENTION
Tepelná čerpadla vzduch - voda, země - voda a voda - voda slouží k odebírání tepelné energie z nízkopotenciálního ochlazovaného média, zpravidla ze vzduchu, vody nebo nemrznoucí směsi a k jeho předávání vysokopotenciálnímu ohřívanému médiu, zpravidla vodě ve vytápěcím systému budov.Air-to-water, earth-to-water and water-to-water heat pumps are used to extract thermal energy from a low-potential cooled medium, typically air, water or antifreeze, and to transfer it to a high-potential heated medium, usually water in a building heating system.
Rozhodujícím kritériem pro posouzení účinnosti tepelného čerpadla je topný faktor, což je poměr tepelného výkonu předávaného na výstupu z tepelného čerpadla do ohřívaného média, k příkonu tepelného čerpadla. Tento topný faktor je rozhodující pro uživatele, protože Čím vyšší topný faktor, tím nižší příkon tepelného čerpadla a tedy tím nižší provozní náklady.The decisive criterion for assessing the efficiency of a heat pump is the heating factor, which is the ratio of the heat output delivered at the output of the heat pump to the medium to be heated, to the power input of the heat pump. This heating factor is decisive for the user because the higher the heating factor, the lower the heat pump input and thus the lower operating costs.
Topný faktor je závislý na rozdílu teplot nízkopotenciálního zdroje, tedy vzduchu, vody nebo nemrznoucí směsi a vysokopotenciálního topného média, zpravidla topné vody. Teplotu nízkopotenciálního zdroje zpravidla nemůžeme regulací vhodně ovlivňovat, protože je dána prostředím, ze kterého tepelné čerpadlo čerpá energii (teplota vzduchu, vody nebo nemrznoucí směsi). Teplotu vysokopotenciálního topného média však ovlivňovat můžeme.The heating factor is dependent on the temperature difference of the low-potential source, i.e. air, water or antifreeze, and the high-potential heating medium, generally heating water. The temperature of a low-potential source can usually not be appropriately influenced by regulation, as it is given by the environment from which the heat pump draws energy (air, water or antifreeze temperature). However, we can influence the temperature of the high-potential heating medium.
Pro dosažení vysokého topného faktoru se musíme snažit ohřívat topné médium na nejnižší možnou teplotu, která však ještě zajišťuje požadovanou tepelnou pohodu ve vytápěných prostorech. Z toho vyplývá, že regulace teploty topné vody na konstantní teplotu je velmi nevýhodná a používá se velmi málo.In order to achieve a high heating factor, we must try to heat the heating medium to the lowest possible temperature, which still ensures the desired thermal comfort in the heated rooms. It follows that the regulation of the heating water temperature to a constant temperature is very disadvantageous and very little is used.
Většinou je používaná ekvitermní regulace, kde každé venkovní teplotě je přiřazena jiná teplota topného média. Výsledkem ekvitermní regulace je snižování (nebo zvyšování) teploty topného média se zvyšováním (nebo snižováním) venkovní teploty bez ohledu na okamžitou skutečnou potřebu tepla vytápěného objektu. Při tomto způsobu regulace je nutné nastavit takovou teplotu topného média, která odpovídá nejhorším možným podmínkám při dané venkovní teplotě (např. nesvítí slunce, fouká silný vítr, všechny vnitrní zdroje tepla jsou vypnuty apod.).In most cases, weather-compensated control is used, where each outside temperature is assigned a different temperature of the heating medium. The result of the equithermal regulation is to decrease (or increase) the temperature of the heating medium with increasing (or decreasing) the outside temperature regardless of the immediate actual heat demand of the heated object. In this way of regulation it is necessary to set the temperature of the heating medium that corresponds to the worst possible conditions at the given outdoor temperature (eg sun is not shining, strong wind blows, all internal heat sources are switched off, etc.).
Výsledkem dosavadních způsobů regulace je, že zásada regulace teploty topného média na nejnižší možnou teplotu topného média pro dosažení vysokého topného faktoru tepelného čerpadla není dodržena téměř po celou dobu chodu tepelného čerpadla. Další nevýhodou je, že pro dosažení vyššího topného faktoru tepelného čerpadla musí nastavení vhodné ekvitermní křivky provádět odborně zdatná osoba a samotné vhodné nastavení znamená vždy několik pokusů a je tedy časově náročné. V případě, že nastavení provádí technik instalační firmy, je i drahé. Z toho důvodu je velmi často nastavena zbytečně vysoká požadovaná teplota. Protože teplota topné vody je vždy vyšší než nejmenší možná, je vlastní regulace teploty ve vytápěném prostoru prováděna zapínáním a vypínáním vodního oběhového čerpadla topného okruhu.As a result of the prior art control methods, the principle of regulating the temperature of the heating medium to the lowest possible temperature of the heating medium to achieve a high heat factor of the heat pump is not observed for almost the entire duration of the heat pump. Another disadvantage is that in order to achieve a higher heat factor of the heat pump, the setting of a suitable equithermal curve must be carried out by a skilled person and the proper adjustment itself always involves several attempts and is therefore time consuming. It is also expensive if the setup is done by an installer technician. For this reason, an unnecessarily high set temperature is very often set. Since the temperature of the heating water is always higher than the smallest possible, the actual temperature control in the heated space is performed by switching the heating circuit water pump on and off.
Podle zveřejněné patentové přihlášky JP 2009 287 895 je známa regulace výkonu topného okruhu pomocí regulace otáček oběhového čerpadla, přičemž se porovnává pouze teplota topného média ve vedení do topného systému a ve zpětném vedení k tepelnému čerpadlu.According to the published patent application JP 2009 287 895, it is known to control the output of a heating circuit by controlling the speed of a circulator, comparing only the temperature of the heating medium in the conduit to the heating system and in the return conduit to the heat pump.
Podle zveřejněné patentové přihlášky DE 10 2007 025 121 se regulace provádí obdobně, na základně porovnání rozdílu teplot topného média, přičemž předmětem vynálezu je předevšímAccording to the published patent application DE 10 2007 025 121, the regulation is carried out similarly, based on a comparison of the temperature difference of the heating medium, the object of the invention is above all
- I CZ 302431 B6 zlepšení ekonomiky provozu kombinovaného ohřevu teplé vody pomocí tepelného čerpadla a nezávislého podlahového vytápění.- I CZ 302431 B6 improvement of economy of operation of combined hot water heating by heat pump and independent floor heating.
Podle evropské patentové přihlášky EP 089 3657 se regulace výkonu topné soustavy řídí především údajem o dosažené a požadované vlhkosti vzduchu vlhkoměru instalovaného ve vytápěném prostoru.According to European patent application EP 089 3657, the output of the heating system is regulated primarily by the indication of the achieved and required humidity of the air humidity meter installed in the heated space.
Topný okruh stávajících tepelných čerpadel sestává zvláštního tepelného čerpadla sregulační jednotkou, z vedení topného média do topné soustavy (radiátory, podlahové topení apod.) ve vytápěném prostoru a zpět do tepelného čerpadla, z oběhového čerpadla, z čidla teploty topného média uspořádaného zpravidla za výstupem topného média z tepelného čerpadla, a z čidla teploty vzduchu ve vytápěném prostoru.The heating circuit of existing heat pumps consists of a separate heat pump with a control unit, from the heating medium to the heating system (radiators, underfloor heating, etc.) in the heated space and back to the heat pump, the circulation pump, the heating medium temperature sensor usually arranged behind the heating outlet medium from the heat pump and from the air temperature sensor in the heated space.
Vynález si klade za cíl využít známého zapojení topného okruhu tepelného čerpadla a vytvořit nový způsob regulace jeho provozu, s cílem dosáhnout snížení spotřeby energie a optimalizovat topný faktor tepelného čerpadla ve srovnání s dosud používanými způsoby regulace.SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to utilize the known circuit of a heat pump heating circuit and to provide a new method of controlling its operation in order to achieve a reduction in energy consumption and to optimize the heat factor of the heat pump.
Podstata vynálezuSUMMARY OF THE INVENTION
Cílem vynálezu je navržení způsobu regulace provozu tepelného čerpadla, který by umožnil průběžně nastavování nejnižší možné teploty topného média podle okamžité situace a tím by umožnil zvýšení topného faktoru tepelného čerpadla a v konečném důsledku snížení měrné spotřeby energie na vytápění.It is an object of the present invention to provide a method for controlling the operation of a heat pump which would enable the lowest possible temperature of the heating medium to be continuously adjusted according to the current situation, thereby increasing the heat factor of the heat pump and ultimately reducing specific energy consumption for heating.
Způsob regulace podle předloženého vynálezu řeší regulaci známého topného okruhu, který zahrnuje tepelné čerpadlo s jednotkou regulace, alespoň jedno čidlo teploty topného média osazené ve vedení topného média z tepelného čerpadla do topného systému nebo ve vedení topného média z topného systému do tepelného čerpadla. Okruh dále zahrnuje topný systém uspořádaný ve vytápěném prostoru, oběhové čerpadlo pro dopravu topného média a alespoň jedno čidlo teploty vzduchu ve vytápěném prostoru. Způsob regulace podle předloženého vynálezu se shoduje s dosavadními způsoby regulace v tom, že jednotka regulace porovnává požadovanou teplotu ve vytápěném prostoru s okamžitou teplotou vzduchu ve vytápěném prostoru a na základě tohoto porovnání reguluje výkon topného okruhu nastavením tepelného čerpadla.The control method according to the present invention solves the control of a known heating circuit comprising a heat pump with a control unit, at least one heating medium temperature sensor mounted in the heating medium line from the heat pump to the heating system or in the heating medium line from the heating system to the heat pump. The circuit further comprises a heating system arranged in the heated space, a circulation pump for conveying the heating medium and at least one air temperature sensor in the heated space. The control method according to the present invention coincides with the previous control methods in that the control unit compares the desired temperature in the heated space with the instantaneous air temperature in the heated space and, based on this comparison, regulates the heating circuit performance by adjusting the heat pump.
Podstata navrženého způsobu regulace podle předloženého vynálezu spočívá v tom, že se cyklicky stanovuje limitní časový úsek pro hodnocení spotřeby tepla ve vytápěném prostoru, a v tomto limitním časovém úseku se sleduje doba chodu oběhového čerpadla.The principle of the proposed control method according to the present invention consists in that a limiting period of time for assessing the heat consumption in the heated space is cyclically determined, and the running time of the circulator is monitored in this limiting period.
Pokud je doba chodu oběhového čerpadla kratší než stanovený limitní časový úsek, pak to znamená že oběhové čerpadlo bylo po celý limitní časový úsek nebo po jeho podstatnou část vypnuté. Jednotka regulace vyhodnotí, že stávající topný výkon topného systému je zbytečně vysoký, a teplota topného média je vyšší, než by v daný okamžik postačovala. Následně jednotka regulace sníží teplotu topného média na výstupu tepelného čerpadla a tím dojde i ke snížení topného výkonu soustavy.If the duration of the circulation pump is shorter than the specified time limit, this means that the circulation pump has been switched off for the entire time period or for a substantial part of it. The control unit evaluates that the existing heating capacity of the heating system is unnecessarily high, and the temperature of the heating medium is higher than would be sufficient at the moment. Subsequently, the control unit lowers the temperature of the heating medium at the outlet of the heat pump, thus reducing the heating capacity of the system.
Pokud je doba chodu oběhového čerpadla stejná jako nastavený limitní časový úsek, znamená to, že oběhové čerpadlo bylo po celý úsek zapnuté, a další způsob regulace se liší podle paralelní podmínky, kterou je dosažení či nedosažení požadované teploty vzduchu ve vytápěném prostoru. V případě, že během limitního časového úseku nebylo ve vytápěném prostoru dosaženo požadované teploty vzduchu, tak jednotka regulace zvýší teplotu topného média na výstupu tepelného čerpadla, aby v dalším limitním časovém úseku byl zvýšen topný výkon soustavy. V případě, že během limitního časového úseku bylo ve vytápěném prostoru dosaženo požadované teploty vzduchu, tak jednotka regulace ponechá teplotu topného média na výstupu tepelného čerpadla na konstantní hodnotě.If the running time of the circulation pump is the same as the set time limit, it means that the circulation pump has been switched on for the whole period, and another way of control differs according to the parallel condition, which is reaching or not reaching the desired air temperature in the heated space. If the required air temperature has not been reached in the heated space within a limited period of time, the control unit will raise the temperature of the heating medium at the heat pump outlet to increase the heating capacity of the system in the next limit period. In case the required air temperature has been reached in the heated space within a limited period of time, the control unit keeps the temperature of the heating medium at the heat pump outlet constant.
- 2 CZ 302431 B6- 2 GB 302431 B6
V dalším výhodném provedení způsobu podle vynálezu lze proces regulace teploty topného média doplnit o korekci pro kompenzaci rychlých změn spotřeby tepla ve vytápěném prostoru. Jde typicky např. o případy, kdy dojde k oslunění oken a tím část tepelných ztrát objektu je hrazena z tepelných zisků oken při oslunění, nebo dojde k zapnutí nebo vypnutí elektrických spotřebičů, např. elektrického sporáku, trouby, domácí pekárny apod., nebo dojde k intenzivnějšímu vy větrání vytápěného prostoru. Tím se téměř okamžitě změní potřeba tepla pro vytápění a je nutno velmi rychle zvýšit nebo snížit topný výkon topného systému.In a further preferred embodiment of the method according to the invention, the process of controlling the temperature of the heating medium can be supplemented by a correction to compensate for rapid changes in the heat consumption in the heated space. This is typically the case when windows are exposed to sunlight and part of the heat loss of the building is covered by the window heat gains in the sunlight, or when electrical appliances such as an electric cooker, oven, home bakery, etc. are switched on or off. for more intensive ventilation of the heated space. This almost immediately changes the heat demand for heating and the heating capacity of the heating system must be increased or reduced very quickly.
Je výhodné, když se tato korekce pro kompenzaci rychlých změn spotřeby tepla ve vytápěném prostoru provádí na základě hodnocení rozdílu změn spotřeby tepla ve vytápěném prostoru provádí na základě hodnocení rozdílu teplot Tp - To, kde Tp je požadovaná teplota ve vytápěném prostoru, a To je okamžitá teplota ve vytápěném prostoru. Vlastní korekce se provede tak, že o nnásobek tohoto rozdílu [n . (Tp - To)] se upraví požadovaná teplota topného média na výstupu tepelného čerpadla.It is preferred that this correction to compensate for rapid changes in the heat consumption in the heated space is based on the evaluation of the difference in heat consumption in the heated space based on the evaluation of the temperature difference T p - T o where T p is the desired temperature in the heated space. T is the instantaneous temperature in the heated space. The actual correction is done so that by n times this difference [n. (T p - T o )], the desired flow temperature of the heat pump is adjusted.
Hodnota n-násobku leží s výhodou v rozmezí od 2 do 3 u topných systémů tvořených podlahovým topením a v rozmezí od 3 do 5 u topných systémů tvořených radiátory.The n-fold value is preferably in the range of 2 to 3 for underfloor heating systems and in the range of 3 to 5 for radiator heating systems.
Výhoda navrženého způsobu regulace provozu tepelného čerpadla spočívá zejména v tom, že kontinuálně udržuje teplotu topného média na nej nižší možné teplotě, která odpovídá okamžité spotřebě tepla ve vytápěném prostoru, a tak se optimalizuje topný výkon topného systému a topný faktor tepelného čerpadla. Způsob regulace přináší energetické úspory v rozmezí 15 až 20 % oproti běžným způsobům regulace, a lze jej využít prakticky u všech běžných topných okruhů s tepelnými čerpadly, neboť využívá prvků, které jsou již součástí stávajících topných okruhů. Zavedení způsobu regulace podle vynálezu je možné pouze úpravou řídicího softwaru jednotky regulace tepelného čerpadla. Další výhoda spočívá v to, že ovládání regulace je uživatelsky jednoduché.The advantage of the proposed method of controlling the operation of the heat pump is in particular that it continuously maintains the temperature of the heating medium at the lowest possible temperature corresponding to the instantaneous heat consumption in the heated space, thus optimizing the heating performance of the heating system and the heat factor. The control method brings energy savings in the range of 15 to 20% compared to conventional control methods, and can be used in virtually all conventional heating circuits with heat pumps, since it uses elements that are already part of existing heating circuits. The introduction of the control method according to the invention is only possible by modifying the control software of the heat pump control unit. Another advantage is that the control is easy to use.
Přehled obrázku na výkreseOverview of the figure in the drawing
Vynález bude blíže objasněn pomocí výkresu, na němž znázorňuje obr. 1 blokové schéma topného okruhu tepelného čerpadla.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a block diagram of a heat pump heating circuit.
Příklady provedení vynálezuDETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Známý topný okruh znázorněný na obr. 1 zahrnuje tepelné čerpadlo I s jednotkou regulace 2. Na výstupu tepelného čerpadla I je vedení 5 topného média z tepelného čerpadla J. do topného systému 7, který může být tvořen podlahovým topením, radiátory, nebo jejich kombinací. Na výstupu topného systému 7 je vedení 6 topného média z topného systému 7 zpět do tepelného čerpadla I přes oběhové čerpadlo 9. Topným médiem je zpravidla voda, topný systém 7 je umístěn ve vytápěném prostoru 8, zpravidla ve vytápěném objektu, domu, bytu apod. Ve vytápěném prostoru 8 je čidlo 4 teploty vzduchu, které je propojeno s jednotkou regulace 2 tepelného čerpadla 1. Ve vedení 5 topného média z tepelného čerpadla X do topného systému 7 je osazeno Čidlo 3 teploty topného média, které je rovněž propojeno s jednotkou regulace 2 tepelného čerpadla I. Čidlo teploty 3 může být osazeno i na vedení 6 z topného systému 7 do tepelného čerpadla i nebo na akumulační nádrži tepelného čerpadla i a rovněž propojeno s jednotkou regulace 2 tepelného čerpadla 1. S jednotkou regulace 2 je propojeno i oběhové čerpadlo 9.The known heating circuit shown in FIG. 1 comprises a heat pump I with a control unit 2. At the outlet of the heat pump I there is a heating medium conduit 5 from the heat pump J to a heating system 7, which may consist of underfloor heating, radiators or a combination thereof. At the outlet of the heating system 7, the heating medium line 6 from the heating system 7 is returned to the heat pump I via the circulation pump 9. The heating medium is generally water, the heating system 7 is located in the heated space 8, usually in the heated object, house, apartment, etc. In the heated space 8 there is an air temperature sensor 4, which is connected to the control unit 2 of the heat pump 1. In the heating medium line 5 from the heat pump X to the heating system 7, a heating medium temperature sensor 3 is fitted. The temperature sensor 3 can also be mounted on line 6 from the heating system 7 to the heat pump i or on the heat pump storage tank i and also connected to the control unit 2 of the heat pump 1. The control unit 2 is also connected to the circulation pump 9.
V prvním příkladu provedení se regulace provozu tepelného čerpadla 1 provádí tak, že se průběžně reguluje teplota topného média na výstupu tepelného čerpadla i nebo teplota na vedení 6 do tepelného čerpadla 1, přičemž jednotka regulace 2 vyhodnocuje skutečnou okamžitou spotřebu tepla pro vytápění vytápěného prostoru 8, a to nepřímo na základě vyhodnocení doby chodu sIn the first embodiment, the operation of the heat pump 1 is controlled by continuously controlling the temperature of the heating medium at the outlet of the heat pump i or the temperature at the conduit 6 to the heat pump 1, the control unit 2 evaluating the actual instantaneous heat consumption for space heating. indirectly based on the evaluation of the running time s
- 3 CZ 302431 B6 oběhového čerpadla 9, což je parametr přímo úměrný spotřebě tepla ve vytápěném prostoru 8 (čím větší je spotřeba tepla, tím delší je doba chodu s oběhového čerpadla 9). Při regulaci se nejprve stanoví limitní časový úsek t pro hodnocení spotřeby tepla, a v tomto časovém úseku t je sledována doba chodu s oběhového čerpadla 9. V případě, že oběhové čerpadlo 9 běží celý časový úsek t, tzn. s = t, a teplota To vzduchu ve vytápěném prostoru 8 je nižší než požadovaná teplota Tp, je okamžitý topný výkon topného systému 7 nízký, a jednotka regulace 2 zvýší teplotu topného média na výstupu tepelného čerpadla 1. V případě, že oběhové čerpadlo 9 běží po celý limitní časový úsek t, tedy s -1, a přitom Tp > To, pak je okamžitý topný výkon topného systému 7 správný a jednotka regulace 2 teplotu topného média na výstupu tepelného čerpadla 1 nemění. V případě, že oběhové čerpadlo 9 je vypnuté po celý časový úsek t, nebo po jeho podstatnou část, tzn., že s < t je topný výkon topného systému 7 zbytečně vysoký. Jednotka regulace 2 sníží teplotu topného média na výstupu tepelného čerpadla 1. Tento regulační proces se automaticky kontinuálně a cyklicky opakuje.This is a parameter proportional to the heat consumption in the heated space 8 (the greater the heat consumption, the longer the running time of the circulation pump 9). In regulation, the time limit t for heat consumption evaluation is first determined, and in this time t the period of operation s of the circulation pump 9 is monitored. s = t, and the temperature T o of the air in the heated space 8 is lower than the desired temperature T p , the instantaneous heating capacity of the heating system 7 is low, and the control unit 2 increases the temperature of the heating medium at the outlet of the heat pump 1. 9 runs over the whole limiting time period t, that is, -1, while T p> T o, then the instantaneous heating power of the heating system 7 and proper regulation unit 2 the temperature of the flow of the heat pump 1 change. In case the circulation pump 9 is switched off for the whole time period t, or for a substantial part of it, i.e. s <t, the heating power of the heating system 7 is unnecessarily high. The control unit 2 lowers the temperature of the heating medium at the outlet of the heat pump 1. This control process is automatically repeated continuously and cyclically.
Pro kompenzaci rychlých změn spotřeby tepla se automatická regulace teploty topného média doplní o korekci pro kompenzaci rychlých změn. Tato korekce se může provádět různými způsoby, např. změnou požadované teploty topné vody na výstupu nebo na vstupu do tepelného čerpadla i, zapnutím nebo vypnutím dalšího topného zdroje pro rychlou změnu teploty ve vytápěném prostoru.To compensate for rapid changes in heat consumption, the automatic regulation of the heating medium temperature is supplemented with a correction to compensate for rapid changes. This correction can be performed in various ways, for example by changing the desired flow temperature of the heating water outlet or inlet to the heat pump i, by switching on or off another heating source to quickly change the temperature in the heated space.
Ve zde popsaném příkladu provedení se korekce provádí na základě hodnocení rozdílu teplot (Tp - To) mezi požadovanou teplotou Tg ve vytápěném prostoru 8 a okamžitou teplotou T2 ve vytápěném prostoru 8, přičemž okamžitá teplota Tfi se měří pomocí čidla 4 teploty vzduchu ve vytápěném prostoru 8. K požadované teplotě topného média, kterou vypočítala jednotka regulace 2 podle postupu popsaného dříve, se přičítá záporný n-násobek tohoto rozdílu, tj. hodnota n ,(TP - To). Hodnota n leží v rozmezí 2 až 3 u topných systémů 7 tvořených podlahovým topením, a v rozmezí 3 až 5 u topných systémů 7 tvořených radiátory. Tyto rozdíly vycházejí z rozdílných tepelných vlastností topných systémů 2Např. je-li požadovaná teplota ve vytápěném prostoru 8 na hodnotě Tp= 23,0 °C, a okamžitá teplota je To = 23,5 °C, je korekce u topného systému 7 s podlahovým topením n .(Tp - To) = 3 . (23 - 23,5) — — 1,5 °C. Pokud jednotka regulace 2 v daný okamžik vypočítala, že teplota topného média vypočítaná na základě doby chodu oběhového čerpadla 9 je 40 °C, provede se korekce o - 1,5 °C, a nastaví se teplota topného média na 38,5 °C.In the exemplary embodiment described herein, the correction is performed by evaluating the temperature difference (T p - T o ) between the desired temperature Tg in the heated space 8 and the instantaneous temperature T 2 in the heated space 8, the instantaneous temperature T fi being measured by air temperature sensor 4. In the heated space 8. To the desired temperature of the heating medium, calculated by the control unit 2 according to the procedure described above, is added a negative n-fold of this difference, i.e. the value n, (T P - T o ). The value of n is between 2 and 3 for underfloor heating systems 7 and between 3 and 5 for radiator heating systems 7. These differences are based on different thermal properties of the heating systems 2N. if the desired temperature in the heated space 8 is T p = 23.0 ° C, and the instantaneous temperature is T o = 23.5 ° C, the correction for the floor heating system 7 is n. (T p - T o ) = 3. (23-23.5) -1.5 ° C. If the control unit 2 calculated at the moment that the heating medium temperature calculated on the basis of the running time of the circulation pump 9 is 40 ° C, a correction of -1.5 ° C is made, and the heating medium temperature is set to 38.5 ° C.
Je-li požadovaná teplota ve vytápěném prostoru 8 na hodnotě Tp = 23,5 °C, a okamžitá teplota je To - 23 °C, je korekce u topného systému 7 s podlahovým topením n .(Tp - To) — 3 . (23,5 - 23) = 1,5 °C. Pokud jednotka regulace 2 v daný okamžik vypočítala, že požadovaná teplota topného média vypočítaná na základě doby chodu oběhového čerpadla 9 je 40 °C, provede se korekce o + 1,5 °C, a nastaví se teplota topného média na 41,5 °C.If the desired temperature in the heated space 8 is T p = 23.5 ° C, and the current temperature is T o - 23 ° C, the correction for the underfloor heating system 7 is n. (T p - T o ) - 3. (23.5-23) = 1.5 ° C. If the control unit 2 calculated at the moment that the desired heating medium temperature calculated on the basis of the running time of the circulation pump 9 is 40 ° C, a correction of + 1.5 ° C is made and the heating medium temperature is set to 41.5 ° C .
Zda se při výpočtu a regulaci použije nebo nepoužije korekce (a její velikosti), závisí hlavně na vytápěném objektu. Jedná se o velikost vnitřních zdrojů tepla, rovnoměrnost nebo nerovnoměrnost jejich chodu, velikosti oken ajejich situování vůči světovým stranám, zastínění oken (např. žaluziemi). Dále je rozhodující akumulace tepla vytápěného objektu. U objektů s velkou akumulací tepla tato korekce buď není potřebná, nebo je malá, u lehkých objektů s malou akumulací teplaje potřebná korekce větší.Whether or not correction (and its size) is used in the calculation and control depends mainly on the heated object. These are the size of the internal heat sources, the uniformity or unevenness of their operation, the size of the windows and their positioning towards the cardinal points, the shading of the windows (eg blinds). Furthermore, the accumulation of heat of the heated object is decisive. This correction is either unnecessary or small for buildings with a large heat storage, and for light objects with a small heat storage, the correction is greater.
Průmyslová využitelnostIndustrial applicability
Způsob regulace provozu tepelného čerpadla lze využít jak u stávajících, tak u nově budovaných topných okruhů zahrnujících tepelné čerpadlo vzduch - voda, země - voda a voda - voda.The method of controlling the operation of the heat pump can be used for both existing and newly built heating circuits including the air-to-water, earth-to-water and water-to-water heat pump.
Claims (3)
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CZ20100043A CZ302431B6 (en) | 2010-01-20 | 2010-01-20 | Method of controlling heat pump operation |
| EP11714918A EP2526345A2 (en) | 2010-01-20 | 2011-01-18 | Method of regulation of operation of a heat pump |
| PCT/CZ2011/000005 WO2011088807A2 (en) | 2010-01-20 | 2011-01-18 | Method of regulation of operation of a heat pump |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CZ20100043A CZ302431B6 (en) | 2010-01-20 | 2010-01-20 | Method of controlling heat pump operation |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CZ201043A3 CZ201043A3 (en) | 2011-05-11 |
| CZ302431B6 true CZ302431B6 (en) | 2011-05-11 |
Family
ID=43969292
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CZ20100043A CZ302431B6 (en) | 2010-01-20 | 2010-01-20 | Method of controlling heat pump operation |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP2526345A2 (en) |
| CZ (1) | CZ302431B6 (en) |
| WO (1) | WO2011088807A2 (en) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61250445A (en) * | 1985-04-30 | 1986-11-07 | Yazaki Corp | Hot-water supplier utilizing absorption heat pump |
| EP0893657A1 (en) * | 1997-06-23 | 1999-01-27 | Carrier Corporation | Humidity control thermostat and method for an air conditioning system |
| DE102007025121A1 (en) * | 2006-06-01 | 2007-12-13 | Hitachi Appliances, Inc. | Heat pump-warm water supply and floor heating device, has control device determining reference value for inlet temperature of heat transfer medium and controlling rotation speed of compressor such that temperature is equal to value |
| JP2009287895A (en) * | 2008-05-30 | 2009-12-10 | Mitsubishi Electric Corp | Heat pump hot water heating system |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2554938B1 (en) * | 1983-11-10 | 1986-09-19 | Applic Thermiques Cie Indl | PROCESS FOR THE REGULATION OF CENTRAL HEATING INSTALLATIONS AND INSTALLATIONS INCLUDING APPLICATION |
| DE3407795C1 (en) * | 1984-03-02 | 1988-06-16 | Danfoss A/S, Nordborg | Heating system with a heat pump |
-
2010
- 2010-01-20 CZ CZ20100043A patent/CZ302431B6/en not_active IP Right Cessation
-
2011
- 2011-01-18 EP EP11714918A patent/EP2526345A2/en not_active Withdrawn
- 2011-01-18 WO PCT/CZ2011/000005 patent/WO2011088807A2/en active Application Filing
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61250445A (en) * | 1985-04-30 | 1986-11-07 | Yazaki Corp | Hot-water supplier utilizing absorption heat pump |
| EP0893657A1 (en) * | 1997-06-23 | 1999-01-27 | Carrier Corporation | Humidity control thermostat and method for an air conditioning system |
| DE102007025121A1 (en) * | 2006-06-01 | 2007-12-13 | Hitachi Appliances, Inc. | Heat pump-warm water supply and floor heating device, has control device determining reference value for inlet temperature of heat transfer medium and controlling rotation speed of compressor such that temperature is equal to value |
| JP2009287895A (en) * | 2008-05-30 | 2009-12-10 | Mitsubishi Electric Corp | Heat pump hot water heating system |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CZ201043A3 (en) | 2011-05-11 |
| WO2011088807A2 (en) | 2011-07-28 |
| EP2526345A2 (en) | 2012-11-28 |
| WO2011088807A3 (en) | 2013-07-18 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP1989490B1 (en) | Method and system for controlling the climate in a house | |
| US20150234369A1 (en) | Unified controller for integrated lighting, shading and thermostat control | |
| CN105683661B (en) | Method for adapting a heating curve | |
| RU2655154C2 (en) | Method for adjusting the setpoint temperature of a heat transfer medium | |
| WO2013153480A2 (en) | A unifed controller for integrated lighting, shading and thermostat control | |
| CN104390253A (en) | Centralized heating system based on flow independent type heat radiator tail ends and control method | |
| CN105674487B (en) | Dynamic hydraulic balance adjusting method for central air conditioning system | |
| CN103047740A (en) | Method for reducing water flow of air conditioning system and dynamic temperature difference flow regulating valve | |
| KR101075893B1 (en) | Heating energy supplying method in district heating system | |
| CZ302431B6 (en) | Method of controlling heat pump operation | |
| JP5827820B2 (en) | Equipment control system | |
| JP6071474B2 (en) | Air conditioning equipment | |
| JP2005037109A5 (en) | ||
| CA3039300A1 (en) | Control device for hvac fan coil units | |
| CN114061112B (en) | Air conditioning system and control method thereof | |
| JP2003153449A (en) | Method of regulating load of cogeneration apparatus | |
| WO2012098288A1 (en) | Method, apparatus and computer program product for controlling an actuator when adjusting a temperature | |
| WO2024018200A1 (en) | A heating control system for a building | |
| GB2547542A (en) | Boiler air temperature compensation | |
| FI127595B (en) | Control system for heating and ventilation system and method for controlling heating of a building | |
| GB2620858A (en) | A heating control system for a building | |
| NL2016264B1 (en) | Method and device for heating a building and control unit for space heating. | |
| Kuivjõgi et al. | Impact of office tenants’ electricity use on the cost-optimal solutions in a cold climate | |
| Muth | Using Sensor Data of Widespread Smart Home Devices to Save Energy in Private Homes | |
| SE1100173A1 (en) | Procedure and plant for regulating indoor temperature in a room |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | Patent lapsed due to non-payment of fee |
Effective date: 20150120 |