-
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Regelverfahren zum Regeln von Wärmepumpen- und Kälteanlagen. Insbesondere betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Regeln der Überhitzungstemperatur eines Kältemittels in einem in dem Wärmepumpen- oder Kältekreislauf angeordneten Verdampfer.
-
Wie in 1 beispielhaft gezeigt ist, sind in einer Wärmepumpen- oder Kälteanlage ein oder mehrere Verdampfer, ein oder mehrere Verdichter, ein oder mehrere Kondensator/en bzw. Verflüssiger und ein oder mehrere durch ein Regelgerät regelbares Expansionsventil/e in einem geschlossenen Kreislauf hintereinander angeordnet.
-
Bei einem z. B. aus der Patentschrift
US-4523435 bekannten Regelgerät dieser Art wird das Expansionsventil so gesteuert, dass möglichst keine unverdampfte Kühlflüssigkeit aus dem Verdampfer über die Saugleitung in den Verdichter bzw. Kompressor gelangt. Zu diesem Zweck wird dort das Stellsignal des Expansionsventils in Abhängigkeit von der Größe und Änderungsgeschwindigkeit der Überhitzungstemperatur des Dampfes im Verdampfer gesteuert, wobei der Sollwert der Überhitzungstemperatur fest eingestellt wird.
-
Ein weiteres Verfahren und eine Vorrichtung dieser Art sind in der Patentschrift
DE 37 13 869 C2 beschrieben. Dabei wird ein Sollwert der Überhitzungstemperatur des Kältemittels den jeweiligen Betriebsbedingungen, wie Kälteleistung, Unterkühlung, Verdampfungstemperatur usw., unabhängig von der Art des Kältemittels selbsttätig angepasst. Diese Anpassung wird dadurch bewirkt, dass der Überhitzungstemperatur-Sollwert in Abhängigkeit von der Änderungsgeschwindigkeit der Überhitzungstemperatur dann geändert wird, wenn die Überhitzungstemperatur voreingestellte Grenzwerte über- bzw. unterschreitet.
-
Die Überhitzungstemperatur gemäß der
DE 37 13 869 C2 wird als Differenz der Temperatur des Kältemittels am Ausgang und am Eingang der Verdampfereinrichtung über entsprechende Sensoren ermittelt.
-
Ein weiterer Ansatz zur Regelung von Kälte- und Wärmepumpanlagen, bei denen der Dampfdruck starken Schwankungen unterliegt, ist aus der Patentschrift
DE 195 06 143 C2 bekannt. Dabei wird die Variabilität einer Anzahl von Abtastwerten der Temperatur des Kältemittels am Ausgang der Verdampfereinrichtung um einen Mittelwert der Abtastwerte in einer Funktion charakterisiert. Die Variabilität oder Streuung dieser Funktion dient als ein Maß für die Stabilität der Temperatur des Kältemittels am Ausgang der Verdampfereinrichtung. Je höher die Stabilität ist, umso geringer kann der Überhitzungstemperatur-Sollwert gewählt werden. Dabei wird eine Erhöhung des Sollwertes für die Variabilität der Dampftemperatur am Ausgang der Verdampfereinrichtung bewirkt, wenn die Verdampfungstemperatur des Kältemittels sehr instabil ist, d. h. sich ihre Variabilität erhöht. Gleichzeitig wird eine größere Variabilität der Dampftemperatur toleriert, wenn die Verdampfungstemperatur stärker schwankt. Die Größe der die Variabilität der Verdampfungstemperatur charakterisierenden Funktion kann mit einem Faktor gewichtet werden. Auf diese Weise wird eine Instabilität der Verdampfungstemperatur anders als eine Instabilität der Dampftemperatur berücksichtigt.
-
Ferner offenbart die Druckschrift
US 5 187 944 A ein Verfahren zum Steuern eines Kühlsystems durch Ansteuern eines Expansionsventils. Die Steuerung ist derart aufgebaut, dass ein Ventil für den Kühlmitteldurchfluss ein gewünschtes Soll-Niveau von überhitztem Dampf, der aus dem Verdampfer ausgestoßen wird, beibehält. Wenn dabei der Verdampfer-Entladungsdruck innerhalb eines vorbestimmten Bereiches liegt, wird der Sollwert der Überhitzung in Abhängigkeit darauf, ob die Änderungsrate des Entladungsdruckes positiv oder negativ ist, inkrementell erhöht oder verringert.
-
Weiterhin zeigt die Druckschrift
WO 2008/080 436 A1 eine Überhitzungsregelung eines Kühlkreises, und die Druckschrift
DE 197 06 663 A1 beschreibt ein Verfahren zur Regelung einer mit einem ölhaltigen Kältemittel betriebenen Klimaanlage in einem Kraftfahrzeug.
-
Die Druckschrift
DE 37 13 869 C2 zeigt, dass der Sollwert der Überhitzungstemperatur durch eine Steuerschaltung in Abhängigkeit von der Regelgüte veränderbar ist. Bei dieser Lösung wird der Sollwert der Überhitzungstemperatur selbsttätig der jeweiligen Regelgüte, insbesondere der Änderungsgeschwindigkeit der Überhitzungstemperatur, angepasst. So wird der Sollwert bei geringer Überhitzungstemperatur, wenn die Ausgangstemperatur des Verdampfers aufgrund einer periodischen (räumlichen) Annäherung der Flüssigkeits-Gas-Grenze an den Ausgang des Verdampfers entsprechend häufig abfällt, selbsttätig auf einen höheren Wert eingestellt, bis die Überhitzungstemperatur zumindest angenähert den Beharrungswert und damit die Gas-Flüssigkeits-Grenze im Verdampfer eine weitgehend stabile Lage erreicht hat.
-
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein verbessertes Verfahren zum Regeln einer Wärmepumpen- oder Kälteanlage bereitzustellen, die einen verbesserten Wirkungsgrad der Anlage bewirkt.
-
Diese Aufgabe ist durch ein Verfahren nach Patentanspruch 1 gelöst. Weitere Merkmale und vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den abhängigen Patentansprüchen gezeigt. Das erfindungsgemäße Verfahren kann in einem entsprechenden Regelgerät implementiert sein.
-
Gemäß einem Aspekt der Erfindung ist ein Verfahren zum Regeln der Überhitzungstemperatur eines Verdampfers einer Kälte- oder Wärmepumpenanlage, bei der der Verdampfer, ein Verdichter, ein Kondensator und ein durch das Verfahren steuerbares Expansionsventil in einem geschlossenen Kreis hintereinander angeordnet sind, bereitgestellt, das die Schritte Überwachen der Energiebilanz des Verdampfers, wobei zum Überwachen der Energiebilanz des Verdampfers die Temperatur und der Druck am Ausgang des Verdampfers oder die Temperatur am Eingang und am Ausgang des Verdampfers erfasst werden, Bestimmen, ob der Verdampfer der Kälte- oder Wärmepumpenanlage in einem stabilen oder instabilen Bereich arbeitet, basierend auf den in dem Überwachungsschritt erfassten Größen, inkrementales Vermindern des dem gegenwärtigen Arbeitspunkt entsprechenden Sollwerts der Überhitzungstemperatur eines Sollwert-Kennfeldes, die in einer Speichereinrichtung gespeichert ist, um den jeweiligen Wert der Stabilitätsgrenze der Kälte- oder Wärmepumpenanlage anzunähern, wobei, wenn bestimmt wird, dass der Verdampfer der Kälte- oder Wärmepumpenanlage in dem instabilen Bereich arbeitet, der Sollwert der Überhitzungstemperatur inkremental erhöht wird, bis bestimmt wird, dass der stabile Bereich des Verdampfers wieder erreicht ist, und wenn der stabile Bereich des Verdampfers wieder erreicht ist, der in der Speichereinrichtung für diesen Arbeitspunkt gespeicherte Sollwert des Sollwert-Kennfeldes mit dem gegenwärtigen Sollwert der Überhitzungstemperatur überschrieben und abgespeichert wird, aufweist.
-
Vorzugsweise wird in dem Schritt des Bestimmens, ob der Verdampfer der Kälte- oder Wärmepumpenanlage in einem stabilen oder instabilen Bereich arbeitet, der Gradient des Verlaufs der erfassten Temperatur gebildet wird, ein instabiler Zustand des Verdampfers der Kälte- oder Wärmepumpenanlage bestimmt, wenn der Gradient unter einen vorbestimmten Schwellenwert α1grenz abfällt, und ein stabiler Zustand des Verdampfers der Kälte- oder Wärmepumpenanlage bestimmt wird, wenn der Gradient über einen vorbestimmten Schwellenwert α2grenz ansteigt und für eine vorbestimmte Zeitspanne zwischen α1grenz und α2grenz liegt.
-
Dabei gilt, dass wenn bestimmt wird, dass der Gradient unter dem vorbestimmten Schwellenwert α1grenz fällt, ein Instabil-Signal auf ”1” und ein Stabil-Signal auf ”0” gesetzt wird, wenn bestimmt wird, dass der Gradient über den vorbestimmten Schwellenwert α2grenz steigt, das Instabil-Signal auf ”0” gesetzt wird, und wenn nach Setzten des Instabil-Signals auf ”0” bestimmt wird, dass eine vorbestimmte Zeitspanne abgelaufen ist, während der der Gradient zwischen α1grenz und α2grenz liegt, das Stabil-Signal auf ”1” gesetzt wird, wobei der in der Speichereinrichtung für diesen Arbeitspunkt gespeicherte Sollwert des Sollwert-Kennfeldes mit dem gegenwärtigen Sollwert der Überhitzungstemperatur überschrieben und abgespeichert wird, wenn das Stabil-Signal von ”0” auf ”1” gesetzt wird.
-
Weiterhin kann die Lufteintrittstemperatur am Eingang des Verdampfers erfasst werden, und basierend auf der erfassten Lufteintrittstemperatur das Sollwert-Kennfeld angepasst werden.
-
Ferner kann ein Zeitpunkt eines Beginns einer Vereisung der Verdampferoberfläche basierend auf einer Auswertung einer Verschiebung des Sollwert-Kennfelds bestimmt werden, die aufgrund eines sich ändernden Wärmeübertragungsverhaltens des Verdampfers durch Bereifung und Vereisung der Verdampferoberfläche auftritt.
-
Weitere Modifikationen und vorteilhafte Weiterbildungen sind in den abhängigen Patentansprüchen gezeigt.
-
Die vorliegende Erfindung wird im Folgenden anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die anhängenden Zeichnungen beschrieben.
-
In den Zeichnungen gilt:
-
1 zeigt den schematischen Aufbau einer Kälteanlage oder Wärmepumpe;
-
2 zeigt einen Graphen, der die Stabilitätsgrenze (minimal-stabiles-Signal) des Verdampfer-Leistungsbereichs über die Überhitzung angibt;
-
3 zeigt den schematischen Aufbau der Regelstrecke gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung;
-
4 zeigt ein Ablaufdiagramm zur Erkennung der Kennfeld des minimal-stabilen-Signals (MSS-Kennlinie) gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung; und
-
5 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Regelvorgangs gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
-
1 zeigt das Grundschema einer Kälteanlage oder Wärmepumpe. Im einfachsten Fall besteht der Kreisprozess der Wärmepumpen- oder Kälteanlage aus den vier Zustandsänderungen eines Kältemittels, nämlich Verdichten 1, Verflüssigen 2, Drosseln 3 und Verdampfen 4. Diese werden in den vier Grundkomponenten Verdichter 10, Kondensator 11, Expansionsventil 12 und Verdampfer 13 vollzogen.
-
Dabei kann der Verdichter 10 auch aus einer Verbundanlage mit mehreren Verdichtern bestehen.
-
In 2 ist ein Graph dargestellt, der die sogenannte MSS-Kennlinie (MSS = minimal-stabiles-Signal) darstellt. Diese gibt die maximal mögliche Kälteleistung in Abhängigkeit der Überhitzung an.
-
Die X-Achse stellt die Überhitzung des Kältemittels ΔϑVÜ in Kelvin (K) dar, die Y-Achse gibt die maximal mögliche Kälteleistung Qvmax in kW an. Die MSS-Kennlinie bezeichnet die Grenze zwischen dem stabilen Arbeitsbereich, in dem keine Tröpfchen im verdampften Kühlmittel enthalten sind, und dem instabilen Bereich an, in dem Tröpfchen im verdampften Kühlmittelenthalten sind.
-
Die MSS-Kennline ist eine Funktion, die u. a. von der Kälteleistung des Verdampfers, der Überhitzungstemperatur und weiteren Parametern abhängt, die beispielsweise durch die Anlagenbauart oder den Umgebungsbedingungen gegeben sind.
-
Der MSS-Effekt resultiert aus dem physikalischen Effekt des Sprühsiedens. Dabei kommt es zu einer Überschneidung von Überhitzung und Verdampfung. Das bedeutet, dass der Verdampfer seine Wärme an die Gasteilchen abgibt. Der Volumenstrom enthält jedoch noch Tröpfchen, welche aufgrund des geringeren Temperaturunterschiedes langsamer verdampfen. In diesem Bereich lässt sich mit handelsüblichen Messfühlern nur die niedrigere Verdampfungstemperatur der mitgerissenen Tröpfchen und nicht die Temperatur des schon überhitzten Gases messen. Dies führt beim Erreichen dieses Bereiches zu einem sprunghaften Abfall der gemessenen Verdampferaustrittstemperatur. Die aus der Differenz der beiden Temperaturen gebildete Überhitzungstemperatur wird zu Null. Da der Regler nach der Überhitzungstemperatur regelt, führt dies zu einem instabilen Regelverhalten. Daher auch die Bezeichnung ”minimal-stabiles-Signal”. Da diese Kennlinie stark beispielsweise von der Konstruktion des jeweiligen Verdampfers abhängig ist, muss sie für jeden Verdampfertyp einzeln aufgenommen werden.
-
Die Höhe der Überhitzung, d. h. die Überhitzungstemperatur wird üblicherweise durch Betätigen des Expansionsventils geregelt. Dabei wird das Expansionsventil derart geöffnet bzw. geschlossen, dass das Kältemittel im Verdampfer, so weit überhitzt wird, dass möglichst kein flüssiges Kältemittel in den Verdichter eintritt, um beispielsweise eine Beschädigung des Verdichters zu vermeiden.
-
Demgegenüber ist es jedoch wünschenswert, die MSS-Kennlinie bestmöglich anzunähern, um den Wirkungsgrad der Kälte- oder Wärmepumpenanlage zu optimieren.
-
In 3 ist ein schematischer Aufbau einer Regelstrecke gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung gezeigt.
-
Das Kältemittel verläuft in einem geschlossenen Kreislauf durch den Verdichter 10, den Kondensator 11, wobei das kondensierte Kältemittel in einem Sammler 14 gesammelt werden kann, über das Expansionsventil 12 in den Verdampfer 13, von wo das gasförmige Kältemittel wiederum dem Verdichter 10 zugeführt wird.
-
Wie vorstehend beschrieben wird die Überhitzung des Kältemittels, das den Verdampfer 13 durchläuft, über das Expansionsventil 12 geregelt. Dabei sind in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel zwei Messstellen pR, TR vorgesehen, an denen eine thermodynamische Zustandserkennung durchgeführt wird. Am Ausgang des Verdampfers werden über geeignete Sensoren die Temperatur t_02 und der Druck p_02 des Kältemittels gemessen. Die Überhitzungstemperatur ΔϑVÜ, die als Regelgröße dient, wird als ΔϑVÜ = t_02 – t(p_02) ermittelt. Die Stellgröße hCR des Reglers ist der Ventilhub y_V des Expansionsventils.
-
Im Folgenden wird das Verfahren zur Regelung der Kälte- oder Wärmepumpenanlage gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel anhand der Graphen aus den 4 und 5 beschrieben.
-
4 zeigt in der oberen Hälfte des Diagramms Temperaturverläufe über die Zeit. Dabei gibt der Graph 41 den Sollwert der Überhitzung an, der Graph 42 den Istwert der Überhitzung an, und der gepunktete Graph 43 die gemessene Temperatur am Ausgang des Verdampfers.
-
In der unteren Hälfte des Diagramms sind Signalverläufe für die Signale ”stabil” 44 (Srtichpunkt-Linie) und ”instabil” 45 (gestrichelte Linie) gezeigt.
-
5 zeigt den Verlauf einer erfindungsgemäßen Regelung der Kälte- oder Wärmepumpenanlage über die Zeit, wobei der Graph 51 den Sollwert der Überhitzung und der Graph 52 den Istwert der Überhitzung angibt. Der Graph 53 zeigt den Verlauf der Ventilspannung am Expansionsventil.
-
Die tatsächliche MSS-Kennlinie einer Kälte- oder Wärmepumpenanlage ist zeitlich veränderlich und von einer Vielzahl, zum Teil nicht oder nur schwer erfassbaren Größen abhängig. Daher wird zunächst für jede Kälte- oder Wärmepumpenanlage eine Ausgangs-MSS-Kennlinie, beispielsweise durch Tests oder Simulation, ermittelt und in eine Speichereinrichtung des Regelgerätes hinterlegt. Diese soll die tatsächliche MSS-Kennlinie möglichst annähern. Dabei werden zum Beispiel die Bauart der verwendeten Komponenten und Umgebungsparameter der Anlage berücksichtigt.
-
Anschließend wird entsprechend der Ausgangs-MSS-Kennlinie ein Sollwert-Kennfeld der Überhitzung derart ausgewählt, dass die Kälte- oder Wärmepumpenanlage mit hoher Wahrscheinlichkeit in jedem Lastbereich im stabilen Arbeitsbereich arbeitet, so dass eine Beschädigung des Verdichters 10 ausgeschlossen ist.
-
Dabei ist es sinnvoll, dass eine größere Überhitzung eingestellt wird als es theoretisch möglich wäre, was zu einem geringeren Wirkungsgrad der Anlage führt.
-
Das Sollwert-Kennfeld wird stets so eingestellt, dass diese die hinterlegte MSS-Kennlinie in der Speichereinrichtung möglichst annähert.
-
Um jedoch den Wirkungsgrad der Anlage zu verbessern, führt das erfindungsgemäße Regelgerät ein inkrementales Annähern des Sollwertes in Richtung der tatsächlichen MSS-Kennlinie, beginnend mit dem jeweiligen Wert des Arbeitspunktes auf dem hinterlegten Kennfeld durch.
-
Bei Inbetriebnahme der Anlage wird die Überhitzung anhand der Ausgangs-MSS-Kennlinie bzw. der entsprechenden Sollwert-Kennfeld für den jeweiligen Lastbereich (Arbeitspunkt) über entsprechendes Betätigen des Expansionsventils eingestellt. Nach einer bestimmten Zeitspanne, die von einigen Sekunden bis zu mehreren Minuten dauern kann, wird der Sollwert der Überhitzung um einen bestimmten Betrag, beispielsweise 0,1–1 Kelvin, abgesenkt. Nach weiterem Verstreichen einer Zeitperiode, die lange genug ausgewählt ist, ein Einpendeln des Istwertes der Überhitzung zu gewährleisten, wird dieses Vorgehen wiederholt, d. h. der Sollwert wird wiederum inkremental herabgesetzt.
-
Ein solcher Verlauf ist beispielsweise in dem Diagramm in 5 gezeigt, wobei die inkrementalen Anpassungen des Sollwerts als Beispiel zu den Zeitpunkten 380 s und 510 s durch entsprechendes Stellen des Expansionsventilantriebs durchgeführt werden.
-
Gleichzeitig überwacht das Regelgerät gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel permanent die Energiebilanz des Verdampfers 13, beispielsweise über Sensoren am Ausgang des Verdampfers 13, die in bestimmten Abständen, z. B. einigen ms, den Druck und die Temperatur des Kältemittels messen und dem Regelgerät entsprechende Signale zuführen.
-
Sobald die Anlage in den instabilen Arbeitsbereich gelangt, und tropfenförmiges Kältemittel am Ausgang des Verdampfers 13 enthalten ist, sinkt die am Ausgang des Verdampfers gemessene Temperatur schlagartig ab.
-
Daher ist im Regelgerät eine Auswerteeinrichtung bereitgestellt, die permanent den Verlauf der Überhitzungstemperatur überwacht. Dabei wird, wie auch in 4 veranschaulicht ist, der Gradient des Temperaturverlaufs gebildet und ausgewertet, wobei gilt, dass wenn der Winkel des Gradienten α kleiner als ein vorbestimmter Grenzwinkel α1grenz ist, in der Auswerteeinrichtung bestimmt wird, dass keine tolerierbare Schwankung des Istwerts der Temperatur z. B. in der Anlaufzeit (P2) vorliegt, sondern ein derartiger Temperaturabfall, dass ein Übergang in den instabilen Arbeitsbereich vorliegt.
-
Sobald die Auswerteeinrichtung diesen Übergang bestimmt, wird das ”stabil”-Signal auf ”0” gesetzt, und das ”instabil”-Signal auf ”1” gesetzt.
-
Wenn das ”instabil”-Signal auf ”1” gesetzt wird, erhöht das Regelgerät den Sollwert der Überhitzungstemperatur umgehend um einen vorbestimmten Betrag. Während eine bestimmte Angleichszeit (23) abgewartet wird, in der sich der Ist-Wert dem Sollwert einpendeln kann, wird in der Auswerteeinrichtung ausgewertet, ob der Winkel des Gradienten α größer als ein vorbestimmter Grenzwinkel α2grenz wird. Wenn dies der Fall ist, wird das ”instabil”-Signal auf ”0” gesetzt, und wenn innerhalb einer bestimmten Stabilitätszeit (24) der gemessene Temperaturwert des Kältemittels am Ausgang des Verdampfers innerhalb eines bestimmten Toleranzbereiches bleibt, wird das ”stabil”-Signal auf ”1” gesetzt.
-
Gleichzeitig wird der Sollwert zum Zeitpunkt des Umstellens des ”stabil”-Signals auf ”1” der gegenwärtige Sollwert in der Speichereinrichtung abgespeichert, d. h. der entsprechende Wert der hinterlegten MSS-Kennlinie wird durch den neuen Wert ersetzt.
-
Falls jedoch der Winkel des Gradienten α während der Angleichszeit (P3) nicht größer als der vorbestimmte Grenzwinkel α2grenz wird, erhöht das Regelgerät den Sollwert der Überhitzung wiederum um einen bestimmten Betrag. Dies wird solange durchgeführt, bis das ”instabil”-Signal auf ”0” gesetzt wird.
-
Die Zeitspannen und Änderungsbeträge der Temperatur können auch variabel eingestellt sein. So kann beispielsweise der Anderungsbetrag der inkrementalen Annäherung bei Aktivierung der Anlage größer sein, und wird bei späteren Iterationen kleiner ausgewählt.
-
Die inkrementale Annäherung kann auch bei Erreichen einer vorbestimmten Differenz zwischen der Überhitzung und der realen MSS-Kennlinie ausgesetzt werden.
-
Da Werte der realen MSS-Kennlinie permanent angenähert werden, und das gespeicherte Soll-Kennfeld mit den anhand des vorstehend beschriebenen Verfahren ermittelte neuen Sollwerten überschrieben werden, ist ein Betrieb der Kälte- oder Wärmepumpenanlage mit einem guten Wirkungsgrad möglich, wobei die Gefahr einer Beschädigung des Verdichters 10 durch eintretendes flüssiges Kältemittel minimiert werden kann.
-
Da diese Werte in der Speichereinrichtung hinterlegt werden, und dieser als nicht-flüchtiger Speicher ausgelegt sein kann, kann die Kälte- oder Wärmepumpenanlage auch nach erneuter Inbetriebnahme nach einem Abschalten die Regelung des Expansionsventils anhand der momentan gespeicherten Sollwert-Kennfeld durchführen, so dass nach einem erneuten Einschalten der Anlage sofort ein guter Wirkungsgrad erzielt werden kann.
-
Weiterhin kann die Lufteintrittstemperatur des Verdampfers gemessen werden. Dabei kann die gemessene Lufteintrittstemperatur als Führungsgröße zur Verschiebung des Regler-Kennfeldes (Sollwert-Kennfeld) gemäß der (gelernten) Charakteristik des Verdampfers genutzt werden.
-
Hierdurch kann ein zu häufiges erneutes Adaptieren der Regelung an die veränderte Charakteristik des Verdampfers aufgrund veränderter Quellentemperatur vermieden werden.
-
Aus dem sich ändernden Wärmeübertragungsverhalten des Verdampfers aufgrund von Bereifung und Vereisung der Verdampferoberfläche ergibt sich eine entsprechende Verschiebung des Regler-Kennfeldes. Aus der Auswertung dieser Verschiebung lässt sich der Zeitpunkt des Beginns von Vereisung am Verdampfer bestimmen. Mit Hilfe dieser Erkennung lässt sich ein bedarfsgerechter Abtauvorgang zeitlich und energetisch optimiert einleiten.
-
Ein Regelgerät führt ein inkrementales Annähern des Sollwertes der Überhitzung des Verdampfers einer Kälte- oder Wärmepumpenanlage in Richtung der MSS-Kennlinie beginnend mit einem in einer Speichereinrichtung hinterlegtem Kennfeld durch, wobei permanent die Energiebilanz des Verdampfers überwacht wird. Eine Instabilität wird durch Gradientenauswertung des Temperaturverlaufs am Ausgang des Verdampfers identifiziert. Als Reaktion auf die Instabilität wird schrittweise der jeweilige Sollwert erhöht. Sobald der Istwert für ein vorbestimmtes Zeitintervall innerhalb einer Toleranz liegt, wird das System wieder als stabil erkannt, wobei der neue Sollwert im Kennfeld hinterlegt wird.