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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Regelung eines Fluidstandes eines Arbeitsfluides einer Wärmepumpe.
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In Kältemaschinen, insbesondere in Wärmepumpen, werden typischerweise Fluide als Arbeitsmittel (Arbeitsfluide) eingesetzt. Hierbei zirkuliert das Arbeitsfluid innerhalb eines Arbeitskreislaufes der Wärmepumpe. Typischerweise wird das Arbeitsfluid bei der Erstinbetriebnahme der Wärmepumpe in den Arbeitskreislauf der Wärmepumpe eingeleitet und somit die Wärmepumpe befüllt.
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In nach dem Stand der Technik bekannten Wärmepumpen ist der Arbeitskreislauf des Arbeitsfluides während des Betriebes der Wärmepumpe geschlossen. Mit anderen Worten zirkuliert das Arbeitsfluid der Wärmepumpe innerhalb eines geschlossenen Arbeitskreislaufes. Dadurch kann auf den Arbeitskreislauf des Arbeitsfluides, insbesondere auf einen Temperaturverlauf des Arbeitsfluides, kein Einfluss genommen werden. Allein bei Wartungsarbeiten der Wärmepumpe, die in der Regel einmal pro Jahr erfolgen, wird eventuell entwichenes Arbeitsfluid nachgefüllt. Während der Wartungsarbeiten ist die Wärmepumpe jedoch nicht in Betrieb.
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Generell geben Wärmepumpen die von einer Wärmequelle aufgenommene Wärme an eine Wärmesenke ab. Hierbei können Schwankungen der Temperatur der Wärmesenke als auch der Temperatur der Wärmequelle auftreten. Bekannte Wärmepumpen können nur ungenügend auf Temperaturschwankungen der Wärmesenke und/oder der Wärmequelle reagieren. Insbesondere wird die Effizienz (Leistungszahl, eng. Coefficient of Performance; COP) der Wärmepumpe, je nach Einsatz, durch solche Temperaturschwankungen verringert.
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Der vorliegenden Erfindung liegt folglich die Aufgabe zugrunde, eine Anpassung einer Wärmepumpe an Temperaturschwankungen einer Wärmesenke zu ermöglichen.
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Die Aufgabe wird durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruches 1 und durch ein Verfahren mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruches 9 gelöst. In den abhängigen Ansprüchen sind vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung angegeben.
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Die erfindungsgemäße Vorrichtung umfasst einen Vorratsbehälter und eine Wärmepumpe, welche Wärmepumpe wenigstens einen Kondensator, ein Expansionsventil, einen Verdampfer und einen Kompressor aufweist, wobei die Wärmepumpe einen Arbeitskreislauf für ein zirkulierendes Arbeitsfluid umfasst, wobei der Vorratsbehälter bezüglich des Arbeitskreislaufes zwischen dem Kondensator und dem Verdampfer angeordnet ist und der Vorratsbehälter zur Regelung eines Fluidstandes des Arbeitsfluides im Kondensator einen Kolben und/oder eine Membran umfasst.
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Durch die erfindungsgemäße Anordnung eines Vorratsbehälter, der einen Kolben und/oder eine Membran umfasst, im Arbeitskreislauf der Wärmepumpe, kann der Fluidstand des Arbeitsfluides im Kondensator der Wärmepumpe vorteilhafterweise geregelt werden. Erfindungsgemäß erfolgt hierbei die Regelung des Fluidstandes des Arbeitsfluides im Kondensator der Wärmepumpe durch den Kolben, beispielsweise durch eine translatorische Bewegung des Kolbens, und/oder durch eine Verschiebung und/oder Verformung der Membran im Vorratsbehälter. Insbesondere wird durch die erfindungsgemäße Vorrichtung eine Regelung des Fluidstandes während des Betriebs der Wärmepumpe ermöglicht.
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Hierbei kann als Maß für den Fluidstand eine Höhe bzw. ein Stand der Fluidsäule (Flüssigkeitssäule) des Arbeitsfluides im Kondensator herangezogen werden. Typischerweise sammelt sich während des Betriebes der Wärmepumpe kondensiertes Arbeitsfluid am Boden des Kondensators an, wobei das kondensierte Arbeitsfluid im Kondensator durch den thermischen Kontakt mit einer Wärmesenke unterkühlt wird. Der Fluidstand ist hierbei durch die Höhe der Flüssigkeitssäule des im Kondensator angesammelten Arbeitsfluides gegeben.
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Bei einem erhöhten Fluidstand liegt mehr kondensiertes Arbeitsfluid am Boden des Kondensators vor, so dass insgesamt mehr Arbeitsfluid mit der Wärmesenke im thermischen Kontakt steht und folglich das Arbeitsfluid stärker unterkühlt wird. Es kann somit durch eine Erhöhung oder Verringerung des Fluidstandes die Unterkühlung des Arbeitsfluides geregelt werden. Erfindungsgemäß kann durch die Regelung der Unterkühlung des Arbeitsfluides im Kondensator auf Temperaturschwankungen der Wärmesenke reagiert werden. Mit anderen Worten kann die Unterkühlung des Arbeitsfluides im Kondensator an die Temperaturschwankungen der Wärmesenke angepasst werden, wobei die Anpassung derart erfolgt, dass die Wärmepumpe stets möglichst effizient arbeitet.
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Nach dem Stand der Technik bekannte Wärmepumpen weisen hingegen eine nicht regelbare Unterkühlung des Arbeitsfluides auf, da der Fluidstand im Kondensator annähernd konstant ist. Eine Anpassung an die Temperaturschwankungen der Wärmsenke erfolgt folglich nach dem Stand der Technik nicht.
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Erfindungsgemäß ist es durch die Regelung des Fluidstandes möglich, auf Schwankungen der Wärmesenke und/oder einer Wärmequelle durch eine Regelung der Unterkühlung des Arbeitsfluides unmittelbar zu reagieren. Hierbei kann eine erhöhte Unterkühlung des Arbeitsfluides von Vorteil sein, da die Enthalpiedifferenz im Kondensator durch die erhöhte Unterkühlung des Arbeitsfluides vergrößert wird. Vorteilhafterweise wird dadurch die Leistungszahl (COP) und folglich die Effizienz der Wärmepumpe gesteigert.
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Ein weiterer Vorteil der Erfindung ist, dass große Temperaturschwankungen der Wärmequelle und/oder der Wärmesenke mittels einer geringen Änderung der Fluidmenge des Arbeitsfluides reguliert werden können. Dadurch kann auf eine überdimensionierte Fluidfüllmenge des Arbeitsfluides innerhalb des Arbeitskreislaufes der Wärmepumpe verzichtet werden.
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Weiterhin kann vorteilhafterweise bei einem Betrieb mit Rekuperatoren eine Überhitzung eines Sauggases über die Unterkühlung des Arbeitsfluides geregelt werden.
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Insgesamt wird mittels eines Kolbens und/oder einer Membran der Fluidstand des Arbeitsfluides im Kondensator der Wärmepumpe geregelt, wodurch eine Regulierung der Unterkühlung des Arbeitsfluides erfolgt und folglich die Effizienz der Wärmepumpe bei Temperaturschwankungen der Wärmesenke verbessert wird.
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Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zum Betrieb einer Wärmepumpe wird ein innerhalb eines Arbeitskreislaufes der Wärmepumpe zirkulierendes Arbeitsfluides mittels eines Kondensators kondensiert, mittels eines Expansionsventils expandiert, mittels eines Verdampfers verdampft und mittels eines Kompressors verdichtet, wobei das Arbeitsfluid bezüglich des Arbeitskreislaufes zwischen dem Kondensator und dem Verdampfer zu einem Vorratsbehälter geleitet wird, wobei ein Fluidstand des Arbeitsfluides im Kondensator mittels eines Kolbens und/oder einer Membran des Vorratsbehälters geregelt wird.
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Insbesondere kann der Fluidstand des Arbeitsfluides in der Wärmepumpe mittels einer translatorischen Bewegung des Kolbens und/oder einer Verschiebung und/oder einer Verformung der Membran reguliert werden. Es ergeben sich zur bereits diskutierten erfindungsgemäßen Vorrichtung gleichwertige und gleichartige Vorteile.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist der Vorratsbehälter, welcher einen Kolben umfasst, über ein Auslass- und Einlassventil fluidisch mit der Wärmepumpe gekoppelt, wobei das Auslassventil bezüglich des Arbeitskreislaufes zwischen dem Kondensator und dem Expansionsventil und das Einlassventil zwischen dem Expansionsventil und dem Verdampfer angeordnet ist.
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Vorteilhafterweise wird somit Arbeitsfluid nach dem Kondensator und vor dem Expansionsventil zum Vorratsbehälter geleitet. Das ist deshalb von Vorteil, da das Arbeitsfluid nach dem Kondensator und vor dem Expansionsventil einen hohen Druck aufweist. Es ist folglich möglich, große Mengen an Arbeitsfluid während eines geringen Zeitraums aus dem Arbeitskreislauf der Wärmepumpe zu entnehmen und zum Vorratsbehälter zu leiten.
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Im Vorratsbehälter wird das Arbeitsfluid der Wärmepumpe im flüssigen Aggregatzustand zwischengespeichert. Hierbei erfolgt die Einleitung des Arbeitsfluides in den Vorratsbehälter bevorzugt bei offenem Auslassventil und geschlossenem Einlassventil. Die Regelung des Fluidstandes erfolgt durch eine Vergrößerung und/oder Verkleinerung des Vorratsvolumens (Volumen das dem Arbeitsfluid im Vorratsbehälter zur Verfügung steht) mittels einer geradlinigen Verschiebung des Kolbens. Durch eine Vergrößerung des Vorratsvolumens kann folglich mehr Arbeitsfluid im Vorratsbehälter aufgenommen werden, so dass der Fluidstand im Kondensator verringert wird und es zu einer verringerten Unterkühlung des Arbeitsfluides kommt.
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Wird nun das Vorratsvolumen des Vorratsbehälter mittels einer geradlinigen Verschiebung des Kolbens verkleinert, so wird Arbeitsfluid aus dem Vorratsbehälter über das Einlassventil zurück in den Arbeitskreislauf der Wärmepumpe geleitet, so dass der Fluidstand im Kondensator vergrößert wird und es folglich zu einer vergrößerten Unterkühlung des Arbeitsfluides kommt. Bei der Einleitung des Arbeitsfluides vom Vorratsbehälter zurück in den Arbeitskreislauf der Wärmepumpe ist es zweckmäßig, das Auslassventil zu schließen und das Einlassventil zu öffnen. Vorteilhafterweise kann das Arbeitsfluid bei der Rückführung in den Arbeitskreislauf der Wärmepumpe durch eine Verschiebung des Kolbens direkt zur Verdampfung gebracht werden.
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Besonders bevorzugt ist hierbei ein Vorratsbehälter, der als Hydraulikzylinder ausgebildet ist.
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Vorteilhafterweise kann der Vorratsbehälter durch einen Hydraulikzylinder, vorzugsweise durch einen doppelwirkenden Hydraulikzylinder, technisch in einfacher Weise realisiert werden. Hierbei ist ein Druck innerhalb des Hydraulikzylinders von höchstens 20 MPa bevorzugt.
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Weiterhin kann vorgesehen sein, eine obere Seite des Kolbens mit einem Kompressoröl zu schmieren, so dass Undichtigkeiten am Kolben des Hydraulikzylinders unkritisch sind. Durch die vorteilhafte Verwendung eines Hydraulikzylinders können bei gleicher Verdampfungs- und Kondensationstemperatur des Arbeitsfluides Unterkühlungen im Bereich von 5 K bis 15 K mittels einer Variation des Fluidstandes des Arbeitsfluides innerhalb des Kondensators erreicht werden.
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Zur Regelung des Arbeitsfluides im Auslass- oder Einlassventil kann es vorgesehen sein, dass die genannten Ventile jeweils ein weiteres Expansionsventil und ein Rückschlagventil umfassen.
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Vorteilhafterweise können dadurch Druckunterschiede zwischen dem Arbeitskreislauf der Wärmepumpe und dem Vorratsbehälter ausgeglichen werden.
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In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist der Vorratsbehälter als ein Sammler ausgebildet, wobei der Sammler eine Membran umfasst und der Sammler bezüglich des Arbeitskreislaufes zwischen dem Kondensator und dem Expansionsventil angeordnet ist.
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Insbesondere ist der Sammler dadurch direkt in den Arbeitskreislauf der Wärmepumpe integriert. Hierbei sammelt sich das Arbeitsfluid der Wärmepumpe im Sammler an, wobei die Fluidmenge des im Sammler angesammelten Arbeitsfluides mittels der Membran verändert werden kann. Mit anderen Worten wird durch eine Verformung der Membran ein erstes von der Membran begrenztes Teilvolumen des Sammlers vergrößert oder verkleinert, wodurch ein zweites Teilvolumen (Sammelvolumen), welches dem Arbeitsfluid innerhalb des Sammlers zur Verfügung steht, verkleinert oder vergrößert wird.
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Soll die Unterkühlung des Arbeitsfluides im Kondensator vergrößert werden, so wird das erste Teilvolumen innerhalb des Sammlers vergrößert und folglich das zweite Teilvolumen verkleinert. Soll die Unterkühlung verringert werden, so wird durch die Membran das erste Teilvolumen im Sammler verkleinert, so dass sich mehr flüssiges Arbeitsfluid im zweiten Teilvolumen des Sammlers sammelt. Durch eine Regelung des zweiten Teilvolumens (Sammelvolumen), das dem Arbeitsfluid im Sammler zur Verfügung steht, mittels der Membran, wird somit der Fluidstand des Arbeitsfluides im Kondensator verändert.
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Es ist hierbei besonders bevorzugt, den Sammler mit einem Druckluftkompressor zu koppeln, wobei der Druckluftkompressor zur Einleitung von Druckluft in ein von der Membran begrenztes Teilvolumen des Sammlers ausgebildet ist.
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Die Verformung der Membran und der daraus erfolgenden Veränderung des ersten oder zweiten Teilvolumens des Sammlers wird vorteilhafterweise mittels der Einleitung von Druckluft in das von der Membran begrenzte erste Teilvolumen geregelt. Hierbei wird das erste Teilvolumen des Sammlers bei Einleitung von Druckluft vergrößert, so dass das zweite Teilvolumen, welches dem Arbeitsfluid innerhalb des Sammlers zur Verfügung steht, verringert wird. Insgesamt kann dadurch vorteilhafterweise der Fluidstand des Arbeitsfluides im Kondensator geregelt werden.
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Eine Verringerung des ersten Teilvolumens erfolgt vorteilhafterweise mit einem Druckluftauslassventil, welches mit dem Sammler gekoppelt ist.
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Wird über das mit dem Sammler gekoppelte Druckluftauslassventil Druckluft aus dem ersten Teilvolumen des Sammlers ausgelassen, so wird das erste Teilvolumen verringert. Durch die Verringerung des ersten Teilvolumens vergrößert sich das zweite Teilvolumen, welches dem Arbeitsfluid im Sammler zur Verfügung steht. Mit anderen Worten sammelt sich somit mehr Arbeitsfluid im Sammler an, so dass die Unterkühlung des Arbeitsfluides im Kondensator der Wärmepumpe verringert wird. Durch eine Variation oder Regelung von Einleiten und Ausleiten von Druckluft wird somit die Unterkühlung des Arbeitsfluides geregelt.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung umfasst der Sammler eine Verschiebungseinheit, die zur mechanischen Verschiebung der Membran ausgebildet ist.
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Vorteilhafterweise wird durch eine Verschiebung der Membran mittels der Verschiebungseinheit das erste Teilvolumen vergrößert oder verkleinert. Hierdurch kann wiederum eine Regelung des Fluidstandes des Arbeitsfluides im Kondensator der Wärmepumpe erfolgen, da sich entsprechend das zweite Teilvolumen (Sammelvolumen) verkleinert oder vergrößert. Auf den Druckluftkompressor und das Auslassventil kann in dieser Ausführungsform vorteilhafterweise verzichtet werden.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann eine Regelung des Fluidstandes mittels des Kolbens und/oder der Membran des Arbeitsfluides erfolgen, falls ein Fluidstandschwellwert des Arbeitsfluides im Kondensator über- oder unterschritten wird.
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Da der Fluidstand des Arbeitsfluides im Kondensator mit der Unterkühlung des Arbeitsfluides positiv korreliert ist, erfolgt vorteilhafterweise über die Regelung des Fluidstandes eine Regelung der Unterkühlung des Arbeitsfluides. Wird ein bestimmter Fluidstand, welcher beispielsweise dem Fluidstandschwellwert entspricht, überschritten, so wird das Arbeitsfluid möglicherweise zu stark unterkühlt. Als Regelung muss somit eine Verringerung des Fluidstandes des Arbeitsfluides erfolgen. Im gegenteiligen Fall einer Unterschreitung des Fluidstandschwellwertes kann durch eine Regelung der Fluidstand des Arbeitsfluides im Kondensator erhöht werden, so dass sich die erwünschte vergrößerte Unterkühlung des Arbeitsfluides einstellt.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung erfolgt eine Regelung des Fluidstandes des Arbeitsfluides, falls ein Temperaturschwellwert des Arbeitsfluides über- oder unterschritten wird.
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Beispielsweise ist es möglich, die Temperatur des Arbeitsfluides und folglich die Unterkühlung des Arbeitsfluides direkt durch eine Messung der Temperatur im Kondensator zu erfassen. Hierbei ist typischerweise die Temperatur des Arbeitsfluides im Kondensator indirekt proportional zum Fluidstand des Arbeitsfluides im Kondensator. Bei einem hohen Fluidstand liegt eine große Unterkühlung und somit eine geringe Temperatur des Arbeitsfluides vor, während bei einem niedrigen Fluidstand eine höhere Temperatur und somit eine geringere Unterkühlung des Arbeitsfluides vorliegt. Die Messung der Temperatur des Arbeitsfluides erfolgt folglich vorteilhafterweise innerhalb des Kondensators der Wärmepumpe. Weitere Messpunkte der Temperatur und/oder des Fluidstandes im Arbeitskreislauf des Arbeitsfluides können vorgesehen sein.
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Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus dem im Folgenden beschriebenen Ausführungsbeispielen sowie anhand der Zeichnungen. Dabei zeigen:
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1 eine Wärmepumpe mit einem Vorratsbehälter, der als Hydraulikzylinder ausgebildet ist; und
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2 eine Wärmepumpe mit einem Sammler, der eine Membran zur Regelung des Fluidstandes umfasst.
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Gleichartige Elemente können in den Figuren mit denselben Bezugszeichen versehen sein.
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1 zeigt eine Vorrichtung 1, die eine Wärmepumpe 4 und einen Vorratsbehälter 2 umfasst, wobei die Wärmepumpe 4 einen Kondensator 6, ein Expansionsventil 8, einen Verdampfer 10 und einen Kompressor 12 aufweist. Hierbei ist die Wärmepumpe 4 über ein Auslassventil 18 und über ein Einlassventil 20 mit dem Vorratsbehälter 2 fluidisch über ein Arbeitsfluid 24 der Wärmepumpe 4 gekoppelt. Das Arbeitsfluid 24 zirkuliert in der Wärmepumpe 4 in einem Arbeitskreislauf 42.
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In dem in 1 dargestellten Ausführungsbeispiel der Vorrichtung 1 ist der Vorratsbehälter 2 als Hydraulikzylinder 2 ausgebildet und umfasst einen Kolben 14. Eine Regelung eines Vorratsvolumens 30 des Hydraulikzylinders 2 erfolgt hierbei über eine geradlinige Bewegung des Kolbens 14, wobei die geradlinige Bewegung in 1 durch die Richtungspfeile 32, 33 verdeutlicht wird. Mit anderen Worten wird ein erstes Teilvolumen 30, welches dem Arbeitsfluid 24 im Hydraulikzylinder 2 zur Verfügung steht, mittels der geradlinigen Bewegung des Kolbens 14 vergrößert (Richtungspfeil 33) oder verringert (Richtungspfeil 32).
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Bei geöffnetem Auslassventil 18 und geschlossenem Einlassventil 20 wird das im Kondensator 6 kondensierte Arbeitsfluid 24 bezüglich des Arbeitskreislaufes 42 bzw. bezüglich einer Richtung des Arbeitskreislaufes 42 nach dem Kondensator 6 und vor dem Expansionsventil 8 in den Hydraulikzylinder 2 eingeleitet. Hierbei erfolgt vorteilhafterweise die Einleitung des Arbeitsfluides 24 in den Hydraulikzylinder 2 vor dem Expansionsventil 8, so dass das Arbeitsfluid 24 unter hohem Druck, beispielsweise im Bereich von 10 MPa bis 20 MPa, in den Hydraulikzylinder 2 eingeleitet wird. Durch den erhöhten Druck können große Mengen an Arbeitsfluid 24 in nur geringer Zeit aus dem Arbeitskreislauf 42 der Wärmepumpe 4 entnommen und in den Hydraulikzylinder 2 eingeleitet werden. Mit anderen Worten wird durch den erhöhten Druck der Massenstrom des Arbeitsfluides 24 im Auslassventil 18 erhöht. Zur Regelung sind für das Auslass- und Einlassventil 18, 20 weitere Expansionsventile 21 und Rückschlagventile 22 vorgesehen.
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Für die Rückleitung des Arbeitsfluides 24 in den Arbeitskreislauf 42 der Wärmepumpe 4 wird das Auslassventil 18 geschlossen und das Einlassventil 20 geöffnet. Hierbei wird das Arbeitsfluid 24 durch eine geradlinigen Bewegung – angedeutet durch den Richtungspfeil 32 – aus dem Hydraulikzylinder 2 gedrückt. Die Rückleitung des Arbeitsfluides 24 erfolgt bezüglich des Arbeitskreislaufes 42 bevorzugt nach dem Expansionsventil 8 auf einem niedrigen Druckniveau. Vorteilhafterweise kann dadurch das Arbeitsfluid 24 direkt zur Verdampfung gebracht werden.
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Wird nun durch eine Vergrößerung des Vorratsvolumens 30 mittels einer Bewegung des Kolbens 14 – angedeutet durch den Richtungspfeil 33 – mehr Arbeitsfluid 24 im Hydraulikzylinder 2 gesammelt, so sinkt der Fluidstand des Arbeitsfluides 24 im Kondensator 6. Je geringer der Fluidstand des Arbeitsfluides 24 im Kondensator 6 desto geringer die Unterkühlung. Das Arbeitsfluid 24 verlässt somit den Kondensator 6 annähernd auf der Siedelinie und ist somit im thermodynamischen Gleichgewicht mit seiner Dampfphase. Mit anderen Worten wird das Arbeitsfluid 24 nicht bzw. nur geringfügig unterkühlt.
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Insgesamt ermöglicht es die dargestellte Vorrichtung 1 den Fluidstand des Arbeitsfluides 24 im Kondensator 6 der Wärmepumpe 4 zu regeln, so dass die Unterkühlung des Arbeitsfluides 24 im Kondensator 6 reguliert werden kann.
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2 zeigt eine Vorrichtung 1, die eine Wärmepumpe 4 und einen Sammler 3 umfasst, wobei die Wärmepumpe 4 einen Kondensator 6, ein Expansionsventil 8, einen Verdampfer 10 und einen Kompressor 12 aufweist. In dem in 2 dargestellten Ausführungsbeispiel der Vorrichtung 1 umfasst der Sammler 3 eine Membran 16, welche Membran 16 ein Gesamtvolumen des Sammlers 3 in ein erstes und zweites Teilvolumen 30, 31 aufteilt.
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Ein in einem Arbeitskreislauf 42 der Wärmepumpe 4 zirkulierendes Arbeitsfluid 24 wird im zweiten Teilvolumen 31 (Sammelvolumen) des Sammlers 3 gesammelt. Der Sammler 3 ist bezüglich des Arbeitskreislaufes 42 nach dem Kondensator 6 und vor dem Expansionsventil 8 angeordnet und direkt in den Arbeitskreislauf 42 der Wärmepumpe 4 integriert.
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Das erste Teilvolumen 30, welches durch die Membran 16 begrenzt ist, wird durch ein Einleiten von Druckluft mittels eines Druckluftkompressors 26 vergrößert. Eine Vergrößerung oder Verkleinerung des Teilvolumens 30 übersetzt sich in eine Verkleinerung oder Vergrößerung des zweiten Teilvolumens 31. Hierbei erfolgt eine Verkleinerung des ersten Teilvolumens 30 oder eine Vergrößerung des zweiten Teilvolumens 31 durch ein Ausleiten von Druckluft mittels eines Druckluftauslassventils 28. Wird das erste Teilvolumen 30 durch das Einleiten von Druckluft mittels des Druckluftkompressors 26 vergrößert, so wird weniger Arbeitsfluid 24 im Sammler 3 gesammelt. Folglich sammelt sich mehr Arbeitsfluid 24 im Kondensator 6 der Wärmepumpe 4 an. Dadurch wird das Arbeitsfluid 24 im Kondensator 6 stärker unterkühlt, da sich der Fluidstand im Kondensator 6 erhöht.
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Bei einer Verkleinerung des ersten Teilvolumens 30 durch das Auslassen von Druckluft mittels des Druckluftauslassventils 28 wird das zweite Teilvolumen 31 vergrößert, so dass sich mehr Arbeitsfluid 24 im Sammler 3 ansammelt. Dadurch wird der Fluidstand des Arbeitsfluides 24 im Arbeitskreislauf 42 der Wärmepumpe 4 verringert, so dass Arbeitsfluid 24 aus dem Kondensator 6 entzogen wird und eine Verringerung der Unterkühlung des Arbeitsfluides 24 im Kondensator 6 erfolgt.
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Als Arbeitsfluide 24 können nach dem Stand der Technik bekannte Arbeitsfluide, beispielsweise R134a und/oder R245fa eingesetzt werden. Bevorzugt können auch Arbeitsfluide sein, die wenigstens einen der Stoffe 1,1,1,2,2,4,5,5,5-Nonafluoro-4-(Trifluoromethyl)-3-Pentanone (Handelsname NovecTM 649), Perfluormethylbutanon, 1-Chloro-3,3,3-trifluoro-1-propene, Cis-1,1,1,4,4,4-hexafluoro-2-butene und/oder Cyclopentan umfassen. Auch die Verwendung von R134a, R400c und/oder R410a kann vorgesehen sein.
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Obwohl die Erfindung im Detail durch die bevorzugten Ausführungsbeispiele näher illustriert und beschrieben wurde, so ist die Erfindung nicht durch die offenbarten Beispiel eingeschränkt oder andere Variationen können vom Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen.
