DE102015117848A1

DE102015117848A1 - Fluid system and method for controlling a fluid system

Info

Publication number: DE102015117848A1
Application number: DE102015117848.6A
Authority: DE
Inventors: Robert Brockmann; Benedikt Geitz; Markus Neumeier; Manfred Vaupel; Fabian Bündgen
Original assignee: Viessmann Werke GmbH and Co KG
Current assignee: Viessmann Refrigeration Solutions De GmbH
Priority date: 2015-03-30
Filing date: 2015-10-20
Publication date: 2016-10-06
Also published as: DK3076109T3; DK3076106T3; DK3076108T3; DE102015117850A1; ES2841347T3; EP3076106B1; ES2856854T3; DE102015117851A1; ES2856411T3; DK3076111T3; DK3076110T3; DE102015117851B4; EP3076106A3; ES2726876T3; EP3076106A2; PL3076106T3; DE102015117948B4; PT3076110T; DE102015117948A1; DE102015119362A1

Abstract

Es werden ein Fluidsystem (10) und ein Verfahren zum Steuern eines Fluidsystems (10) beschrieben, wobei das Fluidsystem (10) einen Erzeugerfluidkreislauf (12) und einen Verbraucherfluidkreislauf (14) aufweist. Zwischen dem Erzeugerfluidkreislauf (12) und dem Verbraucherfluidkreislauf (14) ist eine hydraulische Weiche (26) oder ein hydraulischer Behälter als Weiche angeordnet. Der Erzeugerfluidkreislauf (12) weist mindestens eine Wärmepumpe (16; 28; 30) und eine Förderpumpe (18) und der Verbraucherfluidkreislauf (14) mindestens eine Kühlvorrichtung (20) auf. Zudem ist mindestens eine Ausgleichspumpe (24) im Verbraucherfluidkreislauf angeordnet, welche so geregelt wird, dass der Massestrom des Verbraucherfluidkreislaufs (14) kleiner oder gleich dem Massestrom des Erzeugerfluidkreislaufs (12) ist.A fluid system (10) and method for controlling a fluid system (10) are described wherein the fluid system (10) includes a generator fluid circuit (12) and a consumer fluid circuit (14). Between the generator fluid circuit (12) and the consumer fluid circuit (14), a hydraulic switch (26) or a hydraulic container is arranged as a switch. The generator fluid circuit (12) has at least one heat pump (16; 28; 30) and a feed pump (18) and the consumer fluid circuit (14) at least one cooling device (20). In addition, at least one compensating pump (24) is arranged in the consumer fluid circuit, which is regulated so that the mass flow of the consumer fluid circuit (14) is less than or equal to the mass flow of the generator fluid circuit (12).

Description

Es werden ein Fluidsystem und ein Verfahren zum Steuern eines Fluidsystems beschrieben. Fluidsysteme werden bspw. zum Heizen und/oder Kühlen von Gebäuden oder Anlagen verwendet. A fluid system and method for controlling a fluid system will be described. Fluid systems are used, for example, for heating and / or cooling of buildings or facilities.

Bei diesen Fluidsystemen wird von einer zentralen Heiz- oder Kühlquelle ein Fluid auf eine bestimmte Temperatur gebracht und das Fluid über Leitungen zu Verbrauchern geführt, die ein Kühlen oder Erwärmen durch Wärmeabgabe oder Wärmeaufnahme über das Fluid bereitstellen. In der Regel ist dazu eine zentrale Förder- oder Umwälzpumpe in einem solchen Kreislauf angeordnet. Die Förder- oder Umwälzpumpe dient zur Zufuhr des Fluids zu den Verbrauchern und zur Rückführung des Fluids zur Heiz- oder Kühlquelle. Die Zuführ- und Abführwege des Fluids können mitunter unterschiedlich lang sein, sodass es neben einem Druckabfall für weit entfernte Verbraucher auch zu einem Temperaturanstieg oder -abfall des Fluids über die Zuführleitung hinweg kommen kann. Dies kann durch eine Änderung der Drehzahl der Förder- oder Umwälzpumpe oder durch eine Temperaturänderung des Fluids kompensiert werden, wobei hierdurch das Problem entsteht, dass nahe an der Heiz- oder Kühlquelle angeordnete Verbraucher mit einem zu hohen Druck oder einer zu hohen bzw. niedrigen Temperatur des Fluids versorgt werden. Um dies zu verhindern, sind aus dem Stand der Technik Regelventile oder dezentrale Pumpen vorgesehen. Ein solches System ist bspw. in DE 10 2013 004 106 A1 beschrieben. In these fluid systems, a fluid is brought to a certain temperature from a central heating or cooling source and the fluid is passed via lines to consumers, which provide cooling or heating by heat release or heat absorption via the fluid. As a rule, a central conveying or circulating pump is arranged in such a circuit. The conveying or circulating pump serves to supply the fluid to the consumers and to return the fluid to the heating or cooling source. The supply and Abführwege of the fluid can sometimes be different lengths, so that it can come in addition to a pressure drop for distant consumers also to a temperature increase or decrease of the fluid over the supply line. This can be compensated by a change in the speed of the conveyor or circulation pump or by a change in temperature of the fluid, whereby the problem arises that arranged close to the heating or cooling source consumers with too high a pressure or too high or low temperature be supplied to the fluid. To prevent this, control valves or decentralized pumps are provided from the prior art. Such a system is, for example, in DE 10 2013 004 106 A1 described.

Ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Vereinfachung des hydraulischen Abgleichs von Fluid durchströmten Leitungsnetzen werden in DE 10 2012 023 848 A1 beschrieben. In einem solchen Leitungsnetz wird ein Messen von Kennwerten für eine Vielzahl von parallel in das Leitungsnetz eingebundenen Verbrauchern durchgeführt. In Abhängigkeit der ermittelten Kennwerte kann anschließend eine Leistungsanpassung eines Erzeugers durchgeführt werden. A method and apparatus for facilitating the hydraulic balancing of fluid flowed through networks are in DE 10 2012 023 848 A1 described. In such a pipeline network, characteristic values are measured for a large number of consumers connected in parallel in the pipeline network. Depending on the determined characteristic values, a power adjustment of a generator can then be carried out.

Nachteilig bei den aus dem Stand der Technik bekannten Systemen ist zum einen der komplexe Aufbau. Hierbei muss eine Vielzahl von Vorrichtungen (Messsysteme, Regelventile etc.) vorgesehen sein, um einen Abgleich vorzunehmen. Insbesondere weisen solche Systeme Nachteile im Hinblick auf Schwankungen auf einer Erzeuger- oder Abnehmerseite auf. Bei den Systemen erfolgt ein ständiges Messen der Zustandsgrößen, wobei in Abhängigkeit der Messergebnisse die Heiz- oder Kühlleistung einer Heiz- bzw. Kühlvorrichtung verändert werden. Ein weiteres Problem besteht für bekannte Systeme in der Erzeugereinrichtung (Heiz- oder Kühlquelle), insbesondere dann wenn eine Wärmepumpe verwendet werden soll. Bei Wärmepumpen ist ein häufiges An- und Ausschalten (Takten) nachteilig. Bei Systemen mit unterschiedlichen Anforderungen durch die Verbraucher an einen Erzeuger (Wärmepumpe) kommt es jedoch häufig zu einem Takten. Wärmepumpen weisen in der Regel zwei Zustände auf, nämlich einen eingeschalteten und einen ausgeschalteten Zustand. Vorzugsweise sollten die Ein- und Ausschaltvorgänge bei Wärmepumpen gering gehalten werden. In einem System mit Schwankungen im Verbraucherfluidkreislauf gestaltet sich daher eine Reduzierung des Taktens der Wärmepumpen als äußert schwierig. In der Regel ist es nicht möglich, ein häufiges Takten zu vermeiden. A disadvantage of the systems known from the prior art, on the one hand, the complex structure. In this case, a plurality of devices (measuring systems, control valves, etc.) must be provided in order to carry out an adjustment. In particular, such systems have disadvantages in terms of fluctuations on a producer or customer side. In the systems, there is a constant measurement of the state variables, wherein depending on the measurement results, the heating or cooling capacity of a heating or cooling device are changed. Another problem exists for known systems in the generating equipment (heating or cooling source), especially when a heat pump is to be used. For heat pumps frequent switching on and off (clocking) is disadvantageous. In systems with different requirements by the consumer to a generator (heat pump), however, it often comes to a clocking. Heat pumps usually have two states, namely one on and one off. Preferably, the switching on and off of heat pumps should be kept low. In a system with fluctuations in the consumer fluid circuit, therefore, a reduction of the clocking of the heat pump designed as extremely difficult. As a rule, it is not possible to avoid frequent strokes.

Es ist daher Aufgabe, ein Fluidsystem sowie ein Verfahren zum Steuern eines Fluidsystems anzugeben, bei welchem Wärmepumpen als Erzeuger optimiert betrieben werden können, indem die Ein- und Ausschaltvorgänge reduziert sind, und ein hydraulischer Abgleich erzielt wird. It is therefore an object to provide a fluid system and a method for controlling a fluid system, in which heat pumps can be operated as a generator optimized by the on and off operations are reduced, and a hydraulic balance is achieved.

Die Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den in Anspruch 1 angegebenen technischen Merkmalen und durch ein Fluidsystem mit den in Anspruch 6 angegebenen technischen Merkmalen gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen im Detail angegeben. The object is achieved by a method having the technical features specified in claim 1 and by a fluid system having the technical features specified in claim 6. Advantageous developments are specified in the dependent claims in detail.

Bei einem Verfahren zur Steuerung eines Fluidsystems, welches die vorstehend genannte Aufgabe löst, aufweisend einen Erzeugerfluidkreislauf und einen Verbraucherfluidkreislauf, wobei zwischen dem Erzeugerfluidkreislauf und dem Verbrauchfluidkreislauf eine hydraulische Weiche oder ein hydraulischer Behälter als Weiche angeordnet sind, wobei die hydraulische Weiche oder der hydraulische Behälter mit einer Zuführleitung und einer Rückleitung des Erzeugerfluidkreislaufs und einer Zuführleitung und einer Rückführleitung des Verbraucherfluidkreislaufs verbunden sind, der Erzeugerfluidkreislauf mindestens eine Wärmepumpe und mindestens eine Förderpumpe und der Verbraucherfluidkreislauf mindestens eine Kühlvorrichtung sowie mindestens eine Ausgleichspumpe aufweisen, wird die mindestens eine Ausgleichspumpe so gesteuert, dass der Massestrom des Verbraucherfluidkreislaufs bei einer hydraulischen Weiche oder bei einem hydraulischen Behälter im nicht vollständig beladenen Zustand des hydraulischen Behälters kleiner oder gleich dem Massestrom des Erzeugerfluidkreislaufs ist und/oder das Massestromverhältnis zwischen dem Erzeugerfluidkreislauf und dem Verbraucherfluidkreislauf in der hydraulischen Weiche oder in dem hydraulischen Behälter konstant gehalten werden. In a method for controlling a fluid system, which solves the above object, comprising a generator fluid circuit and a consumer fluid circuit, wherein between the generator fluid circuit and the consumption fluid circuit, a hydraulic switch or a hydraulic tank are arranged as a switch, wherein the hydraulic switch or the hydraulic tank with a feed line and a return line of the generator fluid circuit and a supply line and a return line of the consumer fluid circuit are connected, the generator fluid circuit at least one heat pump and at least one feed pump and the consumer fluid circuit at least one cooling device and at least one balance pump, the at least one balance pump is controlled so that the mass flow the consumer fluid circuit in a hydraulic switch or a hydraulic tank in the not fully loaded state of the hydraulic container is less than or equal to the mass flow of the generator fluid circuit and / or the mass flow ratio between the generator fluid circuit and the consumer fluid circuit in the hydraulic switch or in the hydraulic container are kept constant.

Bei dem Verfahren wird das Massestromverhältnis in der hydraulischen Weiche oder dem hydraulischen Behälter so gesteuert, dass der Massestrom des Verbraucherfluidkreislaufs kleiner oder gleich dem Massestrom des Erzeugerfluidkreislaufs ist. Dabei wird das Massestromverhältnis über die mindestens eine Ausgleichspumpe konstant gehalten. Über die hydraulische Weiche oder den hydraulischen Behälter ergibt sich eine Entkopplung des Verbraucherfluidkreislaufs von dem Erzeugerfluidfluidkreislauf. Daher ist es möglich, die Abstände zwischen den Einschalt- und Ausschaltzeitpunkten der mindestens einen Wärmepumpe durch eine entsprechende Regelung der Ausgleichspumpe zu verlängern. Ein weiterer Vorteil ergibt sich darin, dass über das Volumen in den Rohrleitungen des Verbraucherfluidkreislaufs „Kälte“ gespeichert werden kann. Ist der hydraulische Behälter im Wesentlichen vollständig beladen und die „Kälte“ zum Kühlen des Fluids wird dem hydraulischen Behälter entnommen, kann das Massestromverhältnis zwischen Verbraucherfluidkreislauf und Erzeugerfluidkreislauf umgekehrt werden. Insbesondere gibt es für das Fluidsystem daher zwei unterschiedliche Betriebsarten, nämlich einen normalen Kühlbetrieb, in dem der Massestrom des Verbraucherfluidkreislaufs kleiner oder gleich dem Massestrom des Erzeugerfluidkreislaufs ist, und einen Speicher-Kühlbetrieb, in dem der Massestrom im Verbraucherfluidkreislauf größer oder gleich dem Massestrom des Erzeugerfluidkreislaufs ist, wobei ein Speicher-Kühlbetrieb in der Regel dann gewählt wird, wenn der hydraulische Behälter im Wesentlichen vollständig beladen ist. In the method, the mass flow ratio in the hydraulic diverter or hydraulic tank is controlled so that the mass flow of the consumer fluid circuit is less than or equal to the mass flow of the generator fluid circuit is. The mass flow ratio is kept constant via the at least one equalizing pump. The hydraulic diverter or the hydraulic tank results in a decoupling of the consumer fluid circuit from the generator fluid circuit. Therefore, it is possible to extend the intervals between the switch-on and switch-off of the at least one heat pump by a corresponding regulation of the balance pump. A further advantage results from the fact that "cold" can be stored via the volume in the pipes of the consumer fluid circuit. When the hydraulic tank is substantially fully loaded and the "cold" for cooling the fluid is withdrawn from the hydraulic tank, the mass flow ratio between the consumer fluid circuit and the generator fluid circuit may be reversed. In particular, there are therefore two different modes of operation for the fluid system, namely a normal cooling mode in which the mass flow of the consumer fluid circuit is less than or equal to the mass flow of the generator fluid circuit, and a tank cooling mode in which the mass flow in the consumer fluid circuit is greater than or equal to the mass flow of the generator fluid circuit is, wherein a storage-cooling operation is usually selected when the hydraulic tank is substantially fully loaded.

Der Erzeugerfluidkreislauf und der Verbraucherfluidkreislauf weisen jeweils mindestens eine Zuführ- und eine Rückführleitung auf. An die Zuführ- und Rückführleitungen des Erzeugerfluidkreislaufs und des Verbraucherfluidkreislaufs können sich parallele Nebenkreisläufe anschließen, wobei die Zuführ- und Rückführleitungen der Nebenkreisläufe entsprechend mit den Zuführ- und Rückführleitungen der zugehörigen Hauptkreisläufe verbunden sind. Das Fluidsystem weist hierzu Rohrsysteme auf, in welchen das Fluid geführt wird. Als Fluid für das Fluidsystem wird Wasser mit einem Frostzusatz (Kältemittel), wie z.B. eine Sole verwendet. Die Sole kann dabei eine Wasser-Glykol-Mischung sein. The generator fluid circuit and the consumer fluid circuit each have at least one supply and one return line. Parallel secondary circuits may be connected to the supply and return lines of the generator fluid circuit and of the consumer fluid circuit, with the supply and return lines of the secondary circuits correspondingly connected to the supply and return lines of the associated main circuits. The fluid system has for this purpose pipe systems, in which the fluid is guided. As the fluid for the fluid system, water is added with a frost additive (refrigerant), e.g. used a brine. The brine can be a water-glycol mixture.

Die hydraulische Weiche oder der hydraulische Behälter weisen einen mit der Rückführleitung des Erzeugerfluidkreislaufs verbundenen Anschluss für Fluid auf, das von der Wärmepumpe der hydraulischen Weiche oder dem hydraulischen Behälter zugeführt wird. Die hydraulische Weiche oder der hydraulische Behälter weisen einen mit der Zuführleitung des Erzeugerfluidkreislaufs verbundenen Anschluss für Fluid auf, das von der hydraulischen Weiche oder dem hydraulischen Behälter der Wärmepumpe zugeführt wird. Die hydraulische Weiche oder der hydraulische Behälter weisen einen mit der Zuführleitung des Verbraucherfluidkreislaufs verbundenen Anschluss für Fluid auf, das von der hydraulischen Weiche oder dem hydraulischen Behälter in den Verbraucherfluidkreislauf eingebracht und der mindestens einen Kühlvorrichtung zugeführt wird. Zudem weisen die hydraulische Weiche oder der hydraulische Behälter einen mit der Rückführleitung des Verbraucherfluidkreislaufs verbundenen Anschluss für Fluid auf, das von der mindestens einen Kühlvorrichtung der hydraulischen Weiche oder dem hydraulischen Behälter zugeführt wird. The hydraulic switch or hydraulic tank has a connection for fluid connected to the return line of the generator fluid circuit, which is supplied by the heat pump of the hydraulic switch or the hydraulic tank. The hydraulic diverter or the hydraulic tank has a port connected to the supply line of the generator fluid circuit for fluid supplied from the hydraulic diverter or the hydraulic tank of the heat pump. The hydraulic diverter or the hydraulic container has a connection for fluid connected to the supply line of the consumer fluid circuit, which is introduced from the hydraulic diverter or the hydraulic container into the consumer fluid circuit and fed to the at least one cooling device. In addition, the hydraulic switch or the hydraulic tank have a connection for fluid connected to the return line of the consumer fluid circuit, which is supplied by the at least one cooling device of the hydraulic switch or the hydraulic tank.

Bei einem Fluidsystem mit nur einer Kühlvorrichtung und/oder relativ geringen Leitungslängen, insbesondere im Verbraucherfluidkreislauf, ist eine Ausgleichspumpe für die Einstellung des Massestromverhältnisses in der hydraulischen Weiche oder dem hydraulischen Behälter und für die Zufuhr des Fluids zu der Kühlvorrichtung ausreichend. Es können auch mehrere Ausgleichspumpen vorgesehen sein, die an verschiedenen Positionen des Verbraucherfluidkreislaufs angeordnet sind. Die mindestens eine Ausgleichspumpe ist als zentrale Pumpe vorzugsweise zwischen der Zuführleitung und der Rückführleitung des Verbraucherfluidkreislaufs angeordnet. Weist das Fluidsystem mehrere Kühlvorrichtungen auf, sind diese über die vorstehend genannten parallelen Nebenkreisläufe in dem Verbraucherfluidkreislauf angeordnet. Die Nebenkreisläufe weisen jeweils mindestens eine Kühlvorrichtung und eine Pumpe zur Zufuhr des Fluids zu der Kühlvorrichtung auf. Die Pumpe regelt die Zufuhr des Fluids unabhängig von der Zufuhr des Fluids in der Zuführleitung des Verbraucherfluidhauptkreislaufs. Die Pumpen sind als dezentrale Pumpen in dem Verbraucherfluidkreislauf angeordnet. Die mindestens eine Ausgleichspumpe im Verbraucherfluidhauptkreislauf kann dann in Abhängigkeit des Kühlbedarfs der Kühlvorrichtungen geregelt werden, wobei der Gesamtmassestrom im Verbraucherfluidkreislauf konstant gehalten wird. Hierzu können die mindestens eine Ausgleichspumpe und die Pumpen der Kühlvorrichtungen drehzahlgesteuerte Pumpen sein. Wird die Drehzahl der Pumpen für die Kühlvorrichtungen erhöht, um eine höhere Kühlleistung über die Kühlvorrichtungen bereitzustellen, wird entsprechend die Drehzahl der mindestens einen Ausgleichspumpe reduziert, wobei die Drehzahl der Art eingeregelt wird, dass die Temperaturspreizung zwischen dem Vorlauf (Zuführleitung Verbraucherfluidkreislauf) und Rücklauf (Rückführleitung Verbraucherfluidkreislauf) des Verbraucherfluid(haupt)kreislaufs im Mittel bei 4 Kelvin liegt. Des Weiteren wird die Drehzahl so geregelt, dass bei Unterschreiten einer Temperaturspreizung von 2,5 Kelvin (+/–0,5 Kelvin), die Wärmepumpe außerbetrieb gesetzt wird. In a fluid system with only one cooling device and / or relatively short line lengths, especially in the consumer fluid circuit, a balance pump is sufficient for adjusting the mass flow ratio in the hydraulic diverter or hydraulic tank and for supplying the fluid to the cooling device. It can also be provided a plurality of equalization pumps, which are arranged at different positions of the consumer fluid circuit. The at least one compensating pump is preferably arranged as a central pump between the supply line and the return line of the consumer fluid circuit. If the fluid system has a plurality of cooling devices, these are arranged in the consumer fluid circuit via the aforementioned parallel secondary circuits. The secondary circuits each have at least one cooling device and a pump for supplying the fluid to the cooling device. The pump controls the supply of the fluid independently of the supply of the fluid in the supply line of the consumer fluid main circuit. The pumps are arranged as decentralized pumps in the consumer fluid circuit. The at least one compensating pump in the consumer fluid main circuit can then be regulated as a function of the cooling requirement of the cooling devices, the total mass flow in the consumer fluid circuit being kept constant. For this purpose, the at least one compensating pump and the pumps of the cooling devices can be speed-controlled pumps. If the speed of the pumps for the cooling devices is increased in order to provide a higher cooling capacity via the cooling devices, the speed of the at least one compensation pump is correspondingly reduced, the speed being controlled such that the temperature difference between the flow (supply line consumer fluid circuit) and return ( Return line consumer fluid circuit) of the consumer fluid (main) circuit is on average at 4 Kelvin. Furthermore, the speed is controlled so that when the temperature falls below a temperature spread of 2.5 Kelvin (+/- 0.5 Kelvin), the heat pump is put out of operation.

Im Idealfall ist der Massestrom im Verbraucherfluidkreislauf so groß wie im Erzeugerfluidkreislauf. Dann kommt es zu einer Durchströmung der hydraulischen Weiche oder des hydraulischen Behälters ohne Rückführung des Fluids vom Verbraucherfluidkreislauf in den Verbraucherfluidkreislauf oder vom Erzeugerfluidkreislauf in den Erzeugerfluidkreislauf. Ideally, the mass flow in the consumer fluid circuit is as large as in the generator fluid circuit. Then there is a flow through the hydraulic switch or the hydraulic tank without recirculation of the fluid from the consumer fluid circuit in the consumer fluid circuit or from the generator fluid circuit into the generator fluid circuit.

Da es aufgrund der variablen Anforderungen der Kühlvorrichtungen zu einem unterschiedlich großen Kühlbedarf kommen kann, wird das Massestromverhältnis in der hydraulischen Weiche von Verbraucherfluidkreislauf zu Erzeugerfluidkreislauf in der Regel zwischen 1:1 und 1:1,3 eingestellt. Bei bestimmten Zuständen wird dann Fluid von der Rückführleitung des Erzeugerfluidkreislaufs über die hydraulische Weiche der Zuführleitung des Erzeugerfluidkreislaufs zugeführt. Damit wird jedoch sichergestellt, dass die Fluidtemperatur in der Zuführleitung des Verbraucherfluidkreislaufs nicht erhöht wird. Eine Rückführung von Fluid von der Rückführleitung des Verbraucherfluidkreislaufs über die hydraulische Weiche in die Zuführleitung des Verbraucherfluidkreislaufs wird damit grundsätzlich vermieden. Since there may be different levels of cooling demand due to the variable requirements of the cooling devices, the mass flow ratio in the hydraulic switch from consumer fluid circuit to generator fluid circuit is typically set between 1: 1 and 1: 1.3. In certain conditions, fluid is then supplied from the return line of the generator fluid circuit via the hydraulic shunt to the supply line of the generator fluid circuit. However, this ensures that the fluid temperature in the supply line of the consumer fluid circuit is not increased. A return of fluid from the return line of the consumer fluid circuit via the hydraulic switch in the supply line of the consumer fluid circuit is thus avoided in principle.

Der als Weiche ausgebildete hydraulische Behälter ist in weiteren Ausführungen ein hydraulischer Speicher bzw. ein Fluidspeicher. In dem Fluidspeicher kann gegenüber einer hydraulischen Weiche eine relativ große Menge an Fluid aufgenommen werden. Im Fluidspeicher stellt sich dabei eine Schichtung ein, wobei sich kaltes Fluid im unteren Bereich des Fluidspeichers und warmes Fluid im oberen Bereich des Fluidspeichers befindet. In Abhängigkeit der Fluidtemperatur weisen die verschiedenen Schichten im Fluidspeicher verschiedenen Temperaturniveaus auf. Wird der als Weiche ausgebildete hydraulische Behälter bzw. Fluidspeicher derart durchströmt, dass der Massenstrom im Erzeugerfluidkreislauf gleich groß wie der Massenstrom im Verbraucherfluidkreislauf ist, bleibt die Schichtung erhalten. Damit es nicht zu einer starken Durchmischung des in dem hydraulischen Behälter bzw. Fluidspeicher aufgenommenen Fluids und damit zu einer Zerstörung der Schichtung kommt, wird bei einem Fluidsystem mit einem als Weiche ausgebildeten hydraulischen Behälter das Massenstromverhältnis im hydraulischen Behälter der Art eingestellt, dass die Schichtung im hydraulischen Behälter nicht durch das Massenstromverhältnis zerstört wird. Grund hierfür ist, dass bei einem zu hohen Massenstromverhältnis kaltes einströmendes Fluid mit wärmeren Fluid im hydraulischen Behälter durchmischt wird, so dass die nutzbare Kälte für den Verbraucherfluidkreislauf vernichtet wird. Ein Richtwert für das Massenstromverhältnis liegt gleichfalls zwischen 1:1 und 1:1,3, wobei das maximal zulässige Massenstromverhältnis aber primär dadurch bestimmt wird, ab welchem Massenstromverhältnis die Schichtung im hydraulischen Behälter zerstört wird. Anhaltspunkt bildet hier der Erfahrungswert, dass die Fluidströmung (bezogen auf die Strömung im Behälter) nicht höher als 0,3 m/s sein darf. The designed as a switch hydraulic tank is in other embodiments, a hydraulic accumulator or a fluid reservoir. In the fluid reservoir, a relatively large amount of fluid can be accommodated in relation to a hydraulic separator. In the fluid accumulator, a stratification sets in, with cold fluid in the lower region of the fluid reservoir and warm fluid in the upper region of the fluid reservoir. Depending on the fluid temperature, the various layers in the fluid storage at different temperature levels. If the designed as a switch hydraulic tank or fluid reservoir flows through such that the mass flow in the generator fluid circuit is the same size as the mass flow in the consumer fluid circuit, the stratification is maintained. So that there is no strong mixing of the fluid contained in the hydraulic container or fluid storage and thus destruction of the stratification, the mass flow ratio in the hydraulic container of the type is set in a fluid system with a designed as a switch hydraulic tank of the type that the stratification in Hydraulic container is not destroyed by the mass flow ratio. The reason for this is that, if the mass flow ratio is too high, cold inflowing fluid is mixed with warmer fluid in the hydraulic tank so that the usable refrigeration for the consumer fluid circuit is destroyed. A standard value for the mass flow ratio is likewise between 1: 1 and 1: 1.3, the maximum permissible mass flow ratio, however, being determined primarily by the mass flow ratio above which the stratification in the hydraulic container is destroyed. Clue here is the empirical value that the fluid flow (based on the flow in the container) may not be higher than 0.3 m / s.

Bei größeren Fluidsystemen sind mindestens zwei parallel in den Erzeugerfluidkreislauf angeordnete Wärmepumpen vorgesehen. Bspw. können zwei Wärmepumpen gleichzeitig oder nur eine Wärmepumpe zum Kühlen des Fluids betrieben werden. Es kann eine von zwei Wärmepumpen zur Grundversorgung, d.h. zum Herabsetzen der Fluidtemperatur, dauerhaft in Betrieb sein. Die mindestens eine Förderpumpe des Erzeugerfluidkreislaufs führt dann das Fluid zur hydraulischen Weiche oder dem hydraulischen Behälter, von der oder von dem aus das Fluid den Kühlvorrichtungen zugeführt und über die Ausgleichspumpe und die Rückführleitung des Verbraucherfluidkreislaufs der hydraulischen Weiche oder dem hydraulischen Behälter wieder zugeführt wird. Von der hydraulischen Weiche oder dem hydraulischen Behälter gelangt das Fluid zu der einen sich in Betrieb befindlichen Wärmepumpe, wobei ein Kühlen des Fluids erfolgt. Bleibt der Kühlbedarf der Kühlvorrichtungen im Wesentlichen konstant oder unterliegt keinen großen Schwankungen, wird der Betrieb der einen Wärmepumpe aufrechterhalten. Kommt es zu einem höheren Kühlbedarf werden die Pumpen der Kühlvorrichtungen entsprechend geregelt, wodurch die Ausgleichspumpe die Schwankung zur Aufrechterhaltung des Massestroms im Verbraucherfluidkreislauf und zur Aufrechterhaltung des Massestromverhältnisses in der hydraulischen Weiche oder dem hydraulischen Behälter ausgleicht. Bei einem höheren Kühlbedarf kann es zu einem Anstieg der Fluidtemperatur in der Rückführleitung des Verbraucherfluidkreislaufs und in der Zuführleitung des Erzeugerfluidkreislaufs kommen. Ebenso kann es zu einem Anstieg der Fluidtemperatur in der Rückführleitung des Erzeugerfluidkreislaufs und in der Zuführleitung des Verbraucherfluidkreislaufs kommen, da die Kühlleistung der einen Wärmepumpe nicht ausreicht. Insbesondere kommt es zu einem Anstieg der Temperaturdifferenz zwischen der Zuführleitung und der Rückführleitung im Verbraucherfluidkreislauf. Anstelle die Förderleistung der Förderpumpe im Erzeugerfluidkreislauf zu erhöhen, wird die zweite Wärmepumpe in Betrieb gesetzt. Die zweite Wärmepumpe kühlt dann zusätzlich das Fluid, bis die ursprünglich vorgesehene und eingestellte Fluidtemperatur in der Zuführleitung des Verbraucherfluidkreislaufs wieder erreicht ist. Zudem wird die Fluidtemperatur in der Rückführleitung des Verbraucherfluidkreislaufs und der Zuführleitung des Erzeugerfluidkreislaufs herabgesetzt. Besteht ein hoher Kühlbedarf kann es erforderlich sein, die zweite Wärmepumpe über einen längeren Zeitraum zu betreiben. Ein erhöhter Kühlbedarf kann über die Drehzahl der Pumpen der Kühlvorrichtungen, der Steuersignale der Pumpen und/oder über eine Datenschnittstelle der Pumpen erfasst werden. In Abhängigkeit dieser Information kann das Zu- und Abschalten der zweiten Wärmepumpe gesteuert werden. In erster Linie erfolgt die Steuerung der Zu- und Abschaltung der Wärmepumpen, insbesondere der zweiten Wärmepumpe, in Abhängigkeit der Fluidtemperatur. For larger fluid systems, at least two heat pumps arranged in parallel in the generator fluid circuit are provided. For example. Two heat pumps can be operated simultaneously or only one heat pump to cool the fluid. It may be one of two heat pumps for basic supply, ie to reduce the fluid temperature, permanently in operation. The at least one delivery pump of the generator fluid circuit then supplies the fluid to the hydraulic shunt or hydraulic tank from which or from which the fluid is supplied to the cooling devices and returned to the hydraulic shunt or hydraulic tank via the balance pump and the recirculation line of the consumer fluid circuit. From the hydraulic diverter or hydraulic tank, the fluid passes to the one operating heat pump, cooling the fluid. If the cooling requirement of the cooling devices remains substantially constant or does not fluctuate greatly, the operation of the one heat pump is maintained. If there is a need for greater cooling, the pumps of the cooling devices are regulated accordingly, whereby the balance pump balances the fluctuation to maintain the mass flow in the consumer fluid circuit and to maintain the mass flow ratio in the hydraulic diverter or hydraulic tank. With a higher cooling requirement, there may be an increase in the fluid temperature in the return line of the consumer fluid circuit and in the supply line of the generator fluid circuit. Likewise, there may be an increase in the fluid temperature in the return line of the generator fluid circuit and in the supply line of the consumer fluid circuit, since the cooling capacity of a heat pump is not sufficient. In particular, there is an increase in the temperature difference between the supply line and the return line in the consumer fluid circuit. Instead of increasing the capacity of the feed pump in the generator fluid circuit, the second heat pump is put into operation. The second heat pump then additionally cools the fluid until the originally provided and set fluid temperature in the supply line of the consumer fluid circuit is reached again. In addition, the fluid temperature in the return line of the consumer fluid circuit and the supply line of the generator fluid circuit is lowered. If there is a high demand for cooling, it may be necessary to operate the second heat pump for a longer period of time. An increased demand for cooling can be detected via the speed of the pumps of the cooling devices, the control signals of the pumps and / or via a data interface of the pumps. Depending on this information, the connection and disconnection of the second heat pump can be controlled. In the first place, the control of the connection and disconnection of the heat pump, in particular the second heat pump, depending on the fluid temperature.

Alternativ kann in weiteren Fluidsystemen auch eine dritte Wärmepumpe alternativ oder zusätzlich zur zweiten Wärmepumpe in Betrieb gesetzt werden, um ein weiteres Kühlen zu erreichen oder die zweite und die dritte Wärmepumpe abwechselnd in Betrieb zu setzen, wenn ein erhöhter Kühlbedarf vorherrscht. Es können auch mehr als drei Wärmepumpen bei einem Fluidsystem vorgesehen sein. Alternatively, in other fluid systems, a third heat pump may alternatively or in addition to the second heat pump in operation to achieve further cooling or to set the second and third heat pump alternately in operation when an increased cooling demand prevails. There may also be more than three heat pumps in a fluid system.

Die Steuerung der Zufuhr des Fluids zu der mindestens einen Kühlvorrichtung erfolgt über die dieser Kühlvorrichtung zugeordnete Pumpe. Im Idealfall ist die Zufuhr des Fluids für die Kühlvorrichtung konstant. Die Regelung des Fluids im Verbraucherfluidkreislauf erfolgt über die Ausgleichspumpe, welche als sogenannte Überströmpumpe ausgebildet sein kann. The control of the supply of the fluid to the at least one cooling device takes place via the pump associated with this cooling device. Ideally, the supply of fluid to the cooling device is constant. The regulation of the fluid in the consumer fluid circuit via the balance pump, which may be designed as a so-called overflow.

Bei dem Verfahren wird die mindestens eine Ausgleichspumpe so gesteuert, dass der Massestrom im Verbraucherfluidkreislauf konstant gehalten wird. Die mindestens eine Ausgleichspumpe kann zudem nach Maßgabe der mindestens einen Kühlvorrichtung und/oder nach Maßgabe des Massestroms im Erzeugerfluidkreislauf gesteuert werden, wobei bei einer Erhöhung des Massestroms im Erzeugerfluidkreislauf entsprechend der Massestrom im Verbraucherfluidkreislauf erhöht wird, um das Massestromverhältnis in der hydraulischen Weiche oder dem hydraulischen Behälter konstant zu halten. Ebenso wird die mindestens eine Ausgleichspumpe nach Maßgabe der mindestens einen Kühlvorrichtung gesteuert, wobei ein höherer Kühlbedarf für die mindestens eine Kühlvorrichtung in einem größeren Massestrom, bspw. in einem Nebenkreislauf des Verbraucherfluidkreislaufs, resultiert. Damit der Massestrom im Verbraucherfluidkreislauf konstant bleibt, muss der Massestrom, der über die Ausgleichspumpe gefördert wird, entsprechend reduziert werden. In the method, the at least one compensating pump is controlled so that the mass flow in the consumer fluid circuit is kept constant. The at least one compensating pump can also be controlled in accordance with the at least one cooling device and / or in accordance with the mass flow in the generator fluid circuit, with an increase in the mass flow in the generator fluid circuit according to the mass flow in the consumer fluid circuit is increased to the mass flow ratio in the hydraulic switch or the hydraulic Keep container constant. Likewise, the at least one compensating pump is controlled in accordance with the at least one cooling device, wherein a higher cooling requirement for the at least one cooling device results in a larger mass flow, for example in a secondary circuit of the consumer fluid circuit. So that the mass flow in the consumer fluid circuit remains constant, the mass flow, which is conveyed via the balance pump, must be reduced accordingly.

Der Erzeugerfluidkreislauf kann, wie vorstehend beschrieben, mindestens zwei Wärmepumpen aufweisen, wobei die mindestens zwei Wärmepumpen nach Maßgabe der Temperatur des Fluids im Erzeugerfluidkreislauf und/oder im Verbraucherfluidkreislauf gesteuert werden. The generator fluid circuit may, as described above, comprise at least two heat pumps, the at least two heat pumps being controlled in accordance with the temperature of the fluid in the generator fluid circuit and / or in the consumer fluid circuit.

Zudem kann das Massestromverhältnis in der hydraulischen Weiche von Verbraucherfluidkreislauf zu Erzeugerfluidkreislauf auf 1:1–1,3 eingestellt oder das Massestromverhältnis bei einem hydraulischen Behälter der Art eingestellt werden, dass die Schichtung im Behälter nicht zerstört wird. Hierdurch wird insbesondere sichergestellt, dass keine Rückführung von Fluid aus der Rückführleitung des Verbraucherfluidkreislaufs über die hydraulische Weiche zu der Zuführleitung des Verbraucherfluidkreislaufs erfolgt. Um die Schichtung nicht zu zerstören kann in einem im Wesentlichen vollständig beladenen Zustand des hydraulischen Behälters das Massestromverhältnis von Verbraucherfluidkreislauf zu Erzeugerfluidkreislauf auf 1:0,9 eingestellt werden. In addition, the mass flow ratio in the hydraulic switch from consumer fluid circuit to generator fluid circuit can be set to 1: 1-1.3 or the mass flow ratio can be set in a hydraulic container of the type that the stratification in the container is not destroyed. This ensures in particular that there is no return of fluid from the return line of the consumer fluid circuit via the hydraulic switch to the supply line of the consumer fluid circuit. In order not to destroy the stratification, in a substantially fully loaded condition of the hydraulic tank, the mass flow ratio of the consumer fluid circuit to the generator fluid circuit may be set at 1: 0.9.

Die Entkopplung des Verbraucherfluidkreislaufs von dem Erzeugerfluidkreislauf über die hydraulische Weiche oder den hydraulischen Behälter und die Regulierung des Massestromverhältnisses in der vorstehend beschriebenen Art reduzieren ein Takten der Wärmepumpen. Hierdurch können vor allem in einem Fluidsystem mit mehreren Wärmepumpen diese optimiert betrieben werden. Gegenüber Systemen aus dem Stand der Technik kommt es nicht zu einem häufigen An- und Ausschalten der Wärmepumpen, um einen variierenden Kältebedarf der Kühlvorrichtungen zu befriedigen. Das hierin beschriebene Verfahren und das hierin beschriebene Fluidsystem ermöglichen vielmehr einen konstanten Betrieb von Wärmepumpen mit einer geringeren Anzahl an Ein- und Ausschaltvorgängen. The decoupling of the consumer fluid circuit from the generator fluid circuit via the hydraulic diverter or the hydraulic tank and the regulation of the mass flow ratio in the manner described above reduce a clocking of the heat pump. This can be operated optimally, especially in a fluid system with multiple heat pumps. Compared to prior art systems, there is no frequent turning on and off of the heat pumps to meet varying refrigeration needs of the refrigerators. Rather, the method and fluid system described herein enable constant operation of heat pumps with fewer on and off cycles.

Bei einem Fluidsystem, welches die vorstehend genannte Aufgabe löst, aufweisend einen Erzeugerfluidkreislauf und einen Verbraucherfluidkreislauf,

– ist zwischen dem Erzeugerfluidkreislauf und dem Verbrauchfluidkreislauf eine hydraulische Weiche oder ein hydraulischer Behälter als Weiche angeordnet,
– sind die hydraulische Weiche oder der hydraulische Behälter mit einer Zuführleitung und einer Rückleitung des Erzeugerfluidkreislaufs und einer Zuführleitung und einer Rückführleitung des Verbraucherfluidkreislaufs verbunden,
– weist der Erzeugerfluidkreislauf mindestens eine Wärmepumpe und mindestens eine Förderpumpe auf,
– weist der Verbraucherfluidkreislauf mindestens eine Kühlvorrichtung und mindestens eine Ausgleichspumpe auf, und
– ist die mindestens eine Ausgleichspumpe derart steuerbar, dass der Massestrom des Verbraucherfluidkreislaufs bei einer hydraulischen Weiche oder bei einem hydraulischen Behälter im nicht vollständig beladenen Zustand des hydraulischen Behälters kleiner oder gleich dem Massestrom des Erzeugerfluidkreislaufs und/oder das Massestromverhältnisses zwischen dem Erzeugerfluidkreislauf und dem Verbraucherfluidkreislauf in der hydraulischen Weiche oder in dem hydraulischen Behälter konstant sind.

In a fluid system which achieves the above object, comprising a generator fluid circuit and a consumer fluid circuit,

A hydraulic separator or a hydraulic container is arranged as a switch between the generator fluid circuit and the consumption fluid circuit,
The hydraulic diverter or the hydraulic tank are connected to a supply line and a return line of the generator fluid circuit and a supply line and a return line of the consumer fluid circuit,
The generator fluid circuit has at least one heat pump and at least one feed pump,
The consumer fluid circuit has at least one cooling device and at least one equalizing pump, and
The at least one equalizing pump is controllable in such a way that the mass flow of the consumer fluid circuit in a hydraulic diverter or in a hydraulic container in the not completely loaded state of the hydraulic container is less than or equal to the mass flow of the generator fluid circuit and / or the mass flow ratio between the generator fluid circuit and the consumer fluid circuit the hydraulic switch or in the hydraulic tank are constant.

Das Fluidsystem ist entsprechend den Merkmalen des Verfahrens steuerbar und so ausgebildet, dass der Massestrom des Verbraucherfluidkreislaufs kleiner oder gleich dem Erzeugerfluidkreislauf und das Massestromverhältnis konstant sind, wobei die mindestens eine Wärmepumpe bzw. der Kälteerzeuger das Fluid auf ΔT = 4 K einkühlt bzw. regelt. The fluid system is controllable according to the features of the method and designed so that the mass flow of the consumer fluid circuit is equal to or less than the generator fluid circuit and the mass flow ratio constant, the at least one heat pump or the refrigerant cools or regulates the fluid to ΔT = 4 K.

Hierzu ist die mindestens eine Ausgleichspumpe zwischen der Zuführleitung und der Rückführleitung des Verbraucherfluidkreislaufs angeordnet. Die Steuerung bzw. Regelung der Ausgleichspumpe erfolgt in Abhängigkeit des Kältebedarfs der mindestens einen Kühlvorrichtung, d.h. des über die Pumpe der Kühlvorrichtung der Kühlvorrichtung zugeführten Massestroms, und des Massestroms im Erzeugerfluidkreislauf. For this purpose, the at least one compensating pump is arranged between the supply line and the return line of the consumer fluid circuit. The control or regulation of the compensation pump takes place in dependence on the refrigeration demand of the at least one cooling device, i. the mass flow supplied via the pump to the cooling device of the cooling device, and the mass flow in the generator fluid circuit.

Um den Massestrom in dem Verbraucherfluidkreislauf konstant zu halten, wird die Ausgleichspumpe derart geregelt, dass diese Schwankungen aufgrund verschiedener Leistungsanforderungen der Kühlvorrichtungen (Kältebedarf) und damit verschiedener Fördermengen der Pumpen zum Erzielen eines Soll-Fluidstroms ausgleicht. Dieser Soll-Fluidstrom (Massestrom Verbraucherfluidkreislauf) wird dabei so geregelt, dass dieser kleiner als der Massestrom im Erzeugerfluidkreislauf ist. In order to keep the mass flow in the consumer fluid circuit constant, the balancing pump is controlled so that these fluctuations due to different performance requirements of the cooling devices (refrigeration demand) and thus balances different flow rates of the pump to achieve a desired fluid flow. This desired fluid flow (mass flow consumer fluid circuit) is controlled so that it is smaller than the mass flow in the generator fluid circuit.

Wie eingangs für das Verfahren bereits angegeben, kann der Verbraucherfluidkreislauf eine Vielzahl von Kühlvorrichtungen und jeweils eine den Kühlvorrichtungen zugeordnete Pumpe aufweisen, wobei die Kühlvorrichtungen und die zugeordneten Pumpen in parallelen Nebenfluidkreisläufen angeordnet und mit der Zuführleitung und der Rückführleitung des Verbraucherfluidkreislaufs verbunden sind. Insbesondere kann der Verbraucherfluidkreislauf mindestens zwei parallele Nebenkreisläufe mit jeweils mindestens einer Pumpe und einer Kühlvorrichtung aufweisen, wobei Zuführleitungen der Nebenkreisläufe des Verbraucherfluidkreislaufs mit der Zuführleitung des Verbraucherfluidkreislaufs und Rückführleitungen der Nebenkreisläufe mit der Rückführleitung des Verbraucherfluidkreislaufs verbunden sind. Zusätzlich oder alternativ kann der Erzeugerfluidkreislauf mindestens zwei parallele Nebenkreisläufe mit einer Wärmepumpe und/oder einer Heizvorrichtung aufweisen, wobei Zuführleitungen der Nebenkreisläufe des Erzeugerfluidkreislaufs mit der Zuführleitung des Erzeugerfluidkreislaufs und Rückführleitungen der Nebenkreisläufe mit der Rückführleitung des Erzeugerfluidkreislaufs verbunden sind. As already indicated for the method, the consumer fluid circuit may comprise a plurality of cooling devices and a respective pump associated with the cooling devices, wherein the cooling devices and the associated pumps are arranged in parallel secondary fluid circuits and connected to the supply line and the return line of the consumer fluid circuit. In particular, the consumer fluid circuit may have at least two parallel secondary circuits each having at least one pump and a cooling device, supply lines of the secondary circuits of the consumer fluid circuit being connected to the supply line of the consumer fluid circuit and return lines of the secondary circuits being connected to the return line of the consumer fluid circuit. Additionally or alternatively, the generator fluid circuit may comprise at least two parallel secondary circuits with a heat pump and / or a heater, wherein supply lines of the secondary circuits of the generator fluid circuit are connected to the supply line of the generator fluid circuit and return lines of the secondary circuits to the return line of the generator fluid circuit.

In dem Fluidsystem kann ein Kältemittel aufgenommen sein, welches in den Leitungen des Verbraucherfluidsystems, des Erzeugerfluidsystems und der hydraulischen Weiche oder in dem hydraulischen Behälter aufgenommen ist. Als Kältemittelträger kann Wasser mit einem Frostmittel, insbesondere eine sogenannte Sole zum Einsatz kommen, die eine Wasser-Glykol-Mischung umfasst. In the fluid system, a refrigerant may be included, which is included in the lines of the consumer fluid system, the generator fluid system and the hydraulic switch or in the hydraulic tank. As the refrigerant carrier, water can be used with a frost agent, in particular a so-called brine, which comprises a water-glycol mixture.

Die mindestens eine Ausgleichspumpe, die mindestens eine Förderpumpe und/oder die mindestens eine Pumpe können drehzahlgesteuerte Pumpen sein. Drehzahlgesteuerte bzw. -geregelte Pumpen können einfach in ihrer Fördermenge verändert und zentral gesteuert werden. Die mindestens eine Ausgleichspumpe kann dabei als sogenannte Überströmpumpe ausgebildet sein. The at least one compensating pump, the at least one delivery pump and / or the at least one pump can be speed-controlled pumps. Speed-controlled or regulated pumps can be easily changed in their flow rate and centrally controlled. The at least one compensating pump can be designed as a so-called overflow pump.

Mindestens in der Rückführleitung des Verbraucherfluidkreislaufs, der Zuführleitung des Verbraucherfluidkreislaufs, der Rückführleitung des Erzeugerfluidkreislaufs, und/oder der Zuführleitung des Erzeugerfluidkreislaufs kann mindestens eine Temperaturerfassungseinrichtung angeordnet sein. Die Temperaturerfassungseinrichtungen dienen zum Messen der Fluidtemperatur an verschiedenen Stellen im Fluidsystem. In Abhängigkeit der gemessenen Fluidtemperaturen kann bspw. der Betrieb der Wärmepumpen gesteuert werden. Hierzu wird auf die eingangs beschriebenen Temperaturabhängigen Verfahren verwiesen. At least in the return line of the consumer fluid circuit, the supply line of the consumer fluid circuit, the return line of the generator fluid circuit, and / or the supply line of the generator fluid circuit can be arranged at least one temperature detection device. The temperature sensing devices serve to measure the fluid temperature at various locations in the fluid system. Depending on the measured fluid temperatures, for example, the operation of the heat pump can be controlled. Reference is made to the temperature-dependent method described above.

Die Kühlvorrichtungen können Wärmeübertrager sein, wie z.B. Platten- oder Rohr-Wärmeübertrager mit einem Gebläse oder Ventilator. The cooling devices may be heat exchangers, e.g. Plate or tube heat exchanger with a blower or fan.

Der hydraulische Behälter kann als hydraulischer Speicher und insbesondere als Fluidspeicher ausgebildet sein, wobei in dem Fluidspeicher gegenüber einer hydraulischen Weiche eine große Menge an Fluid aufgenommen ist. Beispielsweise weist der Fluidspeicher ein Fassungsvermögen von über 500 Litern auf. Der Fluidspeicher weist eine Isolierung auf, so dass im Wesentlichen keine Wärmeübertragung mit der Umgebung erfolgt. Der Fluidspeicher weist eine Schichtung mit mehreren Temperaturniveaus auf. Im Bodenbereich des Fluidspeichers ist das Fluid am kältesten und weist im Wesentlichen die gleiche Temperatur wie das Fluid in der Rückführleitung des Erzeugerfluidkreislaufs auf. Im oberen Bereich des Fluidspeichers ist das Fluid am wärmsten und weist im Wesentlichen die gleiche Temperatur auf wie das Fluid in der Rückführleitung des Verbraucherfluidkreislaufs. Aufgrund der relativ großen aufgenommenen Fluidmenge kann über einen längeren Zeitraum die Fluidtemperatur in der Zuführleitung des Verbraucherfluidkreislaufs ohne Kühlung durch eine Wärmepumpe bereitgestellt werden, wenn eine Mindestmenge an „kaltem“ Fluid im Fluidspeicher aufgenommen ist. The hydraulic container may be designed as a hydraulic reservoir and in particular as a fluid reservoir, wherein in the fluid reservoir with respect to a hydraulic switch a large amount of fluid is added. For example, the fluid reservoir has a capacity of over 500 liters. The fluid reservoir has an insulation, so that there is essentially no heat transfer with the environment. The fluid reservoir has a stratification with several temperature levels. In the bottom region of the fluid reservoir, the fluid is coldest and has substantially the same temperature as the fluid in the return line of the generator fluid circuit. In the upper region of the fluid reservoir, the fluid is the warmest and has substantially the same temperature as the fluid in the return line of the consumer fluid circuit. Due to the relatively large amount of fluid received, the fluid temperature in the supply line of the consumer fluid circuit may be provided for a prolonged period of time without cooling by a heat pump when a minimum amount of "cold" fluid is received in the fluid reservoir.

In dem Fluidspeicher können ferner Speicherelemente aufgenommen sein. Die Speicherelemente sind beispielsweise mit einem Phasenwechselmaterial („Phase Change Material“ – PCM) gefüllte Kugeln. Als Phasenwechselmaterial kann beispielsweise Wasser verwendet werden. Durch die Befüllung des Fluidspeichers mit Speicherelementen kann die Speicherfähigkeit erhöht werden und das Durchmischen und damit die Zerstörung der Schichtung verhindert oder zumindest reduziert werden. Die Speicherelemente weisen eine im Wesentlichen feste Anordnung im Fluidspeicher auf und sind zumindest abschnittsweise von dem Fluid umgeben. Die Speicherelemente nehmen dann entweder Wärme vom Fluid auf oder geben Wärme an das Fluid ab. Die Speicherelemente können auch mit verschiedenen Phasenwechselmaterialien gefüllt sein, wobei bspw. die Schmelztemperatur des Phasenwechselmaterials der Speicherelemente im Bereich des Bodens des Fluidspeichers niedriger ist als die Schmelztemperatur des Phasenwechselmaterials der Speicherelemente im oberen Bereich des Fluidspeichers. Anstelle von Kugeln oder anderen mit einem Phasenwechselmaterial gefüllten Speicherelementen können auch Platten aufgenommen werden, die in verschiedenen Schichten im Fluidspeicher angeordnet sind und Durchtrittsöffnungen für das Fluid aufweisen. Storage elements may also be accommodated in the fluid store. The storage elements are, for example, balls filled with a phase change material (PCM). As a phase change material, for example, water can be used. By filling the fluid reservoir with storage elements, the storage capacity can be increased and prevents the mixing and thus the destruction of the stratification or at least reduced. The Storage elements have a substantially fixed arrangement in the fluid reservoir and are at least partially surrounded by the fluid. The storage elements then either absorb heat from the fluid or give up heat to the fluid. The storage elements can also be filled with different phase change materials, wherein, for example, the melting temperature of the phase change material of the storage elements in the region of the bottom of the fluid reservoir is lower than the melting temperature of the phase change material of the storage elements in the upper region of the fluid reservoir. Instead of spheres or other storage elements filled with a phase change material, it is also possible to accommodate plates which are arranged in different layers in the fluid reservoir and have passage openings for the fluid.

Zusätzlich kann durch das Fluidsystem ein Speichern der „Kälte“ erreicht werden. Ein Fluidsystem mit einem „Kälte“-Puffer weist bspw. mehrere Kühlvorrichtungen in parallelen Nebenkreisläufen in dem Verbraucherfluidkreis und mindestens zwei Wärmepumpen auf. Die Kühlvorrichtungen werden jeweils über eine zugeordnete Pumpe mit Fluid versorgt. Um „Kälte“ zu speichern werden die mindestens zwei Wärmepumpen gleichzeitig betrieben, wodurch die Fluidtemperatur gesenkt werden kann. Die Fluidtemperatur in der Zuführleitung des Verbraucherfluidkreislaufs wird dabei abgesenkt. Daher werden die Pumpen der Kühlvorrichtungen entsprechend geregelt, so dass weniger Fluid den Kühlvorrichtungen zugeführt wird. Die Kühlleistung der Kühlvorrichtungen bleibt dabei aber im Wesentlichen gleich. Als Folge dessen wird auch die Kühltemperatur in der Rückführleitung des Verbraucherfluidkreislaufs reduziert. Nach dem Absenken der Fluidtemperatur kann nur noch eine Wärmepumpe betrieben werden, welche die Fluidtemperatur auf dem abgesenkten Temperaturniveau hält. Wird nun von den Kühlvorrichtungen eine höhere Kühlleistung gefordert, kann diese dem Fluid entnommen werden. Dabei steigt die Fluidtemperatur in der Rückführleitung des Verbraucherfluidkreislaufs, bleibt aber unter oder im Wesentlichen gleich dem Temperaturniveau vor dem Absenken der Fluidtemperatur. Übersteigt die Fluidtemperatur in der Rückführleitung des Verbraucherfluidkreislaufs einen bestimmbaren Schwellenwert, wird die zweite Wärmepumpe zugeschaltet. In addition, storage of the "cold" can be achieved by the fluid system. A fluid system with a "cold" buffer has, for example, a plurality of cooling devices in parallel secondary circuits in the consumer fluid circuit and at least two heat pumps. The cooling devices are each supplied with fluid via an associated pump. To store "cold", the at least two heat pumps are operated simultaneously, whereby the fluid temperature can be lowered. The fluid temperature in the supply line of the consumer fluid circuit is lowered. Therefore, the pumps of the cooling devices are controlled accordingly, so that less fluid is supplied to the cooling devices. The cooling capacity of the cooling devices remains essentially the same. As a result, the cooling temperature in the return line of the consumer fluid circuit is also reduced. After lowering the fluid temperature, only one heat pump can be operated, which keeps the fluid temperature at the lowered temperature level. If now required by the cooling devices, a higher cooling capacity, it can be removed from the fluid. In this case, the fluid temperature rises in the return line of the consumer fluid circuit, but remains below or substantially equal to the temperature level before lowering the fluid temperature. If the fluid temperature in the return line of the consumer fluid circuit exceeds a determinable threshold value, the second heat pump is switched on.

Durch das vorstehend beschriebene Verfahren ist es möglich, „Kälte“ in dem Fluidsystem zu speichern. In Abhängigkeit der Leitungslänge kann daher ein relativ großer „Kälte“-Puffer durch das Fluidsystem bereitgestellt werden. Bspw. kann nachts „Kälte“ gespeichert werden, wenn die Energiekosten für den Betrieb der Wärmepumpen gering sind. By the method described above, it is possible to store "cold" in the fluid system. Depending on the line length, therefore, a relatively large "cold" buffer may be provided by the fluid system. For example. can be stored at night "cold" when the energy costs for the operation of the heat pumps are low.

Das Fluidsystem kann beispielsweise aber auch bei Anlagen eingesetzt werden, die geringe Leitungslängen aufweisen oder die Subsysteme mit relativ geringen Ausmaßen betreffen. Hierbei kann beispielsweise die Ausgleichspumpe des Verbraucherfluidkreislaufs in einem Kühlregal eines Kühlsystems angeordnet sein, wobei in dem Kühlregal Kühlvorrichtungen angeordnet sind. Die Kühlvorrichtungen weisen eine separate drehzahlgeregelte Pumpe auf, die ebenfalls im Kühlregal angeordnet ist. Der Verbraucherfluidhauptkreislauf erstreckt sich über das Kühlregal und die Verbraucherfluidnebenkreisläufe sind mit dem Verbraucherfluidhauptkreislauf verbunden. However, the fluid system can also be used, for example, in installations which have short line lengths or concern the subsystems with relatively small dimensions. In this case, for example, the compensating pump of the consumer fluid circuit can be arranged in a cooling rack of a cooling system, wherein cooling devices are arranged in the cooling rack. The cooling devices have a separate speed-controlled pump, which is also arranged in the cooling rack. The consumer fluid main circuit extends over the cooling shelf and the consumer fluid subcircuits are connected to the consumer fluid main circuit.

Zusätzlich kann durch ein Fluidsystem mit einem hydraulischen Behälter als Weiche ein Speichern von „Kälte“ erreicht werden. Ein Fluidsystem mit einem hydraulischen Behälter als Weiche weist bspw. mehrere Kühlvorrichtungen in parallelen Nebenkreisläufen in dem Verbraucherfluidkreis und mindestens zwei Wärmepumpen auf. Die Kühlvorrichtungen werden jeweils über eine zugeordnete Pumpe mit Fluid versorgt. Um „Kälte“ zu speichern werden die mindestens zwei Wärmepumpen gleichzeitig betrieben, wodurch die Fluidtemperatur gesenkt werden kann. Die Fluidtemperatur in der Zuführleitung des Erzeugerfluidkreislaufs wird dabei abgesenkt. Dies geschieht z.B. dadurch, dass die erste Wärmepumpe nicht mehr abschaltet oder die zweite Wärmepumpe zugeschaltet wird. Wird z.B. keine zweite Wärmepumpe zugeschaltet, so wird die Drehzahl der Ausgleichspumpe (Überströmpumpe) reduziert. Wird hingegen die zweite Wärmepumpe zugeschaltet, so bleibt die Drehzahl konstant oder wird erhöht. Ziel dieser Anpassung ist, dass der Massestrom im Verbraucherfluidkreislauf reduziert wird und somit der Massestrom der über den hydraulischen Behälter strömt zunimmt, wobei durch die Absenkung der Fluidtemperatur die Kühlleistung der Kühlvorrichtungen dabei aber im Wesentlichen gleich bleibt. Nach dem Durchkühlen des hydraulischen Behälters durch das Absenken der Fluidtemperatur besteht die Möglichkeit die zweite Wärmepumpe Außerbetrieb zu setzen. Durch die Herabsetzung des Massestromes auf der Erzeugerseite und der Anpassung des Massestromes auf der Verbraucherseite durch die Ausgleichspumpe (Überströmpumpe) besteht die Möglichkeit durch die Verschiebung des Massestromverhältnisses auf Verhältnisse von 1 < 1, z. B. auf 0,9:1 den hydraulischen Behälter zu entladen. Begrenzt wird das Massestromverhältnis durch das Verhältnis ab dem die Gefahr besteht, dass die Schichtung im hydraulischen Behälter zerstört wird. Anhaltspunkt bildet hier der Erfahrungswert, dass die Fluidströmung (bezogen auf die Strömung im hydraulischen Behälter) nicht höher als 0,3 m/s sein darf. Hierdurch steigt die Fluidtemperatur im hydraulischen Behälter an, bis dieser entladen ist. Dieses ist dann erreicht, wenn die Temperaturgrenzschicht im unteren Bereich des hydraulischen Behälters die Temperatur des Rücklaufes, also der Fluidtemperatur in der Rückführleitung des Verbraucherfluidkreislaufs, erreicht hat. Nach dem Erreichen dieses Punktes erfolgt entweder die erneute Beladung des hydraulischen Behälters mit Kälte oder eine erneute Einregulierung des Massestromverhältnisses zwischen 1:1 und 1:1,3, wobei das maximal zulässige Massestromverhältnis aber primär dadurch bestimmt wird, ab welchem Massestromverhältnis die Schichtung im hydraulischen Behälter zerstört wird. Anhaltspunkt bildet hier der vorstehend genannte Erfahrungswert, wonach die Fluidströmung (bezogen auf die Strömung im hydraulischen Behälter) nicht höher als 0,3 m/s sein darf. In addition, storage of "cold" can be achieved by a fluid system with a hydraulic tank as a switch. A fluid system with a hydraulic tank as a switch has, for example, several cooling devices in parallel secondary circuits in the consumer fluid circuit and at least two heat pumps. The cooling devices are each supplied with fluid via an associated pump. To store "cold", the at least two heat pumps are operated simultaneously, whereby the fluid temperature can be lowered. The fluid temperature in the supply line of the generator fluid circuit is lowered. This happens, for example, in that the first heat pump no longer shuts off or the second heat pump is switched on. If, for example, no second heat pump is switched on, the speed of the compensating pump (overflow pump) is reduced. If, however, the second heat pump is switched on, the speed remains constant or is increased. The aim of this adjustment is that the mass flow in the consumer fluid circuit is reduced, and thus the mass flow of the hydraulic tank overflow increases, but by lowering the fluid temperature, the cooling capacity of the cooling devices remains essentially the same. After cooling the hydraulic tank by lowering the fluid temperature, it is possible to put the second heat pump out of service. Due to the reduction of the mass flow on the generator side and the adjustment of the mass flow on the consumer side by the balance pump (overflow), the possibility exists by shifting the mass flow ratio to ratios of 1 <1, z. B. to 0.9: 1 to unload the hydraulic tank. The mass flow ratio is limited by the ratio above which there is a risk that the stratification in the hydraulic tank will be destroyed. Clue here is the empirical value that the fluid flow (based on the flow in the hydraulic tank) must not be higher than 0.3 m / s. As a result, the fluid temperature rises in the hydraulic tank until it is discharged. This is achieved when the temperature boundary layer in the lower region of the hydraulic tank the Temperature of the return, so the fluid temperature in the return line of the consumer fluid circuit has reached. After reaching this point, either the reloading of the hydraulic container with cold or a renewed adjustment of the mass flow ratio between 1: 1 and 1: 1.3, the maximum permissible mass flow ratio but primarily determined by which mass flow ratio, the stratification in the hydraulic Container is destroyed. Clue here forms the above empirical value, according to which the fluid flow (based on the flow in the hydraulic tank) must not be higher than 0.3 m / s.

Des Weiteren besteht die Möglichkeit zur Erhöhung der Speicherung von Kälte den Behälter mit einem Phasenwechselmaterial zu beladen, wie vorstehend bereits angegeben, wodurch sich die Speicherfähigkeit des Systems erhöht. Furthermore, there is the possibility to increase the storage of cold to load the container with a phase change material, as already stated above, thereby increasing the storage capacity of the system.

Durch das vorstehend beschriebene Verfahren ist es möglich, „Kälte“ in dem Fluidsystem zu speichern. Insbesondere bei langen Leitungen kann daher ein relativ großer „Kälte“-Puffer durch das Fluidsystem bereitgestellt werden. Bspw. kann nachts „Kälte“ gespeichert werden, wenn die Energiekosten für den Betrieb der Wärmepumpen gering sind. By the method described above, it is possible to store "cold" in the fluid system. Especially with long lines, therefore, a relatively large "cold" buffer can be provided by the fluid system. For example. can be stored at night "cold" when the energy costs for the operation of the heat pumps are low.

Es wird hierin stets von Masseströmen und Massestromverhältnissen gesprochen. Es kann aber ebenso von Volumenströmen und Volumenstromverhältnissen gesprochen werden. Es erfolgt keine oder zumindest nur eine vernachlässigbare kleine Änderung der Dichte des Fluids, so dass für das Fluidsystem und das Verfahren zum Steuern des Fluidsystems im Allgemeinen gilt, dass der Massestrom äquivalent zum Volumenstrom ist. Ferner gelten die für das Verfahren genannten Vorteile ebenso für das Fluidsystem und umgekehrt. It is always spoken here of mass flows and mass flow ratios. However, it is also possible to speak of volume flows and volume flow ratios. There is no or at least only a negligible small change in the density of the fluid, so that for the fluid system and the method of controlling the fluid system, it is generally true that the mass flow is equivalent to the volumetric flow. Furthermore, the advantages mentioned for the method also apply to the fluid system and vice versa.

Weitere Vorteile, Merkmale sowie Ausgestaltungsmöglichkeiten ergeben sich aus der nachfolgenden Figurenbeschreibung von nicht einschränkend zu verstehenden Ausführungsbeispielen. Further advantages, features and design options will become apparent from the following description of the figures of non-limiting embodiments to be understood.

In den Zeichnungen zeigt: In the drawings shows:

1 eine schematische Darstellung eines Fluidsystems; 1 a schematic representation of a fluid system;

2 einen schematischen Temperaturverlauf der Rücklauftemperatur; 2 a schematic temperature profile of the return temperature;

3 eine schematische Darstellung der Massestromanteile im Verbraucherfluidkreislauf; 3 a schematic representation of the mass flow rates in the consumer fluid circuit;

4 eine schematische Darstellung eines Fluidsystems mit einem hydraulischen Behälter einer weiteren Ausführungsform; 4 a schematic representation of a fluid system with a hydraulic container of another embodiment;

5 eine weitere schematische Darstellung des Fluidsystems mit einem hydraulischen Behälter der weiteren Ausführungsform; 5 a further schematic representation of the fluid system with a hydraulic container of the further embodiment;

6 eine schematische Darstellung eines Fluidsystems mit einem hydraulischen Behälter einer noch weiteren Ausführungsform; 6 a schematic representation of a fluid system with a hydraulic container of yet another embodiment;

7 eine schematische Darstellung des Fluidsystems mit einem hydraulischen Behälter der noch weiteren Ausführungsform; 7 a schematic representation of the fluid system with a hydraulic container of the still further embodiment;

8 eine schematische Darstellung eines Fluidsystems mit einem mit Phasenwechselmaterialien gefüllten hydraulischen Behälter einer weiteren Ausführungsform; und 8th a schematic representation of a fluid system with a filled with phase change materials hydraulic tank of another embodiment; and

9 eine schematische Darstellung des Fluidsystems mit einem mit Phasenwechselmaterialien gefüllten hydraulischen Behälter der weiteren Ausführungsform. 9 a schematic representation of the fluid system with a filled with phase change materials hydraulic tank of the further embodiment.

In den Figuren mit gleichen Bezugszeichen versehene Teile entsprechen im Wesentlichen einander, sofern nichts anderes angegeben ist. Ferner wird darauf verzichtet, Bestandteile und Komponenten zu beschreiben, welche nicht wesentlich zum Verständnis der hierin offenbarten technischen Lehre sind. Parts indicated by like reference characters in the figures substantially correspond to each other unless otherwise specified. Further, it is omitted to describe components and components which are not essential to understanding the teachings disclosed herein.

1 zeigt ein Fluidsystem 10, aufweisend einen Erzeugerfluidkreislauf 12 und einen Verbraucherfluidkreislauf 14. Der Erzeugerfluidkreislauf 12 und der Verbraucherfluidkreislauf 14 sind jeweils mit Anschlüssen 50, 52, 54, 56 einer hydraulischen Weiche 26 verbunden. Die hydraulische Weiche 26 dient zur Entkopplung des Erzeugerfluidkreislaufs 12 von dem Verbraucherfluidkreislauf 14. 1 shows a fluid system 10 comprising a generator fluid circuit 12 and a consumer fluid circuit 14 , The generator fluid circuit 12 and the consumer fluid circuit 14 are each with connections 50 . 52 . 54 . 56 a hydraulic switch 26 connected. The hydraulic switch 26 serves to decouple the generator fluid circuit 12 from the consumer fluid circuit 14 ,

Der Erzeugerfluidkreislauf 12 weist eine Zuführleitung 44 und eine Rückführleitung 46 auf. Der Erzeugerfluidkreislauf 12 umfasst weiter mindestens eine erste Wärmepumpe 16, eine zweite Wärmepumpe 28 und eine dritte Wärmepumpe 30, sowie erste Förderpumpen 18. Die Zuführleitung 44 ist über ein Ventil mit dem Anschluss 50 der hydraulischen Weiche 26 verbunden. Über die Zuführleitung 44 sind die Wärmepumpen 16, 28 und 30 angeschlossen. Die Wärmepumpen dienen im aktiven Zustand zur Kühlung des über die Zuführleitung 44 zugeführten Fluids. The generator fluid circuit 12 has a supply line 44 and a return line 46 on. The generator fluid circuit 12 further comprises at least a first heat pump 16 , a second heat pump 28 and a third heat pump 30 , as well as first feed pumps 18 , The feed line 44 is via a valve with the connection 50 the hydraulic switch 26 connected. About the feed line 44 are the heat pumps 16 . 28 and 30 connected. The heat pumps are used in the active state for cooling the via the supply line 44 supplied fluids.

Die Wärmepumpen 16, 28 und 30 sind zudem mit einem zweiten Fluidkreis 48 gekoppelt, über den Wärme ab- und Heizvorrichtungen zugeführt wird. Die Heizvorrichtungen können die über die Wärmepumpen 16, 28 und 30 erzeugte Wärmeenergie ausnutzen. In dem Erzeugerfluidkreislauf 12 können auch weitere hydraulische Weichen angeschlossen sein, die mit Heizvorrichtungen und/oder -fluidkreisläufen gekoppelt sind. Der zweite Fluidkreislauf 48 umfasst weitere Komponenten, wie Förderpumpen, Ventile, Wärmetauscher und Heizvorrichtungen, die in 1 nicht weiter dargestellt sind und nicht weiter beschrieben werden. The heat pumps 16 . 28 and 30 are also equipped with a second fluid circuit 48 coupled, via the heat off and heating devices is supplied. The heaters can be over the heat pumps 16 . 28 and 30 exploit generated heat energy. In the generator fluid circuit 12 It is also possible to connect further hydraulic switches which are coupled to heating devices and / or fluid circuits. The second fluid circuit 48 includes other components, such as feed pumps, valves, heat exchangers and heaters, which in 1 are not shown and will not be described further.

Das über die Wärmepumpen 16, 28 und 30 gekühlte Fluid wird über die Förderpumpen 18 und nicht bezeichnete Ventile in die Rückführleitung 46 eingebracht. Die Rückführleitung 46 ist über ein Ventil mit dem Anschluss 52 der hydraulische Weiche 26 verbunden. An der hydraulischen Weiche 26 liegt dem Anschluss 52 ein Anschluss 56 gegenüber. Der Anschluss 56 ist über ein Ventil mit der Zuführleitung 58 des Verbraucherfluidkreislaufs 14 verbunden. That's about the heat pumps 16 . 28 and 30 cooled fluid is transferred via the feed pumps 18 and unspecified valves in the return line 46 brought in. The return line 46 is via a valve with the connection 52 the hydraulic switch 26 connected. At the hydraulic switch 26 is the connection 52 a connection 56 across from. The connection 56 is via a valve with the supply line 58 the consumer fluid circuit 14 connected.

Der Verbraucherfluidkreislauf 14 weist eine Rückführleitung 60 auf, die über ein Ventil mit dem Anschluss 54 der hydraulischen Weiche 26 verbunden ist. Der Anschluss 54 liegt dem Anschluss 50 gegenüber. In der hydraulischen Weiche 26 erfolgt dann ein Durchströmen des Fluids von dem Anschluss 52 zu dem Anschluss 56 und von dem Anschluss 54 zu dem Anschluss 50. In der hydraulischen Weiche 26 stellt sich eine Schichtung mit verschiedenen Temperaturniveaus ein. Die Ausbildung der hydraulischen Weiche 26 und deren Dimensionierung sind an das Fluidsystem 10 anzupassen. Die Leitungen des Fluidsystems 10 weisen Querschnitte auf, die in Abhängigkeit der zu erzielenden Kühlleistung, der Länge der Leitungen und der Größe des Fluidsystems 10 festgelegt werden. Die Leitungsquerschnitte können auch bei den verschiedenen Leitungen voneinander abweichen. Zudem können auch die Leitungsquerschnitte einer Leitung über deren Länge hinweg variieren. The consumer fluid circuit 14 has a return line 60 on, which has a valve with the connection 54 the hydraulic switch 26 connected is. The connection 54 is the connection 50 across from. In the hydraulic switch 26 then takes place a flow of fluid from the port 52 to the connection 56 and from the connection 54 to the connection 50 , In the hydraulic switch 26 sets itself a stratification with different temperature levels. The training of the hydraulic switch 26 and their dimensioning are to the fluid system 10 adapt. The pipes of the fluid system 10 have cross-sections, depending on the cooling performance to be achieved, the length of the lines and the size of the fluid system 10 be determined. The cable cross-sections may also differ from each other in the different cables. In addition, the line cross sections of a line can vary over its length.

Der Verbraucherfluidkreislauf 14 weist mehrere parallele Nebenfluidkreisläufe 62 auf. Zuführleitungen der Nebenfluidkreisläufe 62 sind mit der Zuführleitung 58 des Hauptfluidkreislaufs verbunden. Rückführleitungen der Nebenfluidkreisläufe 62 sind mit der Rückführleitung 60 des Hauptfluidkreislaufs verbunden. In den Nebenfluidkreisläufen 62 sind Pumpen 22 und Kühlvorrichtungen 20 sowie Ventile angeordnet. Die Pumpen 22 regeln die Zufuhr des über die Wärmepumpen 16, 28, 30 gekühlten Fluids zu den Kühlvorrichtungen 20. Die Pumpen 22 sind so in den Nebenfluidkreisläufen 62 angeordnet, dass diese den Kühlvorrichtungen 20 vorgeschaltet sind. Das die Kühlvorrichtungen 20 durchströmende Fluid wird über die Rückführleitungen der Nebenfluidkreisläufe 62 zurückgeführt, wobei die Rückführleitungen in der Rückführleitung 60 des Hauptfluidkreislaufs zusammenlaufen und an dem Anschluss 54 der hydraulischen Weiche 26 anliegen. Die Pumpen 22 ermöglichen eine bedarfsabhängige Zufuhr von gekühlten Fluid zu den Kühlvorrichtungen 20. Über die Ventile können die Nebenfluidkreisläufe 62 von dem Hauptfluidkreislauf getrennt werden. The consumer fluid circuit 14 has several parallel secondary fluid circuits 62 on. Feed lines of the secondary fluid circuits 62 are with the feed line 58 connected to the main fluid circuit. Return lines of the secondary fluid circuits 62 are with the return line 60 connected to the main fluid circuit. In the secondary fluid circuits 62 are pumps 22 and cooling devices 20 as well as valves arranged. The pumps 22 regulate the supply of the heat pumps 16 . 28 . 30 cooled fluid to the cooling devices 20 , The pumps 22 are so in the secondary fluid circuits 62 arranged that these are the cooling devices 20 upstream. That the coolers 20 fluid flowing through the return lines of the secondary fluid circuits 62 recycled, with the return lines in the return line 60 of the main fluid circuit converge and at the port 54 the hydraulic switch 26 issue. The pumps 22 allow for a demand-dependent supply of cooled fluid to the cooling devices 20 , About the valves, the secondary fluid circuits 62 be separated from the main fluid circuit.

Zwischen der Zuführleitung 58 und der Rückführleitung 60 ist eine Ausgleichspumpe 24 angeordnet. Die Ausgleichspumpe 24 ist im Hauptfluidkreislauf des Verbraucherfluidkreislaufs 14 so angeordnet, dass sie den Zuführleitungen der Nebenfluidkreisläufe 62 nachgeschaltet und den Rückführleitungen der Nebenfluidkreisläufe vorgeschaltet ist. Die Ausgleichspumpe 24 dient zum Einstellen eines konstanten Masse- bzw. Volumenstroms im Verbraucherfluidkreislauf 14 und zur Regulierung des Masse- bzw. Volumenstromverhältnis in der hydraulischen Weiche 26. Die Ausgleichspumpe 24 ist als sogenannte Überströmpumpe ausgebildet. Between the supply line 58 and the return line 60 is a balancing pump 24 arranged. The equalization pump 24 is in the main fluid circuit of the consumer fluid circuit 14 arranged so that they are the supply lines of the secondary fluid circuits 62 downstream and upstream of the return lines of the secondary fluid circuits. The equalization pump 24 serves to set a constant mass or volume flow in the consumer fluid circuit 14 and for regulating the mass flow ratio in the hydraulic switch 26 , The equalization pump 24 is designed as a so-called overflow pump.

Zudem weist das Fluidsystem 10 mehrere Temperaturerfassungseinrichtungen und Steuer- und Regeleinheiten auf. Die Temperaturerfassungseinrichtungen befinden sich mindestens in den Rückführleitungen 46, 60 und den Zuführleitungen 44 und 58, insbesondere im Bereich der Anschlüsse 50, 52, 54 und 56 der hydraulischen Weiche 26. Es können auch an anderen Stellen des Fluidsystems 10 weitere Temperaturerfassungseinrichtungen und Messvorrichtungen vorgesehen sein. In addition, the fluid system has 10 several temperature detection devices and control units. The temperature detection devices are located at least in the return lines 46 . 60 and the supply lines 44 and 58 , in particular in the field of connections 50 . 52 . 54 and 56 the hydraulic switch 26 , It can also be used elsewhere in the fluid system 10 be provided further temperature sensing devices and measuring devices.

In dem Fluidsystem 10 ist als Fluid ein Kältemittel (Wasser mit Frostschutzmittel), insbesondere eine Sole, aufgenommen. Die Sole ist eine Wasser-Glykol-Mischung. Die Wärmepumpen 16, 28 und 30 sind so ausgebildet und ausgelegt, dass sie eine bestimmte Kühlung des Fluids im Erzeugerfluidkreislauf 12 bereitstellen. Ebenso wird ein bestimmtes Erwärmen eines Fluids im Fluidkreis 48 durch die Wärmepumpen 16, 28 und 30 erreicht. In the fluid system 10 is as a fluid refrigerant (water with antifreeze), in particular a brine, added. The brine is a water-glycol mixture. The heat pumps 16 . 28 and 30 are designed and configured to provide some cooling of the fluid in the generator fluid circuit 12 provide. Likewise, a certain heating of a fluid in the fluid circuit 48 through the heat pumps 16 . 28 and 30 reached.

Bei dem Fluidsystem 10 sind in einem normalen Betrieb sämtliche Ventile, die bspw. als Magnetventile ausgebildet sein können, geöffnet. In the fluid system 10 In a normal operation, all the valves, which may be designed, for example, as solenoid valves, are opened.

In einem ersten, beispielhaften Betrieb des Fluidsystems 10, wird nur die erste Wärmepumpe 16 betrieben. Die Wärmepumpen 28 und 30 sind somit inaktiv und bewirken keine Kühlung des Fluids. Das gekühlte Fluid wird über die Förderpumpe 18 in die Rückführleitung 46 eingebracht und strömt zu dem Anschluss 52 der hydraulischen Weiche 26. Über eine Temperaturerfassungseinrichtung wird die Fluidtemperatur in der Rückführleitung 46 erfasst. Das gekühlte Fluid durchströmt die hydraulische Weiche 26 und strömt über den Anschluss 56 der hydraulischen Weiche 26 in die Zuführleitung 58 des Verbraucherfluidkreislaufs 14. Eine in der Zuführleitung 58 angeordnete Temperaturerfassungseinrichtung misst die Fluidtemperatur nach dem Austritt des Fluids an dem Anschluss 56. Das Fluid weist dabei die gleiche Temperatur wie in der Rückführleitung 46 auf. In a first example operation of the fluid system 10 , only becomes the first heat pump 16 operated. The heat pumps 28 and 30 are thus inactive and cause no cooling of the fluid. The cooled fluid is transferred via the feed pump 18 in the return line 46 introduced and flows to the terminal 52 the hydraulic switch 26 , Via a temperature detecting device, the fluid temperature in the return line 46 detected. The cooled fluid flows through the hydraulic switch 26 and flows over the connection 56 the hydraulic switch 26 in the supply line 58 the consumer fluid circuit 14 , One in the feed line 58 arranged temperature detecting means measures the fluid temperature after the exit of the fluid at the terminal 56 , The fluid has the same temperature as in the return line 46 on.

Über die Zuführleitung 58 wird das gekühlte Fluid den Nebenfluidkreisläufen 62 zugeführt. In Abhängigkeit des Kühlbedarfs, regeln die Pumpen 22 die Zufuhr des Fluids zu den Kühlvorrichtungen 20. In den Kühlvorrichtungen 20 nimmt das Fluid Wärme auf. Das erwärmte Fluid wird dann über die Rückführleitungen der Nebenfluidkreisläufe 62 der Rückführleitung 60 zugeführt. In der Rückführleitung 60 ist eine Temperaturerfassungseinrichtung angeordnet, welche die Fluidtemperatur in der Rückführleitung 60 misst. Über den Anschluss 54 durchströmt dann das erwärmte Fluid die hydraulische Weiche 26 und gelangt über den Anschluss 50 in die Zuführleitung 44. In der Zuführleitung 44 ist eine weitere Temperaturerfassungseinrichtung angeordnet, welche die Fluidtemperatur misst. Die Fluidtemperatur in der Zuführleitung 44 liegt dann über der Fluidtemperatur in der Rückführleitung 46. Über die Zuführleitung 44 wird das erwärmte Fluid der Wärmepumpe 16 zugeführt. Die Wärmepumpe 16 bringt das Fluid wieder auf das Temperaturniveau, welches in der Zuführleitung 58 bzw. der Rückführleitung 46 gemessen wurde und welches vorgegeben worden ist. Die Temperaturniveaus können über eine zentrale Steuerung vorgegeben und verändert werden. About the feed line 58 the cooled fluid becomes the secondary fluid circuits 62 fed. Depending on the cooling requirements, regulate the pumps 22 the supply of fluid to the cooling devices 20 , In the coolers 20 the fluid absorbs heat. The heated fluid then passes through the return lines of the sub-fluid circuits 62 the return line 60 fed. In the return line 60 a temperature detecting means is arranged, which the fluid temperature in the return line 60 measures. About the connection 54 then the heated fluid flows through the hydraulic switch 26 and gets over the connection 50 in the supply line 44 , In the supply line 44 a further temperature detection device is arranged, which measures the fluid temperature. The fluid temperature in the supply line 44 then lies above the fluid temperature in the return line 46 , About the feed line 44 becomes the heated fluid of the heat pump 16 fed. The heat pump 16 brings the fluid back to the temperature level which is in the supply line 58 or the return line 46 was measured and which has been specified. The temperature levels can be set and changed via a central control.

In Abhängigkeit der Zufuhr des Fluids zu den Kühlvorrichtungen 20 über die Pumpen 22 regelt die Ausgleichspumpe 24 den Gesamt-Masse- bzw. Volumenstrom im Verbraucherfluidkreis 14 und stellt das Masse- bzw. Volumenstromverhältnis in der hydraulischen Weiche 26 ein. Die Ausgleichspumpe wird so geregelt, dass der Massestrom im Verbraucherfluidkreislauf 14 konstant ist. Wird ein höherer Massestrom über die Pumpen 22 bezogen, so wird der Massestrom, der über die Ausgleichspumpe 24 gefördert wird, reduziert. Analog dazu wird der Massestrom, der über die Ausgleichspumpe 24 gefördert wird, erhöht, wenn der Massestrom über die Pumpen 22 reduziert wird. Die Pumpen 22 und die Ausgleichspumpe 24 sind als drehzahlgeregelt Pumpen ausgebildet und erhalten von einer nicht dargestellten Steuerung Steuersignale. Diese Steuersignale und/oder Signale über Datenschnittstellen der Pumpen 22 und der Ausgleichspumpe 24 werden zur Bestimmung und Einstellung des Massestroms herangezogen. Die von den jeweiligen Pumpen 22 geförderten Masseströme werden addiert. In Abhängigkeit eines einstellbaren Gesamtmassestroms im Verbraucherfluidkreislauf 14 wird dann die Drehzahl der Ausgleichspumpe 24 bestimmt, so dass der Gesamtvolumenstrom konstant bleibt. Depending on the supply of fluid to the cooling devices 20 over the pumps 22 regulates the equalization pump 24 the total mass or volume flow in the consumer fluid circuit 14 and sets the mass flow ratio in the hydraulic switch 26 one. The balance pump is controlled so that the mass flow in the consumer fluid circuit 14 is constant. Will a higher mass flow through the pumps 22 referred to, the mass flow, via the balance pump 24 is promoted, reduced. Analogously, the mass flow, via the balance pump 24 is promoted, increased when the mass flow through the pumps 22 is reduced. The pumps 22 and the balance pump 24 are designed as speed-controlled pumps and receive control signals from a controller, not shown. These control signals and / or signals via data interfaces of the pumps 22 and the balance pump 24 are used to determine and adjust the mass flow. The of the respective pumps 22 subsidized mass flows are added. Depending on an adjustable total mass flow in the consumer fluid circuit 14 then the speed of the balance pump 24 determined, so that the total volume flow remains constant.

Bei der Einstellung des Gesamtmassestroms kann es zu geringen Abweichungen von dem Soll-Gesamtmassestrom im Verbraucherfluidkreislauf 14 kommen. Daher ist der Gesamtmassestrom nicht immer konstant, jedoch sind diese regelungsbedingten Abweichungen sehr gering und werden über die Regulierung des Massestromverhältnis in der hydraulischen Weiche 26 kompensiert. When setting the total mass flow, there may be small deviations from the target total mass flow in the consumer fluid circuit 14 come. Therefore, the total mass flow is not always constant, but these control-related deviations are very low and are regulated by the mass flow ratio in the hydraulic switch 26 compensated.

Die Ausgleichspumpe 24 wird zudem so geregelt, dass das Masse- bzw. Volumenstromverhältnis in der hydraulischen Weiche 26 im Wesentlichen konstant ist. Zudem wird die Ausgleichspumpe 24 so geregelt, dass das Massestromverhältnis in der hydraulischen Weiche 26 zwischen Massestrom Verbraucherfluidkreislauf 14 und Massestrom Erzeugerfluidkreislauf 12 1:1–1,3 ist. The equalization pump 24 is also controlled so that the mass or volume flow ratio in the hydraulic switch 26 is essentially constant. In addition, the balance pump 24 so regulated that the mass flow ratio in the hydraulic switch 26 between mass flow consumer fluid circuit 14 and mass flow generator fluid circulation 12 1: 1-1.3 is.

Der Masse- bzw. Volumenstrom des Verbraucherfluidkreislaufs 14 ist daher kleiner oder gleich dem Masse- bzw. Volumenstrom des Erzeugerfluidkreislaufs 12. In einem Idealbetriebszustand sind die Masseströme im Erzeugerfluidkreislauf 12 und im Verbraucherfluidkreislauf 14 gleich groß. In einem solchen Betriebszustand kommt es zu einer Durchströmung der hydraulischen Weiche 26 ohne Rückführung des Fluids von der Rückführleitung 46 zu der Zuführleitung 44 und von der Rückführleitung 60 zu der Zuführleitung 58. Eine Rückführung des Fluids von der Rückführleitung 60 zu der Zuführleitung 58 über die hydraulische Weiche 26 muss vermieden werden, da ansonsten die Fluidtemperatur in der Zuführleitung 58 höher als in der Rückführleitung 46 ist. Aufgrund der Zuführung von erwärmten Fluid aus der Rückführleitung 54 über die hydraulische Weiche 26 kann eine solche Abweichung von der Wärmepumpe 16 nur unzureichend ausgeglichen werden. Insbesondere müsste dann eine Kühlung des Fluids soweit erfolgen, dass die Fluidtemperatur in der Rückführleitung 60 so groß ist wie die Fluidtemperatur in der Rückführleitung 46. Es kommt jedoch bei einer solchen Rückführung zu dem Problem, dass die Temperaturdifferenz zwischen der Zuführleitung 58 und der Rückführleitung 54 aufgrund der Rückführung von erwärmten Fluid über die hydraulische Weiche 26 zu gering ist, um die Wärmepumpe 16 in Betrieb zu setzen. Die Wärmepumpen 16, 28 und 30 benötigen regelungstechnisch eine bestimmte Temperaturdifferenz, um arbeiten zu können. Ist die Temperaturdifferenz des Fluids zwischen der Zuführleitung 58 und der Rückführleitung 60 kleiner als 3 K, ist kein Betrieb der Wärmepumpen 16, 28 und 30 möglich. Vorzugsweise sollte die Temperaturdifferenz in etwa bei 4 K +/– 0,5K liegen. The mass or volume flow of the consumer fluid circuit 14 is therefore less than or equal to the mass or volume flow of the generator fluid circuit 12 , In an ideal operating condition, the mass flows are in the generator fluid circuit 12 and in the consumer fluid circuit 14 same size. In such an operating state, there is a flow through the hydraulic switch 26 without recycling the fluid from the return line 46 to the supply line 44 and from the return line 60 to the supply line 58 , A return of the fluid from the return line 60 to the supply line 58 over the hydraulic switch 26 must be avoided, otherwise the fluid temperature in the supply line 58 higher than in the return line 46 is. Due to the supply of heated fluid from the return line 54 over the hydraulic switch 26 can such a deviation from the heat pump 16 only be adequately compensated. In particular, cooling of the fluid would then have to take place so far that the fluid temperature in the return line 60 is as large as the fluid temperature in the return line 46 , However, in such a feedback, there is a problem that the temperature difference between the supply line 58 and the return line 54 due to the return of heated fluid via the hydraulic switch 26 is too low to the heat pump 16 put into operation. The heat pumps 16 . 28 and 30 require control technology a certain temperature difference in order to work. Is the temperature difference of the fluid between the supply line 58 and the return line 60 less than 3 K, is no operation of heat pumps 16 . 28 and 30 possible. Preferably, the temperature difference should be approximately at 4 K +/- 0.5K.

Damit es jedoch nicht zu solchen Problemen kommt, wird das Massestromverhältnis von Verbraucherfluidkreislauf 14 zu Erzeugerfluidkreislauf 12 auf 1 zu >1 geregelt. Bei einem geringeren Kühlbedarf auf der Abnehmerseite im Verbraucherfluidkreislauf 14 kann es zu einer Rückführung des Fluids von der Rückführleitung 46 zu der Zuführleitung 44 über die hydraulische Weiche 26 kommen. Hierbei wird die Fluidtemperatur ebenfalls abgesenkt, jedoch wird den Kühlvorrichtungen 20 kein Fluid mit einer gegenüber der Fluidtemperatur in der Rückführleitung 46 erhöhten Fluidtemperatur über die Zuführleitung 58 zugeführt. However, to avoid such problems, the mass flow ratio of the consumer fluid circuit becomes 14 to generator fluid circuit 12 regulated to 1 to> 1. With a lower cooling demand on the consumer side in the consumer fluid circuit 14 There may be a return of the fluid from the return line 46 to the supply line 44 over the hydraulic switch 26 come. In this case, the fluid temperature is also lowered, but the cooling devices 20 no fluid at one with respect to the fluid temperature in the return line 46 increased fluid temperature via the supply line 58 fed.

Zur Einstellung des Masse- bzw. Volumenstroms im Verbraucherfluidkreislauf 14 und dem Masse- bzw. Volumenstromverhältnis in der hydraulischen Weiche 26 über die Ausgleichspumpe 24 wird der über die Förderpumpe(n) 18 bereitgestellte Masse- bzw. Volumenstrom ermittelt bzw. wird der Masse- bzw. Volumenstrom im Verbraucherfluidkreislauf 14 in Abhängigkeit des Masse- bzw. Volumenstroms im Erzeugerfluidkreislauf 12 eingestellt. Die Förderpumpen 18 sind wie die Pumpen 22 und die Ausgleichspumpe 24 drehzahlgeregelte Pumpen. Die Förderpumpen 18 werden über Steuersignale geregelt. Über diese Steuersignale und/oder über Signale, die über Datenschnittstellen der Förderpumpen 18 empfangen werden, kann die Drehzahl der Förderpumpen 18 geregelt werden. Dadurch wird der Masse- bzw. Volumenstrom im Erzeugerfluidkreislauf 12 bestimmt und eingestellt. For setting the mass or volume flow in the consumer fluid circuit 14 and the mass flow ratio in the hydraulic switch 26 via the equalization pump 24 is the via the feed pump (s) 18 provided mass or volume flow determined or is the mass or volume flow in the consumer fluid circuit 14 depending on the mass or volume flow in the generator fluid circuit 12 set. The feed pumps 18 are like the pumps 22 and the balance pump 24 Variable speed pumps. The feed pumps 18 are controlled by control signals. About these control signals and / or via signals via data interfaces of the feed pumps 18 can be received, the speed of the feed pumps 18 be managed. As a result, the mass or volume flow in the generator fluid circuit 12 determined and adjusted.

Die Wärmepumpen 16, 28 und 30 können separat zugeschaltet werden, sodass nur eine der Wärmepumpen 16, 28 und 30, zwei der Wärmepumpen 16, 28 und 30 oder alle drei Wärmepumpen 16, 28 und 30 zum Kühlen des Fluids in Betrieb gesetzt werden. Das Zu- und Abschalten der Wärmepumpen 16, 28 und 30 erfolgt in Abhängigkeit der Rücklauftemperatur des Fluids in der Rückführleitung 60 des Verbraucherfluidkreislaufs 14 und/oder in der Zuführleitung 44 des Erzeugerfluidkreislaufs 12. The heat pumps 16 . 28 and 30 can be switched on separately, so only one of the heat pumps 16 . 28 and 30 , two of the heat pumps 16 . 28 and 30 or all three heat pumps 16 . 28 and 30 be put into operation for cooling the fluid. The switching on and off of the heat pumps 16 . 28 and 30 occurs as a function of the return temperature of the fluid in the return line 60 the consumer fluid circuit 14 and / or in the supply line 44 the generator fluid circuit 12 ,

Bspw. kann bei dem Fluidsystem 10 die Fluidtemperatur in der Rückführleitung 46 weiter herabgesetzt werden. Hierzu werden zum Beispiel zwei oder drei Wärmepumpen 16, 28 und 30 in Betrieb gesetzt. Bei einem Fluidsystem 10 für Gebäude oder Anlagen kann dies nachts erfolgen, wobei hier die Energiekosten für den von den Wärmepumpen 16, 28 und 30 benötigten Strom geringer sind als tagsüber. Die Pumpen 22 fördern dann weniger Fluid zu den Vorrichtungen 20, wobei die Kühlleistung der Vorrichtungen 20 beibehalten wird. Nach dem Herabsenken der Fluidtemperatur werden die Wärmepumpen 28 und/oder 30 abgeschaltet. Tagsüber erfolgt dann das Kühlen des Fluids für einen bestimmten Zeitraum nur durch eine Wärmepumpe 16, wobei höhere Kühlleistungen aufgrund bspw. höherer Außentemperaturen durch die in den Zuführleitungen 44, 58 und Rückführleitungen 46, 60 gespeicherte „Kälte“ kompensiert werden können. Zudem kommt es zu einer Erhöhung des Anteils an kaltem Fluid in der hydraulischen Weiche 26. Die Fluidtemperatur zum Aktivieren mindestens einer zusätzliche Wärmepumpe 28, 30 wird erst später erreicht, da die Fluidtemperatur in der Zuführleitung 58 und der Rückführleitung 46 unter der regulären Fluidtemperatur liegt. Hierdurch können tagsüber die Energiekosten für den Strom zum Betrieb der Wärmepumpen 16, 28 und 30 reduziert werden. For example. can in the fluid system 10 the fluid temperature in the return line 46 be further reduced. For this purpose, for example, two or three heat pumps 16 . 28 and 30 put into operation. In a fluid system 10 For buildings or plants, this can be done at night, with the energy costs for the heat pumps 16 . 28 and 30 required power is less than during the day. The pumps 22 then promote less fluid to the devices 20 , wherein the cooling capacity of the devices 20 is maintained. After lowering the fluid temperature, the heat pumps 28 and or 30 off. During the day, the cooling of the fluid for a certain period of time then takes place only by means of a heat pump 16 , Where higher cooling capacities due to, for example, higher ambient temperatures by the in the supply lines 44 . 58 and return lines 46 . 60 stored "cold" can be compensated. In addition, there is an increase in the proportion of cold fluid in the hydraulic switch 26 , The fluid temperature for activating at least one additional heat pump 28 . 30 is reached later, since the fluid temperature in the supply line 58 and the return line 46 is below the regular fluid temperature. As a result, during the daytime, the energy costs for the electricity to operate the heat pumps 16 . 28 and 30 be reduced.

Vorteilhafterweise kann durch die Regulierung des Massestromverhältnisses in der hydraulischen Weiche 26 ein häufiges Ein- und Ausschalten bzw. Zuschalten der Wärmepumpen 16, 28 und 30 vermieden werden. Ferner wird die Ausgleichspumpe 24 derart gesteuert, dass der Massestrom des Fluids im Verbraucherfluidkreislauf 14 konstant gehalten wird und das Massestromverhältnis in der hydraulischen Weiche 26 im Wesentlichen konstant bleibt. Durch das Konstanthalten des Massestroms im Verbraucherfluidkreislauf 14 wird die Regulierung des Massestromverhältnisses in der hydraulischen Weiche 26 vereinfacht bzw. erreicht. Advantageously, by regulating the mass flow ratio in the hydraulic switch 26 Frequent switching on and off or connection of the heat pumps 16 . 28 and 30 be avoided. Furthermore, the balance pump 24 controlled such that the mass flow of the fluid in the consumer fluid circuit 14 is kept constant and the mass flow ratio in the hydraulic switch 26 remains essentially constant. By keeping constant the mass flow in the consumer fluid circuit 14 will regulate the mass flow ratio in the hydraulic switch 26 simplified or achieved.

2 zeigt den zeitlichen Verlauf der Rücklauftemperatur des Fluids in der Rückführleitung 60 und/oder der Zuführleitung 44. Der Temperaturverlauf 32 ist über einen bestimmten Zeitraum dargestellt, in dem in Abhängigkeit äußerer Einflüsse auf das Fluidsystem 10 und/oder eines höheren Kühlbedarfs der Kühlvorrichtungen 20 die Fluidtemperatur ansteigt. Die grau hinterlegte Fläche 64 repräsentiert die Fluidtemperatur unter dem Temperaturverlauf 32. In einem Bereich 36 ist die Rücklauftemperatur angestiegen, wodurch die zweite Wärmepumpe 28 zusätzlich zur ersten Wärmepumpe 16 aktiviert wird, um das Fluid zu kühlen. Nachdem die Fluidtemperatur gesunken ist, wird am Ende des Bereichs 36 die zweite Wärmepumpe 28 wieder ausgeschaltet. Anschließen bleibt die Temperatur im Wesentlichen konstant, bis die Temperatur kurz vor dem Bereich 38 wieder ansteigt. Im Bereich 38 wird die dritte Wärmepumpe 30 aktiviert, um das Fluid zusätzlich zur ersten Wärmepumpe 16 zu kühlen. Am Ende des Bereichs 38 sinkt die Fluidtemperatur wieder auf ihr vorheriges Niveau, wobei die dritte Wärmepumpe 32 ausgeschaltet wird. 2 shows the time course of the return temperature of the fluid in the return line 60 and / or the supply line 44 , The temperature profile 32 is shown over a certain period of time, depending on external influences on the fluid system 10 and / or a higher cooling requirement of the cooling devices 20 the fluid temperature rises. The gray area 64 represents the fluid temperature under the temperature profile 32 , In one area 36 the return temperature has risen, causing the second heat pump 28 in addition to the first heat pump 16 is activated to cool the fluid. After the fluid temperature has dropped, it will be at the end of the range 36 the second heat pump 28 switched off again. Connecting the temperature remains essentially constant until the temperature is just before the area 38 rises again. In the area 38 becomes the third heat pump 30 activated to the fluid in addition to the first heat pump 16 to cool. At the end of the range 38 the fluid temperature drops back to its previous level, with the third heat pump 32 is turned off.

Wie der schematischen Darstellung von 2 entnommen werden kann, werden die Wärmepumpen 28 und 30 dann zugeschaltet, wenn die Rücklauftemperatur des Fluids in der Rückführleitung 60 und/oder in der Zuführleitung 44 ansteigt. In einem ersten Bereich 36 wird die Wärmepumpe 28 zugeschaltet, da nur die Wärmepumpe 16 keine ausreichende Kühlung des Fluids bereitstellen kann. Nach dem Einschalten der Wärmepumpe 28 im Bereich 36 sinkt die Rücklauftemperatur des Fluids wieder, sodass die Wärmepumpe 28 ausgeschaltet wird. Anschließend bleibt die Rücklauftemperatur des Fluids im Wesentlichen konstant, bis diese, wie durch den Temperaturverlauf 32 dargestellt, wieder ansteigt. Hierzu wird in einem Bereich 38 die dritte Wärmepumpe 30 zugeschaltet, um ein zusätzliches Kühlen des Fluids zu erreichen. Nach einer bestimmten Zeit ist die Rücklauftemperatur des Fluids wieder gesunken und die dritte Wärmepumpe 30 wird abgeschaltet. Like the schematic representation of 2 can be taken, the heat pumps 28 and 30 then switched on when the return temperature of the fluid in the return line 60 and / or in the supply line 44 increases. In a first area 36 becomes the heat pump 28 switched on, since only the heat pump 16 can not provide sufficient cooling of the fluid. After switching on the heat pump 28 in the area 36 the return temperature of the fluid drops again, causing the heat pump 28 is turned off. Subsequently, the return temperature of the fluid remains substantially constant until this, as by the temperature profile 32 shown, rises again. This is done in one area 38 the third heat pump 30 switched on to achieve additional cooling of the fluid. After a certain time, the return temperature of the fluid has dropped again and the third heat pump 30 will be switched off.

Das Ab- und Zuschalten der Wärmepumpen 28 und 30 kann auch anders als in 2 dargestellt erfolgen. Zudem können auch beide Wärmepumpen 28 und 30 gemeinsam zugeschaltet werden, wenn sich der Temperaturverlauf 32 der Linie 34 nähert bzw. diese überschritten hat. Die Linie 34 steht für eine maximal zulässige Rücklauftemperatur des Fluids. Über die Anstiegsfunktion der Rücklauftemperatur wird berechnet, welche Wärmepumpe 28, 30 zu- oder abgeschaltet wird. Ebenso kann ein Abschalten der Wärmepumpe 16 erfolgen, wenn ein Kühlbedarf bei den Kühlvorrichtungen 20 vorliegt oder der Kühlbedarf so gering ist, dass das Fluid für einen bestimmten Zeitraum keine Kühlung über die Wärmepumpen 16, 28 und 30 benötigt. Ist bspw. die Differenz der Fluidtemperatur zwischen dem Fluid in der Zuführleitung 58 und dem Fluid in der Rückführleitung 60 kleiner als ein Schwellenwert, der zum Aktivieren bzw. Einschalten der Wärmepumpen 16, 28 und 30 erforderlich ist, wird keine der Wärmepumpen 16, 28 und 30 betrieben. Zum Beispiel beträgt die Temperaturdifferenz weniger als 3 K bzw. °C. The disconnection and connection of the heat pumps 28 and 30 can be different too 2 shown done. In addition, both can Heat pumps 28 and 30 be switched on together when the temperature 32 the line 34 approaching or has exceeded. The line 34 stands for a maximum permissible return temperature of the fluid. The rise function of the return temperature is used to calculate which heat pump 28 . 30 is switched on or off. Likewise, a shutdown of the heat pump 16 take place when a cooling demand at the cooling devices 20 is present or the cooling requirement is so low that the fluid for a certain period no cooling through the heat pump 16 . 28 and 30 needed. Is, for example, the difference of the fluid temperature between the fluid in the supply line 58 and the fluid in the return line 60 less than a threshold to enable or disable the heat pumps 16 . 28 and 30 is required, none of the heat pumps 16 . 28 and 30 operated. For example, the temperature difference is less than 3 K or ° C.

3 zeigt eine schematische Ansicht der Zusammensetzung des Soll-Massestroms im Verbraucherfluidkreislauf 14. 3 shows a schematic view of the composition of the desired mass flow in the consumer fluid circuit 14 ,

Die Ausgleichspumpe 24 wird so betrieben, dass sowohl der Massestrom im Verbraucherfluidkreislauf 14 konstant als auch der Massestrom im Erzeugerfluidkreislauf 12 größer als im Verbraucherfluidkreislauf 14 ist. Insbesondere wird die Ausgleichspumpe 24 so betrieben, dass diese Schwankungen in den Nebenfluidkreisläufen 62 mit den Pumpen 22 und Kühlvorrichtungen 20 ausgleicht. The equalization pump 24 is operated so that both the mass flow in the consumer fluid circuit 14 constant as well as the mass flow in the generator fluid circuit 12 greater than in the consumer fluid circuit 14 is. In particular, the balance pump 24 operated so that these fluctuations in the secondary fluid circuits 62 with the pumps 22 and cooling devices 20 balances.

3 zeigt über die Linie 40 einen Soll-Massestrom, der im Verbraucherfluidkreislauf 14 konstant gehalten werden soll. Da die Masse- bzw. Volumenströme der Kühlvorrichtungen 20 variieren und durch die Pumpen 22 die Menge des Fluids in den Nebenfluidkreisläufen 62 schwankt, wird die Förderleistung der Ausgleichspumpe 24 an den Massestrom der Pumpen 22 angepasst. Der Verlauf 42 zeigt den Massestrom, der über die Pumpen 22 gefördert wird. Die grau hinterlegte Fläche 66 repräsentiert den Massestromanteil der Pumpen 22 an dem Gesamtmassestrom. Die Differenz zwischen dem Verlauf 42 und der Linie 40 repräsentiert den Anteil der Ausgleichspumpe 24 am Gesamtmassestrom im Verbraucherfluidkreislauf 14. Der Anteil der Ausgleichspumpe 24 variiert analog zu dem Anteil der Pumpen 22, wobei die Summe der Masseströme im Wesentlichen konstant gehalten wird, indem der durch die Ausgleichspumpe 24 geförderte Massestrom an den durch die Pumpen 22 geförderten Massestrom angepasst wird. Bei der Darstellung von 3 liegt der Anteil des Massestroms der Ausgleichspumpe 24 zwischen den Linien 40 und 68. Bspw. wird die Ausgleichspumpe 24 für das Fluidsystem 10 nach Maßgabe einer Berechnung für den Arbeitsbereich der Ausgleichspumpe 24 in Abhängigkeit des im Vorfeld ermittelten Massestromförderanteils ausgelegt und ausgewählt. 3 shows over the line 40 a desired mass flow in the consumer fluid circuit 14 should be kept constant. As the mass or volume flows of the cooling devices 20 vary and through the pumps 22 the amount of fluid in the secondary fluid circuits 62 fluctuates, the capacity of the balance pump 24 to the mass flow of the pumps 22 customized. The history 42 shows the mass flow passing through the pumps 22 is encouraged. The gray area 66 represents the mass flow rate of the pumps 22 on the total mass flow. The difference between the course 42 and the line 40 represents the proportion of the compensation pump 24 on the total mass flow in the consumer fluid circuit 14 , The proportion of the equalization pump 24 varies analogously to the proportion of pumps 22 wherein the sum of the mass flows is maintained substantially constant by the flow rate through the balance pump 24 promoted mass flow to the through the pumps 22 adjusted mass flow is adjusted. In the presentation of 3 is the proportion of the mass flow of the expansion pump 24 between the lines 40 and 68 , For example. becomes the equalization pump 24 for the fluid system 10 according to a calculation for the working area of the equalizing pump 24 designed and selected depending on the mass flow rate determined in advance.

Bei dem vorstehend beschriebenen Fluidsystem 10 kann auf einfache Art und Weise das Takten (Ein- und Ausschalten) der Wärmepumpen 16, 28 und 30 verringert werden, indem das Massestromverhältnis von Erzeugerfluidkreislauf 12 zu Verbraucherfluidkreislauf 14 derart über die Ausgleichspumpe 24 geregelt wird, dass der Massestrom im Erzeugerfluidkreislauf 12 größer als im Verbraucherfluidkreislauf 14 ist. Zudem wird der Massestrom im Verbraucherfluidkreislauf 14 konstant gehalten, indem die Ausgleichspumpe 24 Schwankungen durch die Kühlvorrichtungen 20 ausgleicht. Kommt es zu einem Anstieg der Rücklauftemperatur des Fluids in der Zuführleitung 44 des Erzeugerfluidkreislaufs 12, werden die weiteren Wärmepumpen 28 und 30 in Abhängigkeit der Temperatur des Fluids zu- bzw. abgeschaltet. Bei dem Fluidsystem 10 wird zudem das Speichervolumen im Verbraucherfluidkreislauf 14 erhöht, weil der Massestrom im Erzeugerfluidkreislauf 12 größer als im Verbraucherfluidkreislauf 14 ist. In the above-described fluid system 10 It is easy to cycle (turn on and off) the heat pumps 16 . 28 and 30 be reduced by the mass flow ratio of generator fluid circuit 12 to consumer fluid circuit 14 such about the balance pump 24 It is regulated that the mass flow in the generator fluid circuit 12 greater than in the consumer fluid circuit 14 is. In addition, the mass flow in the consumer fluid circuit 14 kept constant by the balancing pump 24 Variations through the cooling devices 20 balances. If there is an increase in the return temperature of the fluid in the supply line 44 the generator fluid circuit 12 , the other heat pumps 28 and 30 switched on or off depending on the temperature of the fluid. In the fluid system 10 In addition, the storage volume in the consumer fluid circuit 14 increased, because the mass flow in the generator fluid circuit 12 greater than in the consumer fluid circuit 14 is.

Die 4 und 5 zeigen eine schematische Darstellung eines Fluidsystems 10 mit einem hydraulischen Behälter 70 einer weiteren Ausführungsform. Der hydraulische Behälter 70 ist als hydraulischer Fluidspeicher ausgebildet und weist bspw. ein Fassungsvermögen von 1000 Litern auf. Der hydraulische Behälter 70 dient zugleich als Weiche und entkoppelt einen Verbraucherfluidkreislauf 14 von einem Erzeugerfluidkreislauf 12 des Fluidsystems 10. Hierzu ist der hydraulische Behälter 70 über einen Anschluss 50 mit einer Zuführleitung 44 des Erzeugerfluidkreislaufs 12 und über einen Anschluss 52 mit einer Rückführleitung 46 des Erzeugerfluidkreislaufs 12 verbunden. Ferner ist der hydraulische Behälter 70 über einen Anschluss 56 mit einer Zuführleitung 58 des Verbraucherfluidkreislaufs 14 und über einen Anschluss 54 mit einer Rückführleitung 60 des Verbraucherfluidkreislaufs 14 verbunden. The 4 and 5 show a schematic representation of a fluid system 10 with a hydraulic tank 70 a further embodiment. The hydraulic tank 70 is designed as a hydraulic fluid reservoir and has, for example, a capacity of 1000 liters. The hydraulic tank 70 also serves as a switch and decouples a consumer fluid circuit 14 from a generator fluid circuit 12 of the fluid system 10 , For this purpose, the hydraulic tank 70 via a connection 50 with a supply line 44 the generator fluid circuit 12 and about a connection 52 with a return line 46 the generator fluid circuit 12 connected. Further, the hydraulic tank 70 via a connection 56 with a supply line 58 the consumer fluid circuit 14 and about a connection 54 with a return line 60 the consumer fluid circuit 14 connected.

Die Regulierung des Massenstromverhältnisses zwischen Erzeugerfluidkreislauf 12 und Verbraucherfluidkreislauf 14 erfolgt ähnlich der Regulierung bei einem Fluidsystem 10 mit einer hydraulischen Weiche 26. Jedoch bietet der hydraulische Behälter 70 die Möglichkeit mehr „Kälte“ zu speichern, da in dem hydraulischen Behälter 70 eine relativ große Menge an Fluid aufgenommen ist. Zusätzlich ermöglicht der hydraulische Behälter 70 eine Änderung des Massestromverhältnisses von Verbraucherfluidkreislauf 14 zu Erzeugerfluidkreislauf 12 auf beispielsweise 1:0,9. Bei einem Fluidsystem 10 mit einer hydraulischen Weiche 26 würde dies dazu führen, dass die Wärmepumpen 16, 28 und 30 nicht mehr ordnungsgemäß betrieben werden können, da die für den Betrieb der Wärmepumpen 16, 28 und 30 erforderliche Temperaturdifferenz zwischen der Rückführleitung 60 und der Zuführleitung 28 des Verbraucherfluidkreislaufs 14 unter eine erforderliche Mindesttemperaturdifferenz von bspw. 4 K fällt. Die Wärmepumpen 16, 28 und 30 würden dann entweder abgeschaltet werden oder unkontrollierbar takten. The regulation of the mass flow ratio between generator fluid circuit 12 and consumer fluid circuit 14 is similar to the regulation in a fluid system 10 with a hydraulic switch 26 , However, the hydraulic tank offers 70 the possibility to store more "cold" because in the hydraulic tank 70 a relatively large amount of fluid is received. In addition, the hydraulic tank allows 70 a change in the mass flow ratio of consumer fluid circuit 14 to generator fluid circuit 12 for example, 1: 0.9. In a fluid system 10 with a hydraulic switch 26 This would cause the heat pumps 16 . 28 and 30 can no longer be operated properly because of the operation of the heat pumps 16 . 28 and 30 required temperature difference between the Return line 60 and the supply line 28 the consumer fluid circuit 14 falls below a required minimum temperature difference of, for example, 4 K. The heat pumps 16 . 28 and 30 would then either be shut down or clock out uncontrollably.

Das Fluidsystem 10 der in den 4 und 5 gezeigten Ausführungsform ermöglicht jedoch auch eine Änderung des Massestromverhältnisses, wobei der Massestrom im Verbraucherfluidkreislauf 14 größer als im Erzeugerfluidkreislauf 12 ist, da die benötigte „Kälte“ dem hydraulischen Behälter 70 entnommen werden kann. Bei einem hydraulischen Behälter 70 kommt es daher nicht zu einem Vermischen von kaltem Fluid aus der Rückführleitung 46 und warmen Fluid aus der Rückführleitung 60. Das zusätzliche Fluid wird dem als Speicher ausgebildeten hydraulischen Behälter 70 entnommen. In dem hydraulischen Behälter 70 stellt sich eine Schichtung des Fluids ein, wobei im unteren Bereich des hydraulischen Behälters 70, in etwa auf Höhe der Anschlüsse 52 und 56, das Fluid das gleiche Temperaturniveau aufweist wie in der Rückführleitung 46. Im oberen Bereich des hydraulischen Behälters 70, in etwa auf Höhe der Anschlüsse 54 und 50, weist das Fluid das gleiche Temperaturniveau auf, wie in der Rückführleitung 60. In Abhängigkeit der Beladung des hydraulischen Behälters 70 stellen sich zwischen dem oberen Bereich und dem unteren Bereich des hydraulischen Behälters 70 verschiedene Temperaturniveaus ein, wobei im beladenen Zustand des hydraulischen Behälters 70 überwiegend kaltes Fluid aufgenommen ist. The fluid system 10 in the 4 and 5 However, the embodiment shown also allows a change in the mass flow ratio, wherein the mass flow in the consumer fluid circuit 14 greater than in the producer fluid circuit 12 is because the needed "cold" the hydraulic tank 70 can be removed. For a hydraulic tank 70 Therefore, it does not come to a mixing of cold fluid from the return line 46 and warm fluid from the return line 60 , The additional fluid is the designed as a memory hydraulic tank 70 taken. In the hydraulic tank 70 a stratification of the fluid, wherein in the lower region of the hydraulic container 70 , approximately at the height of the connections 52 and 56 , the fluid has the same temperature level as in the return line 46 , In the upper area of the hydraulic tank 70 , approximately at the height of the connections 54 and 50 , the fluid has the same temperature level as in the return line 60 , Depending on the load of the hydraulic tank 70 Stand between the upper area and the lower area of the hydraulic tank 70 different temperature levels, wherein in the loaded state of the hydraulic tank 70 predominantly cold fluid is absorbed.

4 zeigt schematisch einen Zustand, wobei der Massestrom im Erzeugerfluidkreislauf 12 größer als im Verbraucherfluidkreislauf 14 ist. Dies ist durch die Größe der Pfeile angedeutet, die für den Fluidstrom in der Zuführleitung 44, der Rückführleitung 46, der Zuführleitung 58 und der Rückführleitung 60 eingezeichnet sind. Die Rückführleitung 46 und die Zuführleitung 58 sind weiß dargestellt, da darin kaltes Fluid strömt. Die Rückführleitung 60 und die Zuführleitung 44 sind schraffiert dargestellt, da darin erwärmtes Fluid strömt. Es sei darauf hingewiesen, dass die Fluidtemperatur in den Leitungen nicht konstant sein muss, sondern insbesondere über die Länge der Leitungen in der Regel zunimmt. Grund hierfür sind bspw. Verluste aufgrund einer technisch nicht möglichen idealen Isolierung. Wenn der Massestrom im Erzeugerfluidkreislauf 12 größer als im Verbraucherfluidkreislauf 12 ist, strömt ein Teil des über die Rückführleitung 46 zugeführten Fluids in den hydraulischen Behälter 70, wodurch dieser beladen wird. Ebenso strömt wärmeres Fluid aus dem hydraulischen Behälter 70 in die Zuführleitung 44, da der Massestrom in der Rückführleitung 60 kleiner als in der Zuführleitung 44 ist. 4 schematically shows a state, wherein the mass flow in the generator fluid circuit 12 greater than in the consumer fluid circuit 14 is. This is indicated by the size of the arrows that indicate the fluid flow in the supply line 44 , the return line 46 , the feed line 58 and the return line 60 are drawn. The return line 46 and the supply line 58 are shown in white because cold fluid flows therein. The return line 60 and the supply line 44 are hatched, since therein heated fluid flows. It should be noted that the fluid temperature in the lines need not be constant, but in particular over the length of the lines usually increases. The reason for this is, for example, losses due to a technically impossible ideal insulation. When the mass flow in the generator fluid circuit 12 greater than in the consumer fluid circuit 12 is part of the flows over the return line 46 supplied fluid into the hydraulic tank 70 , whereby this is loaded. Likewise, warmer fluid flows out of the hydraulic tank 70 in the supply line 44 because the mass flow in the return line 60 smaller than in the supply line 44 is.

Der Beladevorgang des hydraulischen Behälters 70 kann solange fortgeführt werden, bis der hydraulische Behälter 70 im Wesentlichen vollständig beladen ist, d.h. das in dem hydraulischen Behälter 70 aufgenommene Fluid das gleiche Temperaturniveaus wie das Fluid in der Rückführleitung 60 aufweist, wobei die Beladung des hydraulischen Behälters 70 Beschränkungen im Hinblick auf den Betrieb der Wärmepumpe 16 unterliegt. Dies bedeutet, dass die Wärmepumpe 16 abgeschaltet wird, wenn die Temperaturdifferenz zwischen der Rückführleitung 60 und der Zuführleitung 58 einen Grenzwert von bspw. 4 Kelvin unterschreitet. The loading process of the hydraulic tank 70 can be continued until the hydraulic tank 70 is substantially fully loaded, ie that in the hydraulic tank 70 absorbed fluid the same temperature levels as the fluid in the return line 60 having, wherein the loading of the hydraulic container 70 Restrictions on the operation of the heat pump 16 subject. This means that the heat pump 16 is switched off when the temperature difference between the return line 60 and the supply line 58 falls below a limit of, for example, 4 Kelvin.

5 zeigt einen Zustand in dem der Massestrom des Verbraucherfluidkreislaufs 14 größer als der Massestrom des Erzeugerfluidkreislaufs 12 ist. In diesem Zustand strömt kaltes Fluid aus dem hydraulischen Behälter 70 in die Zuführleitung 58, wobei erwärmtes Fluid aus der Rückführleitung 60 in den hydraulischen Behälter 70 strömt. Der hydraulische Behälter 70 wird dabei entladen. Das Entladen des hydraulischen Behälters 70 kann solange durchgeführt werden, bis das in dem hydraulischen Behälter 70 aufgenommene Fluid in unteren Bereich das gleiche Temperaturniveau aufweist wie das Fluid in der Rückführleitung 60. Dann muss der Massestrom im Verbraucherfluidkreislauf 14 reduziert oder der Massestrom im Erzeugerfluidkreislauf 12 erhöht werden, was bspw. durch das Zuschalten einer weiteren Wärmepumpe 28 erfolgen kann, wie in dem Ausführungsbeispiel der 6 und 7 gezeigt. 5 shows a state in which the mass flow of the consumer fluid circuit 14 greater than the mass flow of the generator fluid circuit 12 is. In this condition, cold fluid flows out of the hydraulic tank 70 in the supply line 58 , wherein heated fluid from the return line 60 in the hydraulic tank 70 flows. The hydraulic tank 70 will be unloaded. Unloading the hydraulic tank 70 can be performed until that in the hydraulic tank 70 absorbed fluid in the lower region has the same temperature level as the fluid in the return line 60 , Then the mass flow in the consumer fluid circuit 14 reduced or the mass flow in the generator fluid circuit 12 be increased, for example, by connecting another heat pump 28 can take place, as in the embodiment of 6 and 7 shown.

Die 6 und 7 zeigen eine schematische Darstellung eines Fluidsystems 10 mit einem hydraulischen Behälter 70 einer noch weiteren Ausführungsform, wobei im Gegensatz zu dem Fluidsystem 10 der Ausführungsform der 4 und 5 zusätzlich zu der Wärmepumpe 16 eine zweite Wärmepumpe 28 im Erzeugerfluidkreislauf 12 angeordnet ist. In weiteren nicht dargestellten Ausführungsformen sind zusätzlich noch weitere Wärmepumpen im Erzeugerfluidkreislauf 12 angeordnet. The 6 and 7 show a schematic representation of a fluid system 10 with a hydraulic tank 70 a still further embodiment, wherein in contrast to the fluid system 10 the embodiment of the 4 and 5 in addition to the heat pump 16 a second heat pump 28 in the generator fluid circuit 12 is arranged. In further embodiments, not shown, additional heat pumps are additionally in the generator fluid circuit 12 arranged.

6 zeigt einen Zustand in dem beide Wärmepumpen 16 und 28 betrieben werden und der Massestrom im Erzeugerfluidkreislauf 12 größer als im Verbraucherfluidkreislauf 14 ist. Dabei wird der hydraulische Behälter 70 beladen, wie vorstehend bereits beschrieben. 6 shows a state in which both heat pumps 16 and 28 be operated and the mass flow in the generator fluid circuit 12 greater than in the consumer fluid circuit 14 is. At the same time, the hydraulic tank becomes 70 loaded, as already described above.

7 zeigt einen Zustand in dem nur die Wärmepumpe 16 in Betrieb ist und der Massestrom im Erzeugerfluidkreislauf 12 kleiner als im Verbraucherfluidkreislauf 14 ist. Die Leitungen zu und von der zweiten Wärmepumpe 28 sind in 7 liniert dargestellt, da die Wärmepumpe 28 nicht betrieben wird und daher kein Kühlen des Fluids bewirkt. In diesem Zustand wird der hydraulische Behälter 70 entladen und kaltes Fluid dem hydraulischen Behälter 70 entnommen. Ist der hydraulische Behälter 70 entladen, kann die zweite Wärmepumpe 28 wieder eingeschaltet werden, um den hydraulischen Behälter 70 zu beladen. 7 shows a state in which only the heat pump 16 is in operation and the mass flow in the generator fluid circuit 12 smaller than in the consumer fluid circuit 14 is. The pipes to and from the second heat pump 28 are in 7 lined up, because the heat pump 28 is not operated and therefore causes no cooling of the fluid. In this state, the hydraulic tank 70 unload and cold fluid to the hydraulic tank 70 taken. Is the hydraulic tank 70 can discharge, the second heat pump 28 be turned back on to the hydraulic tank 70 to load.

Das Beladen des hydraulischen Behälters 70 kann beispielsweise dann durchgeführt werden, wenn die Energiekosten für den Betrieb der Wärmepumpen 16, 28 und 30 gering sind. Dies ist in der Regel nachts der Fall. Dies ist ebenso dann der Fall, wenn von Einrichtungen Strom erzeugt wird, die in Abhängigkeit von Umwelteinflüssen (Sonne, Wind, etc.) Strom erzeugen. Steigt der Strompreis, kann der hydraulische Behälter 70 entladen werden, wobei dann bspw. nur eine Wärmepumpe 16 oder 28 betrieben wird oder sogar beide Wärmepumpen 16 und 28 ausgeschaltet werden können. Loading the hydraulic tank 70 can be performed, for example, when the energy costs for the operation of the heat pump 16 . 28 and 30 are low. This is usually the case at night. This is also the case when power is generated by devices which generate power as a function of environmental influences (sun, wind, etc.). If the electricity price rises, the hydraulic tank can 70 be discharged, in which case, for example, only a heat pump 16 or 28 is operated or even both heat pumps 16 and 28 can be turned off.

Die 8 und 9 zeigen schematische Darstellungen eines Fluidsystems 10 mit einem hydraulischen Behälter 80. Der hydraulische Behälter 80 ist mit Speicherelementen 82 gefüllt. Die Speicherelemente 82 sind mit einem Phasenwechselmaterial (PCM) gefüllt. Das Speichervermögen des hydraulischen Behälters 80 wird dadurch wesentlich erhöht. Zudem wird die Zerstörung der Schichtung des hydraulischen Behälters 80 reduziert bzw. ausgeschlossen. Selbst bei hohen Strömungsgeschwindigkeiten des Fluids, was bei hydraulischen Behältern 70 ohne Speicherelementen zu einer Vermischung des in dem hydraulischen Behälter 70 aufgenommenen Fluids führen kann, bleibt die Schichtung erhalten. Die Speicherelemente 82 weisen verschiedene Temperaturniveaus auf, wobei die Speicherelemente 82 im unteren Bereich des hydraulischen Behälters 80 in etwa das gleiche Temperaturniveau aufweisen wie das Fluid in der Rückführleitung 46. Die Speicherelemente 82 im oberen Bereich des hydraulischen Behälters 80 weisen in etwa das gleiche Temperaturniveau auf wie das Fluid in der Rückführleitung 60. Die Speicherelemente 82 sind in der in den 8 und 9 gezeigten Ausführungsform mit Wasser gefüllte Kugeln. Die Kugeln liegen aufeinander auf und aneinander an, wobei das Fluid zwischen den Speicherelementen 82 hindurchströmen kann. Die als Kugeln ausgebildeten Speicherelemente 82 können jedoch nicht verwirbelt werden und behalten ihre Position im hydraulischen Speicher 80 auch bei hohen Strömungsgeschwindigkeiten des Fluids bei. The 8th and 9 show schematic representations of a fluid system 10 with a hydraulic tank 80 , The hydraulic tank 80 is with memory elements 82 filled. The memory elements 82 are filled with a phase change material (PCM). The storage capacity of the hydraulic tank 80 is thereby increased significantly. In addition, the destruction of the stratification of the hydraulic tank 80 reduced or excluded. Even at high flow rates of the fluid, which is the case with hydraulic containers 70 without memory elements to a mixing of the in the hydraulic tank 70 can lead absorbed fluid, the stratification is maintained. The memory elements 82 have different temperature levels, the memory elements 82 in the lower part of the hydraulic tank 80 have approximately the same temperature level as the fluid in the return line 46 , The memory elements 82 in the upper area of the hydraulic tank 80 have approximately the same temperature level as the fluid in the return line 60 , The memory elements 82 are in the in the 8th and 9 shown embodiment filled with water balls. The balls rest on and against each other with the fluid between the storage elements 82 can flow through it. The trained as balls storage elements 82 however, they can not be swirled and retain their position in the hydraulic reservoir 80 even at high flow velocities of the fluid.

8 zeigt schematisch den Massestrom des Fluids durch den hydraulischen Behälter 80, wenn der Massestrom im Verbraucherfluidkreislauf 14 im Wesentlichen gleich groß ist wie im Erzeugerfluidkreislauf 12. Die Beladung des hydraulischen Behälters 80 wird dabei im Wesentlichen nicht verändert. 9 zeigt schematisch den Massestrom des Fluids durch den hydraulischen Behälter 80, wenn der Massestrom im Verbraucherfluidkreislauf 14 kleiner als im Erzeugerfluidkreislauf 12 ist, wobei kaltes Fluid den hydraulischen Behälter 80 durchströmt. Kaltes Fluid durchströmt den hydraulischen Behälter 80 von unten nach oben und nimmt Wärme von den Speicherelementen 82 auf, wobei die Speicherelemente 82 Wärme an das Fluid abgeben und dadurch gekühlt werden. Die Fluidtemperatur in der Zuführleitung 44 des Erzeugerfluidkreislaufs 12 setzt sich aus der Fluidtemperatur in der Rückführleitung 60 des Verbraucherfluidkreislaufs 14 und der Fluidtemperatur des Fluids im oberen Bereich des hydraulischen Behälters 80 in Abhängigkeit der Massenanteile zusammen. 8th schematically shows the mass flow of the fluid through the hydraulic tank 80 when the mass flow in the consumer fluid circuit 14 is substantially the same size as in the generator fluid circuit 12 , The loading of the hydraulic tank 80 is essentially not changed. 9 schematically shows the mass flow of the fluid through the hydraulic tank 80 when the mass flow in the consumer fluid circuit 14 smaller than in the producer fluid circuit 12 where cold fluid is the hydraulic tank 80 flows through. Cold fluid flows through the hydraulic tank 80 from the bottom up and absorbs heat from the storage elements 82 on, with the memory elements 82 Give off heat to the fluid and thereby cooled. The fluid temperature in the supply line 44 the generator fluid circuit 12 consists of the fluid temperature in the return line 60 the consumer fluid circuit 14 and the fluid temperature of the fluid in the upper portion of the hydraulic tank 80 depending on the mass fractions together.

Der Anteil von Fluid und Speicherelementen 82 im hydraulischen Behälter 80 kann in Abhängigkeit der Ausbildung der Speicherelemente 82 und der gewünschten Speicherkapazität des hydraulischen Behälters 80 vorgegeben werden. In der Regel sollte der Anteil der Speicherelemente 82 mindestens 50% betragen. Je größer der Anteil der Speicherelemente 82 ist, desto schneller kann eine Wärmeübertragung stattfinden, wobei die Speicherelemente 82 entweder Wärme an das Fluid abgeben oder Wärme von dem Fluid aufnehmen. The proportion of fluid and storage elements 82 in the hydraulic tank 80 may depend on the design of the memory elements 82 and the desired storage capacity of the hydraulic tank 80 be specified. In general, the proportion of memory elements should be 82 at least 50%. The greater the proportion of memory elements 82 is, the faster a heat transfer can take place, the storage elements 82 either release heat to the fluid or absorb heat from the fluid.

Die Befüllung des hydraulischen Behälters 80 mit PCM-Speicherelementen 82 ermöglicht gegenüber einem hydraulischen Behälter 70 ohne PCM-Speicherelementen 82, bei dem eine sofortige Abkühlung des Fluids aus der Rückführleitung 60 auf eine Mischtemperatur aus der Fluidtemperatur in der Rückführleitung 60 und der Fluidtemperatur im hydraulischen Behälter 70 erfolgt, eine verzögerte Abkühlung des Fluids aus der Rückführleitung auf eine Mischtemperatur aus der Fluidtemperatur in der Rückführleitung 60 und der Fluidtemperatur im hydraulischen Behälter 80, wobei das Fluid das durch den hydraulischen Behälter 80 strömt, erwärmt wird und die Rücklauftemperatur nicht zu stark herabgesetzt wird. The filling of the hydraulic tank 80 with PCM memory elements 82 allows against a hydraulic tank 70 without PCM memory elements 82 in which an immediate cooling of the fluid from the return line 60 to a mixing temperature from the fluid temperature in the return line 60 and the fluid temperature in the hydraulic tank 70 takes place, a delayed cooling of the fluid from the return line to a mixing temperature from the fluid temperature in the return line 60 and the fluid temperature in the hydraulic tank 80 , wherein the fluid through the hydraulic tank 80 flows, is heated and the return temperature is not lowered too much.

Bei einer Befüllung des hydraulischen Behälters 80 mit Phasenwechselmaterial (PCM) wird die mindestens eine Wärmepumpe im Erzeugerfluidkreislauf deutlich weniger takten. Insbesondere liegt der Vorteil eines hydraulischen Behälters 80 mit Speicherelementen 82 darin, dass die Fluidtemperatur im Rücklauf konstant gehalten werden kann. When filling the hydraulic tank 80 with phase change material (PCM), the at least one heat pump in the generator fluid circuit will clock significantly less. In particular, there is the advantage of a hydraulic container 80 with memory elements 82 in that the fluid temperature in the return can be kept constant.

Die Speicherkapazitäten eines hydraulischen Behälters 70 (6 und 7) und eines hydraulischen Behälters 80 (8 und 9) unterscheiden sich erheblich, wie der nachfolgenden Übersicht entnommen werden kann, wobei sich für die hydraulischen Behälter 70 und 80 bei einem Speichervolumen von 1000 Litern bei einer Absenkung der Fluidtemperatur um 3 K folgende Speicherkapazitäten ergeben: The storage capacities of a hydraulic tank 70 ( 6 and 7 ) and a hydraulic tank 80 ( 8th and 9 ) differ considerably, as can be seen from the following overview, wherein for the hydraulic tank 70 and 80 with a storage volume of 1000 liters, with a lowering of the fluid temperature by 3 K, the following storage capacities result:

Hydraulischer Behälter 70 ohne Speicherelemente (Anteil Fluid 100%): Speicherkapazität sensibel 3 kWh latent 0 kWh hydraulischer Behälter 80 mit Speicherelementen (Anteil PCM 50% – Fluid 50%): Speicherkapazität sensibel 1,5 kWh latent 25 kWh Hydraulic tank 70 without storage elements (proportion of fluid 100%): storage capacity sensitive 3 kWh latent 0 kWh hydraulic tank 80 with memory elements (proportion PCM 50% - fluid 50%): storage capacity sensitive 1.5 kWh latent 25 kWh

Dabei wird von einem Wärmeübergang zwischen 40 und 60 kWh/m³ für die PCM-Speicherelemente 82 ausgegangen. In der Übersicht wurde ein Wert von 50 kWh/m³ angenommen. Wie dem Vergleich entnommen werden kann, ist die Speicherkapazität bei dem hydraulischen Behälter 80 aufgrund des latenten Speichervermögens durch das PCM in den Speicherelementen 82 gegenüber dem nur mit Fluid gefüllten hydraulischen Behälter 70 deutlich erhöht. It is characterized by a heat transfer between 40 and 60 kWh / m ³ for the PCM memory elements 82 went out. In the overview, a value of 50 kWh / m ^{3 was} assumed. As can be seen from the comparison, the storage capacity is in the hydraulic tank 80 due to the latent storage capacity of the PCM in the storage elements 82 relative to the hydraulic container filled only with fluid 70 clearly increased.

Die Speicherelemente 82 können auch mit Phasenwechselmaterialien gefüllt werden, die unterschiedliche Schmelztemperaturen aufweisen. Bspw. weist das Phasenwechselmaterial in den Speicherelementen 82 im unteren Bereich des hydraulischen Behälters 80 eine niedrigere Schmelztemperatur auf als das Phasenwechselmaterial in den Speicherelementen 82 im oberen Bereich des hydraulischen Behälters 80. Hierdurch kann die Wärmeübertragung weiter verbessert werden. The memory elements 82 can also be filled with phase change materials having different melting temperatures. For example. has the phase change material in the memory elements 82 in the lower part of the hydraulic tank 80 a lower melting temperature than the phase change material in the memory elements 82 in the upper area of the hydraulic tank 80 , As a result, the heat transfer can be further improved.

In weiteren nicht dargestellten Ausführungen weist der hydraulische Behälter 80 eine Strömungshaube auf, die im Wesentlichen kegelförmig ausgebildet ist und Strömungsöffnungen für das Fluid aufweist. Hierüber kann das Strömungsprofil im hydraulischen Behälter 80 weiter verbessert werden. In other embodiments, not shown, the hydraulic tank 80 a flow hood which is substantially conical and has flow openings for the fluid. This allows the flow profile in the hydraulic tank 80 be further improved.

Eine weitere alternative Ausführung sieht vor, anstelle von Speicherelementen 82 Speicherplatten in einen hydraulischen Behälter einzusetzen, wobei die Speicherplatten ein PCM enthalten und Durchtrittsöffnungen für das Fluid aufweisen. Die Speicherplatten sind beabstandet und parallel zu einer Bodenfläche des hydraulischen Behälters angeordnet. Another alternative embodiment provides, instead of storage elements 82 Insert storage disks in a hydraulic container, wherein the storage disks contain a PCM and have passage openings for the fluid. The storage plates are spaced and arranged parallel to a bottom surface of the hydraulic container.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

10 10: Fluidsystem fluid system
12 12: Erzeugerfluidkreislauf Producers fluid circuit
14 14: Verbraucherfluidkreislauf Consumer fluid circuit
16 16: Wärmepumpe heat pump
18 18: Förderpumpe feed pump
20 20: Kühlvorrichtung cooler
22 22: Pumpe pump
24 24: Ausgleichspumpe compensation pump
26 26: hydraulische Weiche hydraulic switch
28 28: Wärmepumpe heat pump
30 30: Wärmepumpe heat pump
32 32: Temperaturverlauf temperature curve
34 34: Linie line
36 36: Bereich Area
38 38: Bereich Area
40 40: Linie line
42 42: Verlauf course
44 44: Zuführleitung feed
46 46: Rückführleitung Return line
48 48: Fluidkreis fluid circuit
50 50: Anschluss connection
52 52: Anschluss connection
54 54: Anschluss connection
56 56: Anschluss connection
58 58: Zuführleitung feed
60 60: Rückführleitung Return line
62 62: Nebenfluidkreislauf In addition to fluid circuit
64 64: Fläche area
66 66: Fläche area
68 68: Linie line
70 70: Behälter container
80 80: Behälter container
82 82: Speicherelement storage element

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 102013004106 A1 [0002]
DE 102012023848 A1 [0003]

Claims

Method for controlling a fluid system ( 10 ), comprising a generator fluid circuit ( 12 ) and a consumer fluid circuit ( 14 ), between the generator fluid circuit ( 12 ) and the consumption fluid circuit ( 14 ) a hydraulic switch ( 26 ) or a hydraulic container ( 70 ; 80 ) are arranged as a switch, wherein the hydraulic switch ( 26 ) or the hydraulic container ( 70 ; 80 ) with a supply line ( 44 ) and a return line ( 46 ) of the generator fluid circuit ( 12 ) and a supply line ( 58 ) and a return line ( 60 ) of the consumer fluid circuit ( 14 ), the generator fluid circuit ( 12 ) at least one heat pump ( 16 ; 28 ; 30 ) and at least one delivery pump ( 18 ) and the consumer fluid circuit ( 14 ) at least one cooling device ( 20 ) and at least one balance pump ( 24 ), wherein the at least one compensating pump ( 24 ) is controlled so that the mass flow of the consumer fluid circuit ( 14 ) at a hydraulic switch ( 26 ) or a hydraulic container ( 70 ; 80 ) in the not completely loaded condition of the hydraulic container ( 70 ; 80 ) less than or equal to the mass flow of the generator fluid circuit ( 12 ) and / or the mass flow ratio between the generator fluid circuit ( 12 ) and the consumer fluid circuit ( 14 ) in the hydraulic switch ( 26 ) or in the hydraulic container ( 70 ; 80 ) is kept constant.

Method according to claim 1, wherein the at least one equalizing pump ( 24 ) is controlled so that the mass flow in the consumer fluid circuit ( 14 ) is kept constant.

Method according to claim 1 or 2, wherein the at least one compensating pump ( 24 ) in accordance with the at least one cooling device ( 20 ) and / or in accordance with the mass flow in the generator fluid circuit ( 12 ) is controlled.

Method according to one of claims 1 to 3, wherein the generator fluid circuit ( 12 ) at least two heat pumps ( 16 ; 28 ; 30 ) in accordance with the temperature of the fluid in the generator fluid circuit ( 12 ) and / or in the consumer fluid circuit ( 14 ) to be controlled.

Method according to one of claims 1 to 4, wherein the mass flow ratio in the hydraulic switch ( 26 ) or the hydraulic container ( 70 ; 80 ) of consumer fluid circuit ( 14 ) to generator fluid circuit ( 12 ) is set to 1: 1-1.3 and / or in a substantially fully loaded condition of the hydraulic tank ( 70 ; 80 ) the mass flow ratio of consumer fluid circuit ( 14 ) to generator fluid circuit ( 12 ) is set to 1: 0.9.

Fluid system comprising a generator fluid circuit ( 12 ) and a consumer fluid circuit ( 14 ), wherein - between the generator fluid circuit ( 12 ) and the consumption fluid circuit ( 14 ) a hydraulic switch ( 26 ) or a hydraulic container ( 70 ; 80 ) are arranged as a switch, - the hydraulic switch ( 26 ) or the hydraulic container ( 70 ; 80 ) with a supply line ( 44 ) and a return line ( 46 ) of the generator fluid circuit ( 12 ) and a supply line ( 58 ) and a return line ( 60 ) of the consumer fluid circuit ( 14 ), - the generator fluid circuit ( 12 ) at least one heat pump ( 16 ; 28 ; 30 ) and at least one delivery pump ( 18 ), - the consumer fluid circuit ( 14 ) at least one cooling device ( 20 ) and at least one equalizing pump ( 24 ), and - the at least one equalizing pump ( 24 ) is controllable such that the mass flow of the consumer fluid circuit ( 14 ) at a hydraulic switch ( 26 ) or a hydraulic container ( 70 ; 80 ) in the not completely loaded condition of the hydraulic container ( 70 ; 80 ) less than or equal to the mass flow of the generator fluid circuit ( 12 ) and / or the mass flow ratio between the generator fluid circuit ( 12 ) and the consumer fluid circuit ( 14 ) in the hydraulic switch ( 26 ) or in the hydraulic container ( 70 ; 80 ) are constant.

Fluid system according to claim 6, wherein the consumer fluid circuit ( 14 ) a plurality of cooling devices ( 20 ) and one each the cooling devices ( 20 ) associated pump ( 22 ) having.

Fluid system according to claim 6 or 7, wherein in the fluid system ( 10 ) a refrigerant is added.

Fluid system according to one of claims 6 to 8, wherein - the consumer fluid circuit ( 14 ) at least two parallel secondary circuits ( 62 ) each with at least one pump ( 22 ) and a cooling device ( 20 ), wherein supply lines of the secondary circuits ( 62 ) of the consumer fluid circuit ( 14 ) with the supply line ( 58 ) of the consumer fluid circuit ( 14 ) and return lines of the secondary circuits ( 62 ) with the return line ( 60 ) of the consumer fluid circuit ( 14 ), and / or - the generator fluid circuit ( 12 ) at least two parallel secondary circuits with a heat pump ( 16 ; 28 ; 30 ) and / or a heating device, wherein supply lines of the secondary circuits of the generator fluid circuit ( 12 ) with the supply line of the generator fluid circuit ( 12 ) and return lines of the secondary circuits with the return line of the generator fluid circuit ( 12 ) are connected.

Fluid system according to one of claims 6 to 9, wherein the at least one compensating pump ( 24 ), the at least one feed pump ( 18 ) and / or the at least one pump ( 22 ) are speed-controlled pumps.

Fluid system according to one of claims 6 to 10, wherein at least in the - return line ( 60 ) of the consumer fluid circuit ( 14 ), - supply line ( 58 ) of the consumer fluid circuit ( 14 ), - return line ( 46 ) of the generator fluid circuit ( 12 ), and / or supply line ( 44 ) of the generator fluid circuit ( 12 ), at least one temperature detection device is arranged.

Fluid system according to one of claims 6 to 11, wherein the hydraulic container ( 70 ; 80 ) is formed as a fluid reservoir.

The fluid system of claim 12, wherein storage elements (in the fluid reservoir) 82 ) are included.