DE102020112376A1 - Heat pump system - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Wärmepumpen-Anlage zum Heizen und/oder Kühlen, insbesondere eines Gebäudes oder Gebäudeteiles, umfassend einen ersten Wärmetauscher (11), insbesondere Plattenwärmetauscher, einen zweiten Wärmetauscher (12), und einen Niederdruckschalter (15), wobei der Niederdruckschalter (15) am ersten Wärmetauscher (11) angeordnet ist und konfiguriert ist, die Wärmepumpen-Anlage, insbesondere einen Kompressor (10) derselben, bei Erreichen oder Unterschreiten eines bestimmten Abschalt-Niederdruckes auszuschalten.The invention relates to a heat pump system for heating and / or cooling, in particular a building or part of a building, comprising a first heat exchanger (11), in particular plate heat exchanger, a second heat exchanger (12), and a low-pressure switch (15), the low-pressure switch (15 ) is arranged on the first heat exchanger (11) and is configured to switch off the heat pump system, in particular a compressor (10) thereof, when a certain switch-off low pressure is reached or not reached.

Description

Die Erfindung betrifft eine Wärmepumpen-Anlage zum Heizen und/oder Kühlen eines Gebäudes oder Gebäudeteiles, ein Verfahren zum Betreiben einer entsprechenden Wärmepumpen-Anlage sowie ein Gebäude oder Gebäudeteil umfassend eine entsprechende Wärmepumpen-Anlage.The invention relates to a heat pump system for heating and / or cooling a building or part of a building, a method for operating a corresponding heat pump system and a building or part of a building comprising a corresponding heat pump system.

Im Betrieb einer Wärmepumpen-Anlage kann es durch bestimmte (ggf. nicht vorhergesehene) Einflüsse dazu kommen, dass Temperaturen (Verdampfungstemperaturen) eines Kältemittels in einem Wärmetauscher (beispielsweise Plattenwärmeübertrager) so niedrig sind, dass ein entsprechendes Sekundärmedium (z. B. Wasser) einfrieren kann. Dies kann insbesondere bei den Betriebszuständen Abtauung (durch Kreislaufumkehr) und im Kühlbetrieb geschehen. Dazu kann beispielsweise ein Kältemittelverlust in Verbindung mit einer Software-Fehlfunktion oder eine sich verschlechternde Messqualität eines (niederdruckseitigen) Druckgebers beitragen. Ein Einfrieren des Sekundärmediums im Wärmetauscher (z. B. Plattenwärmeübertrager) kann wiederum zu einer internen Leckage der beiden Medien (zwischen denen Wärme ausgetauscht wird) führen, womit sich aufgrund von Druckunterschieden beispielsweise Kältemittel und Wasser vermischen können. Die Folgen können schwere Beschädigungen an der Wärmepumpen-Anlage sein sowie der Austritt von Kältemittel beispielsweise in einen Personen-Aufenthaltsbereich. Dies ist insbesondere bei brennbaren Kältemitteln ein Sicherheitsrisiko.During the operation of a heat pump system, certain (possibly unforeseen) influences can lead to temperatures (evaporation temperatures) of a refrigerant in a heat exchanger (e.g. plate heat exchanger) being so low that a corresponding secondary medium (e.g. water) freezes can. This can happen in particular in the defrosting operating states (by reversing the cycle) and in cooling mode. For example, a loss of refrigerant in connection with a software malfunction or a deteriorating measurement quality of a (low-pressure side) pressure transmitter can contribute to this. Freezing of the secondary medium in the heat exchanger (e.g. plate heat exchanger) can in turn lead to internal leakage of the two media (between which heat is exchanged), which can cause refrigerant and water, for example, to mix due to pressure differences. The consequences can be severe damage to the heat pump system as well as the leakage of refrigerant, for example into a person occupied by people. This is a safety risk, especially with flammable refrigerants.

Im Stand der Technik ist es bekannt, Druckschalter in einer Saugleitung vor einem Verdichter einzubauen (vgl. beispielsweise US 747 85 40 B).In the prior art it is known to install pressure switches in a suction line upstream of a compressor (see. For example US 747 85 40 B).

Dazu soll üblicherweise der Kompressor (Verdichter) geschützt werden. Aus diesem Grund ist der Druckschalter gemäß US 747 85 40 B in die Regelung des Kompressors eingebunden und saugseitig des Kompressors angeordnet.For this purpose, the compressor (compressor) should usually be protected. For this reason, the pressure switch is in accordance with US 747 85 40 B integrated into the regulation of the compressor and arranged on the suction side of the compressor.

JP 2013 079 749 A beschreibt einen Drucksensor, der in einer Ausführungsform in der Nähe eines Wärmetauschers (Plattenwärmeübertragers) angeordnet ist. Dieser Drucksensor ist in die Regelung des Kompressors eingebunden. Dabei soll mittels des Drucksensors unter anderem auch verhindert werden, dass eine Wandtemperatur im Wärmetauscher (Verdampfer) so niedrig wird, dass die Gefahr des Einfrierens des Wärmetauschers (auf der Sekundärseite) besteht. JP 2013 079 749 A describes a pressure sensor which, in one embodiment, is arranged in the vicinity of a heat exchanger (plate heat exchanger). This pressure sensor is integrated into the control of the compressor. Among other things, the pressure sensor is intended to prevent a wall temperature in the heat exchanger (evaporator) from becoming so low that there is a risk of the heat exchanger freezing (on the secondary side).

Insgesamt wird die Zuverlässigkeit bzw. Sicherheit des Betriebes der bekannten Wärmepumpen-Anlagen, insbesondere ein Schutz vor einem (ungewollten) Einfrieren, als verbesserungswürdig angesehen.Overall, the reliability or safety of the operation of the known heat pump systems, in particular protection against (unintentional) freezing, is considered to be in need of improvement.

Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Wärmepumpen-Anlage vorzuschlagen, bei der ein vergleichsweise zuverlässiger bzw. sicherer Betrieb, insbesondere ein vergleichsweise guter Schutz vor einem ungewollten Einfrieren, erzielt wird. Weiterhin ist es Aufgabe der Erfindung, ein entsprechendes Verfahren sowie ein entsprechendes Gebäude oder Gebäudeteil, vorzuschlagen.It is the object of the invention to propose a heat pump system in which a comparatively reliable or safe operation, in particular a comparatively good protection against unwanted freezing, is achieved. A further object of the invention is to propose a corresponding method and a corresponding building or part of a building.

Diese Aufgabe wird insbesondere durch die Merkmale des Anspruches 1 gelöst.This object is achieved in particular by the features of claim 1.

Insbesondere wird die Aufgabe gelöst durch eine Wärmepumpen-Anlage zum Heizen und/oder Kühlen (vorzugsweise sowohl zum Heizen als auch zum Kühlen), insbesondere eines Gebäudes oder Gebäudeteiles, umfassend einen ersten Wärmetauscher (insbesondere Kältemittel-Flüssigkeits-Wärmetauscher und/oder Plattenwärmetauscher) einen zweiten Wärmetauscher (insbesondere Kältemittel-Luft-Wärmetauscher), und einen Niederdruckschalter, wobei der Niederdruckschalter am ersten Wärmetauscher, insbesondere auf einer Niederdruckseite desselben, vorzugsweise in einem Kühlbetrieb und/oder Abtauubetrieb, angeordnet ist und konfiguriert ist, die Wärmepumpen-Anlage, insbesondere einen Kompressor derselben, bei Erreichen oder Unterschreiten eines bestimmten Abschalt-Niederdruckes (zumindest teilweise, insbesondere vollständig) auszuschalten.In particular, the object is achieved by a heat pump system for heating and / or cooling (preferably for both heating and cooling), in particular a building or part of a building, comprising a first heat exchanger (in particular refrigerant-liquid heat exchanger and / or plate heat exchanger) second heat exchanger (in particular refrigerant-air heat exchanger), and a low-pressure switch, the low-pressure switch being arranged and configured on the first heat exchanger, in particular on a low-pressure side thereof, preferably in a cooling mode and / or defrosting mode, the heat pump system, in particular a Compressor of the same, when reaching or falling below a certain cut-off low pressure (at least partially, in particular completely) to switch off.

Ein Kerngedanke der Erfindung liegt darin, einen Niederdruckschalter am ersten Wärmetauscher (insbesondere Verdampfer im Abtau- bzw. Kühlbetrieb) vorzusehen und derart zu konfigurieren, dass die Wärmepumpen-Anlage (bzw. der Kompressor derselben) bei Erreichen und Unterschreiten eines bestimmten Abschalt-Niederdruckes ausgeschaltet wird.A core idea of the invention is to provide a low-pressure switch on the first heat exchanger (in particular evaporator in defrosting or cooling mode) and to configure it in such a way that the heat pump system (or its compressor) is switched off when a certain shut-off low pressure is reached or fallen below will.

Unter einem Niederdruckschalter ist insbesondere ein Schalter zu verstehen, der einen Schaltvorgang bei Vorliegen eines bestimmten (Nieder-)Druckes durchführt, insbesondere einen Ausschaltvorgang. Dazu kann der Niederdruckschalter eine Druckmesseinrichtung aufweisen und eine (ggf. separate oder zusätzliche) Abschalteinrichtung. Der Druckschalter kann alternativ oder zusätzlich auch so konfiguriert sein, dass er bauartbedingt bei Vorliegen oder Unterschreiten eines bestimmten Druckes (ab-) schaltet.A low-pressure switch is to be understood in particular as a switch which carries out a switching process when a certain (low) pressure is present, in particular a switch-off process. For this purpose, the low-pressure switch can have a pressure measuring device and a (possibly separate or additional) disconnection device. As an alternative or in addition, the pressure switch can also be configured in such a way that, depending on the design, it switches (off) when a certain pressure is present or not reached.

In Ausführungsformen kann also der Niederdruckschalter ohne Drucksensor ausgeführt sein (also ohne einen Sensor, der konfiguriert ist, einen Druck zu messen, wobei der Sensor beispielsweise in der Lage ist, mindestens drei oder mindestens 10 verschiedene Druckwerte zu bestimmen und insbesondere entsprechend auszugeben).In embodiments, the low-pressure switch can therefore be designed without a pressure sensor (that is, without a sensor that is configured to measure a pressure, the sensor being able, for example, to determine at least three or at least 10 different pressure values and in particular to output them accordingly).

Unter einer Anordnung am (ersten) Wärmetauscher ist insbesondere zu verstehen, dass der Niederdruckschalter in einem oder (unmittelbar) an einem Wärmetauscher-Gehäuse angeordnet ist. Unter einer Anordnung am Wärmetauscher kann auch zu verstehen sein, dass der Niederdruckschalter unmittelbar an oder in einer Entfernung von 20 cm oder weniger, vorzugsweise 10 cm oder weniger, weiter vorzugsweise 5 cm oder weniger, zum ersten Wärmetauscher (beispielsweise einem Gehäuse desselben) angeordnet ist.An arrangement on the (first) heat exchanger is to be understood in particular to mean that the low-pressure switch is arranged in or (directly) on a heat exchanger housing. An arrangement on the heat exchanger can also mean that the low-pressure switch is arranged directly on or at a distance of 20 cm or less, preferably 10 cm or less, more preferably 5 cm or less, from the first heat exchanger (for example a housing of the same) .

Die Wärmepumpen-Anlage umfasst vorzugsweise neben den beiden Wärmetauschern (die als Kondensator bzw. Verdampfer dienen) mindestens einen Kompressor (Verdichter) sowie mindestens ein Expansionsorgan.In addition to the two heat exchangers (which serve as condensers or evaporators), the heat pump system preferably comprises at least one compressor and at least one expansion element.

Im Verdichter (Kompressor) wird ein Kältemittel von einem niedrigen Druckniveau auf ein höheres Druckniveau gebracht. Durch die Druckerhöhung und mechanische Arbeit des Verdichters kann sich die Temperatur (Druckgastemperatur) des Kältemittels am Austritt des Verdichters erhöhen. Der Verdichter (Kompressor) kann in verschiedenen Ausführungen vorliegen (z. B. als Rollkolben-, Scroll-, Hubkolben-Verdichter und/oder als ein-stufiger, zwei-stufiger oder mehr-stufiger Verdichter).In the compressor, a refrigerant is brought from a low pressure level to a higher pressure level. The pressure increase and mechanical work of the compressor can increase the temperature (pressure gas temperature) of the refrigerant at the compressor outlet. The compressor (compressor) can be in various designs (e.g. as a rotary piston, scroll, reciprocating piston compressor and / or as a one-stage, two-stage or multi-stage compressor).

Im Kondensator wird das überhitzte Kältemittel zunächst ausgekühlt, dann kondensiert und unterkühlt. Die Energie wird an ein Sekundärmedium (z. B. umfassend Wasser oder ein Wasser-Glykol-Gemisch) übertragen. Diese Energie kann anschließend einem Wohnraum und/oder Brauchwasser zugeführt werden.In the condenser, the superheated refrigerant is first cooled, then condensed and subcooled. The energy is transferred to a secondary medium (e.g. comprising water or a water-glycol mixture). This energy can then be supplied to a living room and / or service water.

Das Expansionsorgan im Kältekreislauf kann beispielsweise ein Expansionsventil (z. B. thermisch und/oder elektronisch geregelt) sein. Es kann eine Einspritzung in den Verdampfer regeln und sicherstellen, dass kein (flüssiges) Kältemittel aus dem Verdampfer austritt. Das Expansionsorgan kann auch anderweitig ausgebildet sein (z. B. Ejektor).The expansion element in the refrigeration circuit can be, for example, an expansion valve (e.g. thermally and / or electronically regulated). It can regulate an injection into the evaporator and ensure that no (liquid) refrigerant escapes from the evaporator. The expansion element can also be designed differently (e.g. ejector).

Der Verdampfer (im Kühl- bzw. Abtaubetrieb) bzw. erste Wärmetauscher ist vorzugsweise als Plattenwärmeübertrager ausgeführt. Dieser kann aber auch in einer beliebigen anderen Form ausgeführt sein. Im ersten Wärmetauscher (bzw. Verdampfer im Kühl- bzw. Abtaubetrieb) nimmt das Kältemittel Energie auf. Diese Energie liefert die Sekundärseite (vorzugsweise als Wasser oder Wasser-Glykol-Gemisch).The evaporator (in cooling or defrosting mode) or first heat exchanger is preferably designed as a plate heat exchanger. However, this can also be implemented in any other form. The refrigerant absorbs energy in the first heat exchanger (or evaporator in cooling or defrosting mode). This energy is supplied by the secondary side (preferably as a water or a water-glycol mixture).

Der Kältekreis der Wärmepumpen-Anlage kann auch enthalten: einen Trockner und/oder Filter und/oder weitere Expansionsorgane und/oder einen Kältemittelsammler und/oder einen Kältemittelabscheider und/oder einen Ölabscheider und/oder mindestens einen Kältemittelseparator und/oder einen Zwischenwärmeübertrager.The cooling circuit of the heat pump system can also contain: a dryer and / or filter and / or further expansion elements and / or a refrigerant collector and / or a refrigerant separator and / or an oil separator and / or at least one refrigerant separator and / or an intermediate heat exchanger.

Vorzugsweise wird ein Niederdruckschalter am ersten Wärmetauscher (Plattenwärmeübertrager) vorgesehen, dessen Auslösepunkt (cut-out) so gewählt ist, dass Verdampfungstemperaturen, die zu einem Einfrieren des Sekundärmediums (z. B. umfassend Wasser, ggf. mit Glykol vermischt) führen können, ausgeschlossen sind. Der Niederdruckschalter ist vorzugsweise (im Gegensatz zu einer an sich bekannten Verbauweise in der Saugleitung vor dem Kompressor) direkt am ersten Wärmetauscher (Plattenwärmeübertrager) verbaut. Der Heizbetrieb, in dem tiefere Verdampfungstemperaturen erlaubt sind, muss dabei nicht beeinträchtigt sein (da diese am zweiten Wärmetauscher auftreten).A low-pressure switch is preferably provided on the first heat exchanger (plate heat exchanger), the cut-out point of which is selected in such a way that evaporation temperatures that can lead to freezing of the secondary medium (e.g. comprising water, possibly mixed with glycol) are excluded are. The low-pressure switch is preferably installed directly on the first heat exchanger (plate heat exchanger) (in contrast to a method of installation known per se in the suction line upstream of the compressor). The heating mode, in which lower evaporation temperatures are permitted, does not have to be impaired (as these occur on the second heat exchanger).

Wenn eine Sicherheitsabschaltung des Kompressors über einen Niederdruck-Sensor einer Kompressor-Regelung erfolgt, hat dies insbesondere den Nachteil, dass Informationen über eine Gerätesoftware verarbeitet werden, die ggf. nicht nach Sicherheitsstandards ausgeführt ist. Ein Fehlerfall muss dann erwartet werden.If a safety shutdown of the compressor takes place via a low-pressure sensor of a compressor control, this has the particular disadvantage that information is processed via device software that may not be implemented according to safety standards. An error case must then be expected.

Wenn eine Gerätesoftware nicht auf die Erfüllung von Sicherheitsnormen abgestimmt ist, kann kein zufriedenstellender Schutzmechanismus (z. B. nach DIN EN ISO 13849-1 ) gewährleistet sein. Gemäß der vorliegenden Erfindung wird vorzugsweise die Sicherheitskategorie nach DIN EN ISO 13849-1 (vorzugsweise unter Verwendung entsprechender Hardware) erreicht.If device software is not tailored to meet safety standards, no satisfactory protection mechanism (e.g. according to DIN EN ISO 13849-1 ) to be guaranteed. According to the present invention, the security category is preferably according to DIN EN ISO 13849-1 (preferably using appropriate hardware).

Vorzugsweise ist der Niederdruckschalter nicht in eine Regelung (oder Steuerung) des Kompressors eingebunden. Insbesondere ist der Niederdruckschalter also nicht in eine Regelung des Kompressors dahingehend eingebunden, dass eine konkrete Leistung (wobei hier insbesondere keine Null-Leistung im abgeschalteten Zustand gemeint sein soll) des Kompressors von dem Niederdruckschalter abhängen würde. Die ggf. einzige Wechselwirkung zwischen dem Niederdruckschalter und dem Kompressor ist diejenige, dass der Kompressor bei Auslösen des Niederdruckschalters abgeschaltet wird. Noch weitergehend kann der Niederdruckschalter auch nicht in (irgendeine) Regelung der Wärmepumpen-Anlage eingebunden sein. Vorzugsweise hat der Niederdruckschalter die (alleinige) Funktion, die Wärmepumpen-Anlage bzw. den Kompressor auszuschalten, wenn der Abschalt-Niederdruck erreicht oder unterschritten wird. Damit wird eine eigenständige Sicherheitskette bzw. ein autarkes, von der Regelung der Wärmepumpen-Anlage unabhängiges Sicherheitssystem geschaffen, was insgesamt Zuverlässigkeit und Sicherheit beim Betrieb (insbesondere bei Störfällen) verbessert.The low-pressure switch is preferably not integrated into a regulation (or control) of the compressor. In particular, the low-pressure switch is therefore not integrated into a regulation of the compressor in such a way that a specific output (in which case, in particular, no zero output in the switched-off state should be meant here) of the compressor would depend on the low-pressure switch. The only possible interaction between the low-pressure switch and the compressor is that the compressor is switched off when the low-pressure switch is triggered. The low-pressure switch cannot be integrated into (any) control of the heat pump system. The low-pressure switch preferably has the (sole) function of switching off the heat pump system or the compressor when the switch-off low pressure is reached or undershot. This creates an independent safety chain or a self-sufficient safety system that is independent of the control of the heat pump system, which improves overall reliability and safety during operation (especially in the event of malfunctions).

In einer Ausführungsform kann der Niederdruckschalter auf einer Niederdruckseite des ersten Wärmetauschers (Plattenwärmeübertragers) in einem Kühlbetrieb und/oder Abtaubetrieb angeordnet sein. Dadurch kann ein besonders zuverlässiger und sicherer Betrieb gewährleistet werden.In one embodiment, the low-pressure switch can be arranged on a low-pressure side of the first heat exchanger (plate heat exchanger) in a cooling mode and / or defrosting mode. This ensures particularly reliable and safe operation.

Alternativ kann der Niederdruckschalter auf einer Hochdruckseite des ersten Wärmetauschers (Plattenwärmeübertragers bzw. Verdampfers im Kühlbetrieb) in einem Kühlbetrieb und/oder Abtaubetrieb angeordnet sein.Alternatively, the low-pressure switch can be arranged on a high-pressure side of the first heat exchanger (plate heat exchanger or evaporator in cooling mode) in cooling mode and / or defrosting mode.

Ausführungsgemäß fungiert der erste Wärmetauscher (Plattenwärmeübertrager) in einem Kühlbetrieb und/oder Abtaubetrieb als Verdampfer.According to the embodiment, the first heat exchanger (plate heat exchanger) functions as an evaporator in a cooling mode and / or defrosting mode.

Der Abschalt-Niederdruck kann durch die Struktur und/oder den Einbau des Niederdruckschalters vordefiniert, insbesondere festgelegt bzw. konstant, sein.The shutdown low pressure can be predefined, in particular fixed or constant, by the structure and / or the installation of the low pressure switch.

Weiterhin kann der Abschalt-Niederdruck an bestimmte Betriebsbedingungen anpassbar sein, wobei dazu insbesondere in der Wärmepumpen-Anlage hinterlegte Druck-Temperatur-Kennlinien und/oder eine, vorzugsweise elektronische, Berechnungseinheit der Wärmepumpen-Anlage herangezogen werden kann/können.Furthermore, the shutdown low pressure can be adapted to specific operating conditions, in which case pressure-temperature characteristics stored in the heat pump system and / or a, preferably electronic, calculation unit of the heat pump system can be used.

Der Abschalt-Niederdruck kann einem Druck entsprechen, bei dem eine (Verdampfungs-)Temperatur vorliegt, die eine Grenztemperatur darstellt, deren Unterschreitung im Kühl- und/oder Abtaubetrieb zu einem Einfrieren eines Mediums (z. B. umfassend Wasser oder Wasser-Glykol-Gemisch) auf einer Sekundärseite des ersten Wärmetauschers (11) führt.The switch-off low pressure can correspond to a pressure at which there is an (evaporation) temperature that represents a limit temperature, below which in the cooling and / or defrosting operation, a medium (e.g. comprising water or water-glycol- Mixture) on a secondary side of the first heat exchanger ( 11 ) leads.

Die obengenannte Aufgabe wird weiterhin gelöst durch ein Verfahren zum Betreiben einer Wärmepumpen-Anlage zum Heizen und/oder Kühlen, vorzugsweise sowohl zum Heizen als auch zum Kühlen, insbesondere eines Gebäudes oder Gebäudeteiles, vorzugsweise der obigen Art, umfassend einen ersten Wärmetauscher, insbesondere Plattenwärmeübertrager, einen zweiten Wärmetauscher und einen Niederdruckschalter, wobei der Niederdruckschalter am ersten Wärmetauscher, insbesondere auf einer Niederdruckseite desselben, vorzugsweise in einem Kühlbetrieb und/oder Abtaubetrieb, angeordnet ist und die Wärmepumpen-Anlage, insbesondere einen Kompressor derselben, bei Erreichen oder Unterschreiten eines bestimmten Abschalt-Niederdruckes ausschaltet.The above-mentioned object is also achieved by a method for operating a heat pump system for heating and / or cooling, preferably both for heating and for cooling, in particular a building or part of a building, preferably of the above type, comprising a first heat exchanger, in particular plate heat exchanger, a second heat exchanger and a low-pressure switch, the low-pressure switch being arranged on the first heat exchanger, in particular on a low-pressure side of the same, preferably in a cooling mode and / or defrosting mode, and the heat pump system, in particular a compressor of the same, when reaching or falling below a certain shutdown Switches off the low pressure.

Die obengenannte Aufgabe wird weiterhin gelöst durch ein Gebäude oder Gebäudeteil, umfassend eine Wärmepumpen-Anlage nach der obigen Art. Das Gebäude ist vorzugsweise ein Wohngebäude.The above-mentioned object is also achieved by a building or part of a building, comprising a heat pump system of the above type. The building is preferably a residential building.

Die Wärmepumpen-Anlage ist vorzugsweise Bestandteil bzw. wird verwendet für das Heizen eines Gebäudes oder Gebäudeteiles (insbesondere Wohnraumes) und/oder von Brauchwasser. Eine derartige Verwendung wird (hiermit) ebenfalls erfindungsgemäß offenbart und beansprucht.The heat pump system is preferably a component or is used for heating a building or part of a building (in particular living space) and / or service water. Such a use is (hereby) also disclosed and claimed according to the invention.

Der zweite Wärmetauscher ist ggf. kein Plattenwärmeübertrager. Der zweite Wärmetauscher kann beispielsweise ein Lamellen-Rohr-Wärmeübertrager sein.The second heat exchanger may not be a plate heat exchanger. The second heat exchanger can be, for example, a lamellar tube heat exchanger.

Weitere Ausführungsformen ergeben sich aus den Unteransprüchen.Further embodiments emerge from the subclaims.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispieles beschrieben, das anhand der Abbildungen näher erläutert wird. Hierbei zeigen:

  • 1 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Wärmepumpen-Anlage.
The invention is described below using an exemplary embodiment which is explained in more detail using the figures. Here show:
  • 1 a schematic representation of a heat pump system according to the invention.

In der nachfolgenden Beschreibung werden für gleiche und gleich wirkende Teile dieselben Bezugsziffern verwendet.In the following description, the same reference numerals are used for parts that are the same and have the same effect.

Die Wärmepumpen-Anlage gemäß 1 umfasst einen Kompressor 10, einen ersten Wärmetauscher (Plattenwärmeübertrager) 11 sowie einen zweiten Wärmetauscher 12. Zwischen erstem und zweitem Wärmetauscher 11, 12 kann das Kältemittel in einem Kältemittelkreis 14 expandieren.The heat pump system according to 1 includes a compressor 10 , a first heat exchanger (plate heat exchanger) 11 and a second heat exchanger 12th . Between the first and second heat exchanger 11 , 12th can the refrigerant in a refrigerant circuit 14th expand.

Über ein Ventil (ausführungsgemäß 4-2-Wege-Ventil) 13 kann der Kompressor so zugeschaltet werden, dass ein Kühlbetrieb oder Abtaubetrieb erfolgen kann (wobei der erste Wärmetauscher 11 dann als Verdampfer fungiert und der zweite Wärmetauscher 12 als Kondensator) oder in einem Heizbetrieb (wobei erster Wärmetauscher 11 dann als Kondensator und zweiter Wärmetauscher 12 als Verdampfer fungiert).Via a valve (according to the design 4-2-way valve) 13th the compressor can be switched on in such a way that cooling or defrosting can take place (with the first heat exchanger 11 then acts as an evaporator and the second heat exchanger 12th as a condenser) or in a heating mode (with the first heat exchanger 11 then as a condenser and second heat exchanger 12th acts as an evaporator).

Am ersten Wärmetauscher 11 ist ein Niederdruckschalter 15 angeordnet (wobei gleichzeitig zwei mögliche Alternativen der Anordnung dargestellt sind, ggf. können auch zwei Niederdruckschalter vorgesehen sein an den gekennzeichneten Stellen). Bei Erreichen oder Unterschreiten eines vorbestimmten Niederdruckes schaltet der Niederdruckschalter 15 den Kompressor 10 ab.On the first heat exchanger 11 is a low pressure switch 15th arranged (whereby two possible alternatives of the arrangement are shown at the same time; if necessary, two low-pressure switches can also be provided at the marked points). When a predetermined low pressure is reached or not reached, the low pressure switch switches 15th the compressor 10 away.

Als optionale Elemente umfasst die Wärmepumpen-Anlage (in einer Verschaltung, wie in 1 dargestellt) noch Rückschlagventile 16, einen Flüssigkeitsaufnehmer 17, einen Kondensatheizer 18, einen Filtertrockner 19 sowie ein (elektronisches) Expansionsventil 20 für den Kühlbetrieb, und ein (elektronisches) Expansionsventil 21 für den Heizbetrieb. Die Expansionsventile 20, 21 können in Verbindung mit einem Drucksensor 22 (saugseitig gegenüber dem Kompressor 10) verbunden sein. Druckseitig des Kompressors kann ein weiterer Drucksensor 23 vorgesehen sein. Alternativ zu den beiden Expansionsventilen 20, 21 kann auch ein einziges Biflow-Expansionsventil verwendet werden. Dadurch kann sich ein von 1 geringfügig abweichendes Kältekreisschema ergeben.The heat pump system (in an interconnection as in 1 shown) nor check valves 16 , a liquid receiver 17th , a condensate heater 18th , a filter dryer 19th as well as an (electronic) expansion valve 20th for cooling operation, and an (electronic) expansion valve 21 for heating operation. The expansion valves 20th , 21 can be used in conjunction with a pressure sensor 22nd (opposite on the suction side the compressor 10 ) be connected. Another pressure sensor can be installed on the pressure side of the compressor 23 be provided. Alternative to the two expansion valves 20th , 21 a single bi-flow expansion valve can also be used. This can cause a 1 result in a slightly different refrigeration circuit diagram.

Der zweite Wärmetauscher 12 kann beispielsweise zum Austausch von Wärme zwischen Kältemittel des Kältemittelkreises 14 und Gas (z. B. Luft) ausgebildet sein. Das Gas kann beispielsweise über einen Eingang 25 einströmen und über einen Ausgang 26 ausströmen. Der erste Wärmetauscher 11 ist vorzugsweise zum Austausch mit einem in einem Sekundärkreis 24 strömenden Fluid (z. B. Wasser oder Wasser-Glykol-Gemisch) ausgebildet.The second heat exchanger 12th can for example for the exchange of heat between refrigerants of the refrigerant circuit 14th and gas (e.g. air). The gas can, for example, via an inlet 25th flow in and through an exit 26th emanate. The first heat exchanger 11 is preferably for exchange with one in a secondary circuit 24 flowing fluid (z. B. water or water-glycol mixture) formed.

An dieser Stelle sei darauf hingewiesen, dass alle oben beschriebenen Teile für sich alleine gesehen und in jeder Kombination, insbesondere die in den Zeichnungen dargestellten Details, als erfindungswesentlich beansprucht werden. Abänderungen hiervon sind dem Fachmann geläufig.At this point it should be pointed out that all of the parts described above, seen on their own and in any combination, in particular the details shown in the drawings, are claimed to be essential to the invention. Changes to this are familiar to the person skilled in the art.

BezugszeichenlisteList of reference symbols

1010
Kompressorcompressor
1111
erster Wärmetauscherfirst heat exchanger
1212th
zweiter Wärmetauschersecond heat exchanger
1313th
VentilValve
1414th
KältemittelkreisRefrigerant circuit
1515th
NiederdruckschalterLow pressure switch
1616
PrüfventilTest valve
1717th
FlüssigkeitsaufnehmerLiquid pick-up
1818th
KondensatheizerCondensate heater
1919th
FiltertrocknerFilter drier
2020th
Expansionsventil (Kühlen)Expansion valve (cooling)
2121
Expansionsventil (Heizen)Expansion valve (heating)
2222nd
Drucksensor (Niederdruck)Pressure sensor (low pressure)
2323
Drucksensor (Hochdruck)Pressure sensor (high pressure)
2424
SekundärkreisSecondary circuit
2525th
Eingangentry
2626th
Ausgangexit

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited

  • US 7478540 [0003, 0004]US 7478540 [0003, 0004]
  • JP 2013079749 A [0005]JP 2013079749 A [0005]

Zitierte Nicht-PatentliteraturNon-patent literature cited

  • DIN EN ISO 13849-1 [0022]DIN EN ISO 13849-1 [0022]

Claims (10)

Wärmepumpen-Anlage zum Heizen und/oder Kühlen, insbesondere eines Gebäudes oder Gebäudeteiles, umfassend einen ersten Wärmetauscher (11), insbesondere Plattenwärmetauscher, einen zweiten Wärmetauscher (12), und einen Niederdruckschalter (15), wobei der Niederdruckschalter (15) am ersten Wärmetauscher (11) angeordnet ist und konfiguriert ist, die Wärmepumpen-Anlage, insbesondere einen Kompressor (10) derselben, bei Erreichen oder Unterschreiten eines bestimmten Abschalt-Niederdruckes auszuschalten.Heat pump system for heating and / or cooling, in particular a building or part of a building, comprising a first heat exchanger (11), in particular plate heat exchanger, a second heat exchanger (12), and a low pressure switch (15), the low pressure switch (15) on the first heat exchanger (11) is arranged and configured to switch off the heat pump system, in particular a compressor (10) of the same, when a certain switch-off low pressure is reached or not reached. Wärmepumpen-Anlage nach Anspruch 1, wobei der Niederdruckschalter (15) nicht in eine Regelung der Wärmepumpen-Anlage eingebunden ist oder zumindest nicht in eine Regelung des Kompressors (10) eingebunden ist.Heat pump system Claim 1 , wherein the low-pressure switch (15) is not involved in a regulation of the heat pump system or at least not in a regulation of the compressor (10). Wärmepumpen-Anlage nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Niederdruckschalter (15) auf einer Niederdruckseite des ersten Wärmetauschers (11) in einem Kühlbetrieb und/oder Abtaubetrieb angeordnet ist.Heat pump system Claim 1 or 2 , wherein the low-pressure switch (15) is arranged on a low-pressure side of the first heat exchanger (11) in a cooling mode and / or defrosting mode. Wärmepumpen-Anlage nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Niederdruckschalter (15) auf einer Hochdruckseite des ersten Wärmetauschers (11) in einem Kühlbetrieb und/oder Abtaubetrieb angeordnet ist.Heat pump system Claim 1 or 2 , wherein the low-pressure switch (15) is arranged on a high-pressure side of the first heat exchanger (11) in a cooling mode and / or defrosting mode. Wärmepumpen-Anlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der erste Wärmetauscher (11) in einem Kühlbetrieb und/oder Abtaubetrieb als Verdampfer fungiert.Heat pump system according to one of the preceding claims, wherein the first heat exchanger (11) functions as an evaporator in a cooling mode and / or defrosting mode. Wärmepumpen-Anlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Abschalt-Niederdruck durch die Struktur und den Einbau des Niederdruckschalters (15) vordefiniert, insbesondere festgelegt bzw. konstant, ist.Heat pump system according to one of the preceding claims, wherein the shutdown low pressure is predefined, in particular fixed or constant, by the structure and the installation of the low pressure switch (15). Wärmepumpen-Anlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Abschalt-Niederdruck an bestimmte Betriebsbedingungen anpassbar ist, wobei dazu insbesondere in der Wärmepumpen-Anlage hinterlegte Druck-Temperatur-Kennlinien und/oder eine, vorzugsweise elektronische, Berechnungseinheit der Wärmepumpen-Anlage herangezogen werden können.Heat pump system according to one of the preceding claims, wherein the shutdown low pressure can be adapted to certain operating conditions, in which case pressure-temperature characteristics stored in the heat pump system and / or a, preferably electronic, calculation unit of the heat pump system can be used . Wärmepumpen-Anlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Abschalt-Niederdruck einem Druck entspricht, bei dem eine Temperatur vorliegt, die eine Grenztemperatur darstellt, deren Unterschreitung im Kühl- und/oder Abtaubetrieb zu einem Einfrieren eines Mediums auf einer Sekundärseite des ersten Wärmetauschers (11) führt..Heat pump system according to one of the preceding claims, wherein the cut-off low pressure corresponds to a pressure at which a temperature is present that represents a limit temperature, which, in the cooling and / or defrosting mode, falls below this pressure to freeze a medium on a secondary side of the first heat exchanger ( 11) leads .. Verfahren zum Betreiben einer Wärmepumpen-Anlage zum Heizen und/oder Kühlen, insbesondere eines Gebäudes oder Gebäudeteiles, vorzugsweise nach einem der vorhergehenden Ansprüche, umfassend einen ersten Wärmetauscher (11), insbesondere Plattenwärmetauscher, einen zweiten Wärmetauscher (12), und einen Niederdruckschalter (15), wobei der Niederdruckschalter (15) am ersten Wärmetauscher (11), insbesondere auf einer Niederdruckseite desselben vorzugsweise in einem Kühlbetrieb und/oder Abtaubetrieb, angeordnet ist und die Wärmepumpen-Anlage, insbesondere einen Kompressor (10) derselben, bei Erreichen oder Unterschreiten eines bestimmten Abschalt-Niederdruckes ausschaltet.A method for operating a heat pump system for heating and / or cooling, in particular a building or part of a building, preferably according to one of the preceding claims, comprising a first heat exchanger (11), in particular plate heat exchanger, a second heat exchanger (12), and a low pressure switch (15) ), the low-pressure switch (15) being arranged on the first heat exchanger (11), in particular on a low-pressure side of the same, preferably in a cooling mode and / or defrosting mode, and the heat pump system, in particular a compressor (10) thereof, when it reaches or falls below one certain shut-off low pressure switches off. Gebäude oder Gebäudeteil, umfassend eine Wärmepumpen-Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 8.Building or part of a building, comprising a heat pump system according to one of the Claims 1 until 8th .
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