DE102020216027A1

DE102020216027A1 - Gaswärmepumpensystem und Verfahren zu seiner Steuerung

Info

Publication number: DE102020216027A1
Application number: DE102020216027.9A
Authority: DE
Inventors: Heejoong JANG; Hojong JEONG
Original assignee: LG Electronics Inc
Current assignee: LG Electronics Inc
Priority date: 2019-12-16
Filing date: 2020-12-16
Publication date: 2021-06-17
Also published as: US20210180805A1; US11761690B2; KR20210076677A

Abstract

Vorgeschlagen wird ein Gaswärmepumpensystem, das aufweist: einen Kompressor, der Kältemittel komprimiert und das komprimierte Kältemittel abgibt; einen Verbrennungsmotor, der eine Antriebskraft für den Kompressor bereitstellt; einen Kühler, der Kühlmittel kühlt, das bei Durchlaufen des Verbrennungsmotors beheizt wird; einen Innenwärmetauscher, der bewirkt, dass Wärmeaustausch zwischen Innenluft und dem Kältemittel auftritt, und dadurch einen Innenraum kühlt oder beheizt; einen Außenwärmetauscher, der das Kältemittel kondensiert; ein Vierwegeventil, das eine Strömungsrichtung des Kältemittels so umschaltet, dass das vom Kompressor abgegebene Kältemittel zum Außenwärmetauscher in einem Kühlbetriebsmodus strömt und zum Innenwärmetauscher in einem Heizbetriebsmodus strömt; und einen Warmwasserspeicher, der bewirkt, dass der Wärmeaustausch zwischen gespeichertem Wasser und dem Kältemittel auftritt, und dadurch das Kältemittel im Kühlbetriebsmodus kühlt und das Kältemittel im Heizbetriebsmodus beheizt.

Description

Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft ein Gaswärmepumpensystem und ein Verfahren zur Steuerung des Gaswärmepumpensystems sowie insbesondere ein Gaswärmepumpensystem und ein Verfahren zur Steuerung des Gaswärmepumpensystems, die Abwärme aus Kältemittel und Kühlmittel weitestgehend nutzen und die Heizleistung verbessern können.
Beschreibung der verwandten Technik
Ein Wärmepumpensystem ist ein System, das einen Kühl- oder Heizbetrieb über einen Kältekreislauf durchführen kann, und arbeitet im Zusammenwirken mit einer Warmwasser-Zufuhrvorrichtung oder einer Kühl- und Heizvorrichtung. Das heißt, es erfolgt eine Warmwassererzeugung oder Klimatisierung zum Kühlen und Heizen mit Hilfe einer Wärmequelle, die als Ergebnis von Wärmeaustausch erhalten wird, der zwischen kühlendem Kältemittel im Kältekreislauf und einem vorbestimmten Wärmespeichermedium auftritt.
Allgemein erfordert eine Konfiguration für den Kältekreislauf, dass dazu gehören: ein Kompressor, der Kältemittel komprimiert, ein Kondensator, der das durch den Kompressor komprimierte Kältemittel kondensiert, eine Expansionsvorrichtung, die das durch den Kondensator kondensierte Kältemittel dekomprimiert, und ein Verdampfer, der das dekomprimierte Kältemittel verdampft.
Zu den Wärmepumpensystemen zählt ein Gaswärmepumpensystem (GHP). Hochleistungskompressoren sind für den gewerblichen Einsatz oder für die Klimatisierung in großen gewerblich genutzten Gebäuden erforderlich. Das heißt, das Gaswärmepumpensystem wird als System verwendet, das statt eines Elektromotors einen Elektromotor verwendet, um einen Kompressor anzutreiben, der eine große Kältemittelmenge zu Gas mit hoher Temperatur und hohem Druck komprimiert.
Das Gaswärmepumpensystem verfügt über einen Verbrennungsmotor, der eine Triebkraft mit Hilfe eines Gemischs aus Kraftstoff und Gas (nachstehend „Mischgas“ genannt) erzeugt, eine Luftzufuhrvorrichtung, die das Mischgas dem Verbrennungsmotor zuführt, eine Kraftstoffzufuhrvorrichtung und einen Mischer, der die Luft und den Kraftstoff mischt.
Zum Verbrennungsmotor gehören ein Zylinder, dem das Mischgas zugeführt wird, und ein Kolben, der im Zylinder beweglich vorgesehen ist. Die Luftzufuhrvorrichtung weist ein Luftfilter auf, das Luft reinigt. Die Kraftstoffzufuhrvorrichtung verfügt über einen Nulldruckregler, der Kraftstoff mit vorbestimmtem Druck zuführt.
Das Gaswärmepumpensystem weist Kühlmittel auf, das den Verbrennungsmotor kühlt, während es durch ihn zirkuliert. Das Kühlmittel absorbiert im Verbrennungsmotor auftretende Abwärme, und die absorbierte Abwärme wird dem Kältemittel zugeführt, das durch das Gaswärmepumpensystem zirkuliert, was dessen Leistung verbessert. Insbesondere kann bei Durchführung eines Heizbetriebs durch das Gaswärmepumpensystem die Verdampfungsleistung des Kältekreislaufs verbessert werden.
Die Abwärme kann vom Verbrennungsmotor in einem Grad kontinuierlich produziert werden, der größer als für den Kältekreislauf notwendig ist. Allerdings ist das Gaswärmepumpensystem in der verwandten Technik nicht so konfiguriert, dass die im Verbrennungsmotor auftretende Abwärme zusätzlich genutzt werden kann. Aus diesem Grund wurde überschüssige Abwärme, die im Verbrennungsmotor auftritt, in die Umgebung abgegeben.
Die vorstehende Darstellung soll nur beim Verständnis des Hintergrunds der Offenbarung helfen und soll nicht bedeuten, dass die Offenbarung in den Geltungsbereich der verwandten Technik fällt, die dem Fachmann bereits bekannt ist.
Zusammenfassung der Erfindung
Der Offenbarung liegt als Aufgabe zugrunde, ein Gaswärmepumpensystem und ein Verfahren zur Steuerung des Gaswärmepumpensystems bereitzustellen, das aus Kältemittel und Kühlmittel rückgewonnene Abwärme einem Warmwasserspeicher zuführt, um im Warmwasserspeicher gespeichertes Wasser zu beheizen, und das Kältemittel durch Nutzung von Warmwasser mit hoher Temperatur beheizt, das im Warmwasserspeicher gespeichert ist, wodurch die Heizleistung verbessert wird.
Gemäß einem Aspekt der Offenbarung wird ein Gaswärmepumpensystem bereitgestellt, das aufweist: einen Kompressor, der Kältemittel komprimiert und das komprimierte Kältemittel abgibt; einen Verbrennungsmotor, der eine Antriebskraft für den Kompressor bereitstellt; einen Kühler, der Kühlmittel kühlt, das bei Durchlaufen des Verbrennungsmotors beheizt wird; einen Innenwärmetauscher, der bewirkt, dass Wärmeaustausch zwischen Innenluft und dem Kältemittel auftritt, und dadurch einen Innenraum kühlt oder beheizt; einen Außenwärmetauscher, der das Kältemittel kondensiert; ein Vierwegeventil, das eine Strömungsrichtung des Kältemittels so umschaltet, dass das vom Kompressor abgegebene Kältemittel zum Außenwärmetauscher in einem Kühlbetriebsmodus strömt und zum Innenwärmetauscher in einem Heizbetriebsmodus strömt; und einen Warmwasserspeicher, der bewirkt, dass der Wärmeaustausch zwischen gespeichertem Wasser und dem Kältemittel auftritt, und dadurch das Kältemittel im Kühlbetriebsmodus kühlt und das Kältemittel im Heizbetriebsmodus beheizt.
Im Gaswärmepumpensystem kann im Kühlbetriebsmodus der Warmwasserspeicher bewirken, dass der Wärmeaustausch zwischen dem den Verbrennungsmotor durchlaufenden Kühlmittel und dem gespeicherten Wasser auftritt, und kann dadurch das Kühlmittel kühlen.
Ferner kann das Gaswärmepumpensystem aufweisen: eine Warmwasserspeicher-Kältemittelleitung, die von einer Hauptkältemittelleitung abzweigt, die das Vierwegeventil und den Außenwärmetauscher miteinander verbindet, den Warmwasserspeicher für den Wärmeaustausch durchläuft und dann mit dem Außenwärmetauscher verbunden ist; und ein erstes Dreiwegeventil, das die Strömungsrichtung des Kältemittels so umschaltet, dass das Kältemittel, das das Vierwegeventil durchläuft, entlang der Hauptkältemittelleitung oder der Warmwasserspeicher-Kältemittelleitung strömt.
Außerdem kann das Gaswärmepumpensystem aufweisen: eine Warmwasserspeicher-Kühlmittelleitung, die von einer Hauptkühlmittelleitung abzweigt, die den Verbrennungsmotor und den Kühler miteinander verbindet, den Warmwasserspeicher für den Wärmeaustausch durchläuft und dann mit dem Verbrennungsmotor verbunden ist; und ein zweites Dreiwegeventil, das eine Strömungsrichtung des Kühlmittels so umschaltet, dass das Kühlmittel, das den Verbrennungsmotor durchläuft, entlang der Hauptkühlmittelleitung oder der Warmwasserspeicher-Kühlmittelleitung strömt.
Im Gaswärmepumpensystem kann die Warmwasserspeicher-Kühlmittelleitung über der Warmwasserspeicher-Kältemittelleitung im Warmwasserspeicher positioniert sein.
Weiterhin kann das Gaswärmepumpensystem aufweisen: eine Abzweigkältemittelleitung, die von der Hauptkältemittelleitung abzweigt, die den Innenwärmetauscher und den Außenwärmetauscher miteinander verbindet, und mit der Warmwasserspeicher-Kältemittelleitung verbunden ist, die den Warmwasserspeicher und den Außenwärmetauscher miteinander verbindet; ein Dreiwegeventil, das an einer Verbindungsstelle zwischen der Abzweigkältemittelleitung und der Warmwasserspeicher-Kältemittelleitung vorgesehen ist, wobei das Dreiwegeventil so konfiguriert ist, dass es die Warmwasserspeicher-Kältemittelleitung und die Abzweigkältemittelleitung selektiv verbindet; und ein Auf/Zu-Ventil, das an der Warmwasserspeicher-Kältemittelleitung zwischen dem dritten Dreiwegeventil und dem Außenwärmetauscher vorgesehen ist, wobei das Auf/Zu-Ventil so konfiguriert ist, dass es die Warmwasserspeicher-Kältemittelleitung im Kühlbetriebsmodus öffnet und die Warmwasserspeicher-Kältemittelleitung im Heizbetriebsmodus schließt.
Im Gaswärmepumpensystem kann im Kühlbetriebsmodus das dritte Dreiwegeventil die Strömungsrichtung des Kältemittels so umschalten, dass das Kältemittel den Außenwärmetauscher durchläuft und dann entlang der Hauptkältemittelleitung strömt oder entlang der Hauptkältemittelleitung über die Abzweigkältemittelleitung strömt.
Zudem kann das Gaswärmepumpensystem aufweisen: eine Hilfskältemittelleitung, die von der Hauptkältemittelleitung abzweigt, die den Innenwärmetauscher und den Außenwärmetauscher miteinander verbindet, einen Hilfswärmetauscher durchläuft und dann mit dem Kompressor verbunden ist; ein Hilfsexpansionsventil, das die Hilfskältemittelleitung zwischen dem Innenwärmetauscher und dem Hilfswärmetauscher öffnet und schließt; eine Hilfskühlmittelleitung, die von der Hauptkühlmittelleitung abzweigt, die den Verbrennungsmotor und das zweite Dreiwegeventil verbindet, den Hilfswärmetauscher durchläuft und dann mit dem Verbrennungsmotor verbunden ist; und ein viertes Dreiwegeventil, das die Strömungsrichtung des Kühlmittels so umschaltet, dass das Kühlmittel, das den Verbrennungsmotor durchläuft, entlang der Hauptkühlmittelleitung oder der Hilfskühlmittelleitung strömt.
Ferner kann das Gaswärmepumpensystem aufweisen: eine Heizleitung, die einen Innenraum des Warmwasserspeichers für den Wärmeaustausch mit Wasser durchläuft, das im Warmwasserspeicher gespeichert ist; und eine Heizeinheit, die das die Heizleitung durchlaufende Wasser beheizt.
Im Gaswärmepumpensystem kann die Heizleitung unter einer Warmwasserspeicher-Kältemittelleitung im Warmwasserspeicher positioniert sein.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Offenbarung wird ein Verfahren zur Steuerung eines Gaswärmepumpensystems in einem Kühlbetriebsmodus bereitgestellt, wobei das System aufweist: einen ersten Kältemittelzirkulationsweg, entlang dessen ein Kältemittel, das von einem Kompressor abgegeben wird, der das Kältemittel mit Hilfe einer Antriebskraft eines Verbrennungsmotors komprimiert, in einem Außenwärmetauscher gekühlt wird, einen Innenwärmetauscher durchläuft und dann zum Kompressor zirkuliert; einen zweiten Kältemittelzirkulationsweg, entlang dessen das vom Kompressor abgegebene Kältemittel in einem Warmwasserspeicher und dann im Außenwärmetauscher gekühlt wird, den Innenwärmetauscher durchläuft und dann zum Kompressor zirkuliert; einen ersten Kühlmittelzirkulationsweg, entlang dessen einen Verbrennungsmotor kühlendes Kühlmittel in einem Kühler gekühlt wird und dann zum Verbrennungsmotor zirkuliert; und einen zweiten Kühlmittelzirkulationsweg, entlang dessen das den Verbrennungsmotor kühlende Kühlmittel im Warmwasserspeicher gekühlt wird und dann zum Verbrennungsmotor zirkuliert.
Das Verfahren weist auf Bestimmen, ob im Warmwasserspeicher gespeichertes Wasser als Warmwasser im Gebrauch ist; Messen der Temperatur des im Warmwasserspeicher gespeicherten Wassers und dadurch erfolgendes Bestimmen einer Menge des Warmwassers im Gebrauch, wenn das im Warmwasserspeicher gespeicherte Wasser als Warmwasser im Gebrauch ist; und Bestimmen von Wegen, entlang derer das Kältemittel und das Kühlmittel auf eine Weise zirkulieren, die dem entspricht, ob das im Warmwasserspeicher gespeicherte Wasser als Warmwasser im Gebrauch ist, oder der Menge des Warmwassers im Gebrauch entspricht.
Wird im Verfahren beim Bestimmen der Wege, entlang derer das Kältemittel und das Kühlmittel zirkulieren, bestimmt, dass das im Warmwasserspeicher gespeicherte Wasser nicht im Gebrauch als Warmwasser ist, kann eine Steuerung so durchgeführt werden, dass das Kältemittel entlang des ersten Kältemittelzirkulationswegs strömt und dass das Kühlmittel entlang des ersten Kühlmittelzirkulationswegs strömt.
Unterschreitet im Verfahren beim Bestimmen der Wege, entlang derer das Kältemittel und das Kühlmittel zirkulieren, die Menge des Warmwassers im Gebrauch einen vorbestimmten Bereich, kann eine Steuerung so durchgeführt werden, dass das Kältemittel entlang des zweiten Kältemittelzirkulationswegs strömt und dass das Kühlmittel entlang des ersten Kühlmittelzirkulationswegs strömt.
Fällt im Verfahren beim Bestimmen der Wege, entlang derer das Kältemittel und das Kühlmittel zirkulieren, die Menge des Warmwassers im Gebrauch in den vorbestimmten Bereich, kann eine Steuerung so durchgeführt werden, dass das Kältemittel entlang des zweiten Kältemittelzirkulationswegs strömt und dass das Kühlmittel entlang des zweiten Kühlmittelzirkulationswegs strömt.
Überschreitet im Verfahren beim Bestimmen der Wege, entlang derer das Kältemittel und das Kühlmittel zirkulieren, die Menge des Warmwassers im Gebrauch den vorbestimmten Bereich, kann eine Steuerung so durchgeführt werden, dass das Kältemittel entlang des zweiten Kältemittelzirkulationswegs strömt und dass das Kühlmittel entlang des zweiten Kühlmittelzirkulationswegs strömt, und ein Wasserheizbetrieb zum Beheizen des im Warmwasserspeicher gespeicherten Wassers kann durch Betreiben einer Heizeinheit durchgeführt werden, die mit dem Warmwasserspeicher über eine Heizleitung verbunden ist.
Im Verfahren kann das Gaswärmepumpensystem ferner aufweisen: einen dritten Kältemittelzirkulationsweg, entlang dessen das vom Kompressor abgegebene Kältemittel im Warmwasserspeicher gekühlt wird, den Innenwärmetauscher umgeht und dann zum Kompressor zirkuliert, und fällt beim Bestimmen der Wege, entlang derer das Kältemittel und das Kühlmittel zirkulieren, die Menge des Warmwassers im Gebrauch in den vorbestimmten Bereich, kann eine Steuerung so durchgeführt werden, dass das Kältemittel entlang des dritten Kältemittelzirkulationswegs strömt und dass das Kühlmittel entlang des zweiten Kühlmittelzirkulationswegs strömt.
Gemäß noch einem weiteren Aspekt der Offenbarung wird ein Verfahren zur Steuerung eines Gaswärmepumpensystems in einem Heizbetriebsmodus [bereitgestellt], wobei das System aufweist: einen ersten Kältemittelzirkulationsweg, entlang dessen ein Kältemittel, das von einem Kompressor abgegeben wird, der das Kältemittel mit Hilfe einer Antriebskraft eines Verbrennungsmotors komprimiert, Wärme in einem Innenwärmetauscher austauscht, in einem Hilfswärmetauscher beheizt wird und dann zum Kompressor zirkuliert; einen zweiten Kältemittelzirkulationsweg, entlang dessen das vom Kompressor abgegebene Kältemittel Wärme im Innenwärmetauscher austauscht[,] in einem Warmwasserspeicher beheizt wird und dann zum Kompressor zirkuliert; und einen Kühlmittelzirkulationsweg, entlang dessen ein einen Verbrennungsmotor kühlendes Kühlmittel im Hilfswärmetauscher gekühlt wird und dann zum Verbrennungsmotor zirkuliert.
Das Verfahren weist auf: Bestimmen, ob ein Wasserheizbetrieb zum Betreiben einer Heizeinheit durchgeführt wird, um im Warmwasserspeicher gespeichertes Wasser zum Gebrauch als Warmwasser zu beheizen; Bestimmen der Heizleistung in Abhängigkeit davon, ob der Wasserheizbetrieb auf eine Weise durchgeführt wird, die eine voreingestellte Heizbedingung erfüllt; und Bestimmen eines Wegs, entlang dessen das Kältemittel auf eine Weise zirkuliert, die dem entspricht, ob der Wasserheizbetrieb durchgeführt wird, und der Heizleistung entspricht.
Wird im Verfahren beim Bestimmen des Wegs, entlang dessen das Kältemittel zirkuliert, bestimmt, dass der Wasserheizbetrieb nicht durchgeführt wird, kann eine Steuerung so durchgeführt werden, dass das Kältemittel entlang des ersten Kältemittelzirkulationswegs strömt.
Wird im Verfahren beim Bestimmen des Wegs, entlang dessen das Kältemittel zirkuliert, der Wasserheizbetrieb durchgeführt und erfüllt die Heizleistung nicht die voreingestellte Heizbedingung, kann eine Steuerung so durchgeführt werden, dass das Kältemittel entlang sowohl des ersten Kältemittelzirkulationswegs als auch des zweiten Kältemittelzirkulationswegs strömt.
Im Verfahren kann beim Bestimmen der Heizleistung bestimmt werden, ob die Temperatur von Luft, die vom Innenwärmetauscher abgegeben wird, eine Soll-Temperatur ist, die die voreingestellte Heizbedingung erfüllt.
Wird mit dem Gaswärmepumpensystem und dem Verfahren zur Steuerung des Gaswärmepumpensystems gemäß der Offenbarung ein Kühlbetrieb durchgeführt, wird aus dem Kältemittel und dem Kühlmittel rückgewonnene Abwärme dem Warmwasserspeicher zugeführt, um das im Warmwasserspeicher gespeicherte Wasser zu beheizen. Dadurch lässt sich der Vorteil erreichen, Energie einzusparen.
Wird ferner offenbarungsgemäß ein Heizbetrieb durchgeführt, wird das Kältemittel durch Nutzung von Warmwasser mit hoher Temperatur beheizt, das im Warmwasserspeicher gespeichert ist. Dadurch lässt sich der Vorteil erreichen, die Heizleistung zu verbessern.
Figurenliste
Diese und weitere Aufgaben, Merkmale und andere Vorteile der Offenbarung gehen aus der folgenden näheren Beschreibung im Zusammenhang mit den beigefügten Zeichnungen deutlicher hervor. Es zeigen:

1 eine schematische Ansicht eines offenbarungsgemäßen Gaswärmepumpensystems;
2 eine schematische Ansicht eines Gaswärmepumpensystems, das in einem Kühlbetriebsmodus arbeitet, gemäß einer ersten Ausführungsform der Offenbarung;
3 eine schematische Ansicht eines Gaswärmepumpensystems, das im Kühlbetriebsmodus arbeitet, gemäß einer zweiten Ausführungsform der Offenbarung;
4 eine schematische Ansicht eines Gaswärmepumpensystems, das im Kühlbetriebsmodus arbeitet, gemäß einer dritten Ausführungsform der Offenbarung;
5 eine schematische Ansicht eines Gaswärmepumpensystems im Kühlbetriebsmodus gemäß einer vierten Ausführungsform der Offenbarung;
6 eine schematische Ansicht eines Gaswärmepumpensystems im Kühlbetriebsmodus gemäß einer fünften Ausführungsform der Offenbarung;
7 eine schematische Ansicht des Gaswärmepumpensystems in einem Heizbetriebsmodus gemäß der ersten Ausführungsform der Offenbarung;
8 eine schematische Ansicht des Gaswärmepumpensystems im Heizbetriebsmodus gemäß der zweiten Ausführungsform der Offenbarung;
9 einen schematischen Ablaufplan eines Verfahrens zur Steuerung des Gaswärmepumpensystems im Kühlbetriebsmodus gemäß der Offenbarung; und
10 einen schematischen Ablaufplan eines Verfahrens zur Steuerung des Gaswärmepumpensystems im Heizbetriebsmodus gemäß der Offenbarung.

Nähere Beschreibung der Erfindung
Nachstehend werden ein Gaswärmepumpensystem und Verfahren zur Steuerung des Gaswärmepumpensystems gemäß der Offenbarung näher beschrieben, um Merkmale der Offenbarung verständlich zu machen.
Zu beachten ist, dass nach Möglichkeit gleiche Bestandteilselemente gleiche Bezugszeichen in den beigefügten Zeichnungen tragen, auf die zur Veranschaulichung Bezug genommen wird und als Hilfe bei der Beschreibung der Ausführungsformen dienen können. Zudem entfallen spezifische Beschreibungen bekannter Konfigurationen und Funktionen im Zusammenhang mit der Offenbarung, wenn davon ausgegangen wird, dass diese die Beschaffenheit und den Kern der Offenbarung verbergen.
Im Folgenden werden spezifische Ausführungsformen der Offenbarung anhand der beigefügten Zeichnungen beschrieben.
1 ist eine schematische Ansicht eines offenbarungsgemäßen Gaswärmepumpensystems.
2 bis 6 sind Ansichten von Gaswärmepumpensystemen, die in einem Kühlbetriebsmodus arbeiten, jeweils gemäß einer ersten bis fünften Ausführungsform der Offenbarung. 7 und 8 sind Ansichten der Gaswärmepumpensysteme in einem Heizbetriebsmodus gemäß der ersten bzw. zweiten Ausführungsform der Offenbarung.
Mit Bezug auf 1 weist das offenbarungsgemäße Gaswärmepumpensystem 11 ein Klimamodul, ein Verbrennungsmotormodul und ein Kühlmodul auf. Ferner kann das Gaswärmepumpensystem ein Warmwasserspeichermodul aufweisen, das Abwärme aus Kältemittel und Kühlmittel rückgewinnt und die Abwärme als Wärmequelle verwendet.
Das Klimamodul weist mehrere Komponenten auf, die zum Kühlen oder Heizen eines Innenraums mit Hilfe eines Kältekreislaufs konfiguriert sind.
Als Beispiel verfügt das Klimamodul über einen Kompressor 110, ein Vierwegeventil 115, einen Außenwärmetauscher 120, einen Innenwärmetauscher 140 und einen Gas-Flüssigkeits-Trenner 160. Der Kompressor 110 komprimiert das Kältemittel. Das Vierwegeventil 115 schaltet eine Strömungsrichtung des im Kompressor 110 komprimierten Kältemittels auf eine Weise um, die dem Kühlbetriebsmodus und dem Heizbetriebsmodus entspricht. Der Außenwärmetauscher 120 kondensiert das Kältemittel. Der Innenwärmetauscher 140 bewirkt, dass Wärmeaustausch zwischen Innenluft und dem Kältemittel auftritt, und kühlt oder beheizt den Innenraum. Der Gas-Flüssigkeits-Trenner 160 trennt flüssiges Kältemittel und gasförmiges Kältemittel voneinander. Der Außenwärmetauscher 120 ist hier in einer Außenklimakondensatoreinheit eingebaut. Ein Außengebläse 122 ist in der Außenklimakondensatoreinheit vorgesehen. Durch Antrieb des Außengebläses 122 kommt es zum Wärmeaustausch zwischen Außenluft und dem den Außenwärmetauscher 120 durchlaufenden Kältemittel, wodurch das Kältemittel gekühlt wird.
Im Kühlbetriebsmodus arbeitet das Klimamodul mit dieser Konfiguration wie folgt. Das in einem komprimierten Zustand vom Kompressor 110 abgegebene Kältemittel wird durch Betrieb des Vierwegeventils 115 dem Außenwärmetauscher 120 zugeführt. Das im Außenwärmetauscher 120 kondensierte Kältemittel wird dem Innenwärmetauscher 140 zugeführt, tauscht Wärme mit der Innenluft aus und verdampft dadurch, wodurch es die Innenluft kühlt. Danach durchläuft das verdampfende Kältemittel das Vierwegeventil 115 und wird dann in das flüssige Kältemittel und das gasförmige Kältemittel durch den Gas-Flüssigkeits-Trenner 160 getrennt. Das resultierende gasförmige Kältemittel wird dem Kompressor 110 zugeführt und zirkuliert.
Ein Hauptexpansionsventil 125 zur Druckminderung des Kältemittels ist an der Ausgangsseite des Außenwärmetauschers 120 vorgesehen. Ein Druckminderungsbetrieb durch das Hauptexpansionsventil 125 kühlt das den Außenwärmetauscher 120 durchlaufende Kältemittel weiter.
Ferner können ein Unterkühlungswärmetauscher 130, ein Unterkühlungsströmungsweg 132 und ein Unterkühlungsexpansionsventil 135 an der Ausgangsseite des Hauptexpansionsventils 125 vorgesehen sein. Der Unterkühlungswärmetauscher 130 kühlt das Kältemittel zusätzlich. Der Unterkühlungsströmungsweg 132 zweigt von der Hauptkältemittelleitung 111 ab, die den Außenwärmetauscher 120 und den Innenwärmetauscher 140 miteinander verbindet, durchläuft den Unterkühlungswärmetauscher 130 und ist mit dem Gas-Flüssigkeits-Trenner 160 verbunden. Das Unterkühlungsexpansionsventil 135 ist am Unterkühlungsströmungsweg 132 so vorgesehen, dass es an der Eingangsseite des Unterkühlungswärmetauschers 130 positioniert ist, und mindert den Druck des Kältemittels.
Mit dieser Konfiguration kühlt ein Druckminderungsbetrieb durch das Unterkühlungsexpansionsventil 135 das aus dem Unterkühlungsströmungsweg 132 ausströmende Kältemittel. Das gekühlte Kältemittel wird bei Durchlaufen der Hauptkältemittelleitung 111 im Unterkühlungswärmetauscher 130 weiter gekühlt und dann zum Gas-Flüssigkeits-Trenner 160 abgegeben.
Weiterhin arbeitet im Heizbetriebsmodus das Klimamodul wie folgt. Das im komprimierten Zustand vom Kompressor 110 abgegebene Kältemittel wird durch den Betrieb des Vierwegeventils 115 dem Innenwärmetauscher 140 zugeführt, tauscht Wärme mit der Innenluft aus und wird kondensiert, wodurch es die Innenluft beheizt. Danach tauscht das Kältemittel Wärme mit dem in einem Hilfswärmetauscher 150 beheizten Kühlmittel aus und verdampft. Anschließend durchläuft das Kältemittel das Vierwegeventil 115 und wird dann in das flüssige Kältemittel und das gasförmige Kältemittel durch den Gas-Flüssigkeits-Trenner 160 getrennt. Das resultierende gasförmige Kältemittel wird dem Kompressor 110 zugeführt und zirkuliert.
Dazu kann das Klimamodul ferner eine Hilfskältemittelleitung 151 und ein Hilfsexpansionsventil 155 aufweisen. Die Hilfskältemittelleitung 151 zweigt von der Hauptkältemittelleitung 111 ab, die den Innenwärmetauscher 140 und den Außenwärmetauscher 120 miteinander verbindet, durchläuft den Hilfswärmetauscher 150 und ist dann mit dem Kompressor 110 verbunden. Das Hilfsexpansionsventil 155 öffnet und schließt die Hilfskältemittelleitung 151 zwischen dem Innenwärmetauscher 140 und dem Hilfswärmetauscher 150. Hierbei kann das Hilfsexpansionsventil 155 so arbeiten, dass es den Druck des Kältemittels mindert, das in den Hilfswärmetauscher 150 eingeleitet wird.
Das Verbrennungsmotormodul weist mehrere Komponenten auf, die so konfiguriert sind, dass sie eine Antriebskraft zum Komprimieren des Kältemittels im Kompressor 110 bereitstellen.
Als Beispiel verfügt das Verbrennungsmotormodul über einen Verbrennungsmotor 210, einen Mischer 230, ein Luftfilter 220, einen Nulldruckregler 240 und eine Strömungssteuereinheit 270. Der Verbrennungsmotor 210 verbrennt Mischgas und erzeugt dadurch eine Triebkraft. Der Mischer 230 ist an der Eingangsseite des Verbrennungsmotors 210 angeordnet und führt das Mischgas zu. Das Luftfilter 220 führt dem Mischer 230 gereinigte Luft zu. Der Nulldruckregler 240 führt Kraftstoff mit einem vorbestimmten Höchstdruck zu. Die Strömungssteuereinheit 270 ist zwischen dem Verbrennungsmotor 210 und dem Mischer 230 angeordnet und steuert eine Menge des Mischgases, das dem Verbrennungsmotor 210 zuzuführen ist. Hierbei ist die Strömungssteuereinheit 270 als Ventil vorgesehen, das einen Ansatz mit elektronischer Drosselklappensteuerung (ETC) verfolgt.
Mit dieser Konfiguration wird die Menge des Mischgases, das daraus resultiert, dass der Mischer 230 in gereinigtem Zustand durch das Luftfilter 220 zugeführte Luft und mit vorbestimmtem Druck durch den Nulldruckregler 240 zugeführten Kraftstoff mischt, durch die Strömungssteuereinheit 270 gesteuert, wonach das resultierende Mischgas dem Verbrennungsmotor 210 zugeführt wird, wodurch die Triebkraft im Verbrennungsmotor 210 erzeugt wird. Die so im Verbrennungsmotor 210 erzeugte Triebkraft wird als Antriebskraft zum Betreiben des Kompressors 110 bereitgestellt. Obwohl nicht dargestellt, kann natürlich ferner ein Turbolader (nicht gezeigt) zum Zuführen von komprimiertem Mischgas zum Verbrennungsmotor 210 vorgesehen sein.
Das Kühlmodul weist mehrere Komponenten auf, die so konfiguriert sind, dass sie das Kühlmittel zum Kühlen des Verbrennungsmotors 210 zuführen.
Als Beispiel weist das Kühlmittelmodul einen Kühler 330 und eine Hauptkühlmittelleitung 310 auf. Der Kühler 300 kühlt das Kühlmittel, das bei Durchlaufen des Verbrennungsmotors 210 erwärmt wird. Die Hauptkühlmittelleitung 310 verbindet den Verbrennungsmotor 210 und einen Kühler 330 miteinander. Der Kühler 330 ist in der Außenklimakondensatoreinheit eingebaut, und das Außengebläse 122 ist in der Außenklimakondensatoreinheit eingebaut. Mit dieser Anordnung bewirkt das Antreiben des Außengebläses 122, dass es zum Wärmeaustausch zwischen der Außenluft und dem Kühlmittel kommt, das den Kühler 330 durchläuft, wodurch das Kühlmittel gekühlt wird.
Ferner kann das Kühlmittelmodul eine Kühlmittelpumpe 300 aufweisen, die an der Hauptkühlmittelleitung 310 angeordnet ist und das Kühlmittel zwangsweise in den Verbrennungsmotor 210 strömen lässt.
Außerdem kann das Kühlmittelmodul einen Abgaswärmetauscher 280 aufweisen, der an der Hauptkühlmittelleitung 310 so angeordnet ist, dass er an der Abgasauslassseite des Verbrennungsmotors 210 positioniert ist, und bewirkt, dass es zum Wärmeaustausch zwischen dem Kühlmittel, das entlang der Hauptkühlmittelleitung 310 strömt, und aus dem Verbrennungsmotor 210 abgegebenem Abgas kommt.
Weiterhin kann das Kühlmittelmodul ferner eine Hilfskühlmittelleitung 320 und ein viertes Dreiwegeventil 444 aufweisen. Die Hilfskühlmittelleitung 320 zweigt von der Hauptkühlmittelleitung 310 ab, die den Verbrennungsmotor 210 und ein zweites Dreiwegeventil 442 miteinander verbindet, durchläuft den Hilfswärmetauscher 150 und ist dann mit der Hauptkühlmitteleitung 310 verbunden, die an der Ausgangsseite des Kühlers 330 positioniert ist. Das vierte Dreiwegeventil 444 ist an einem Punkt vorgesehen, an dem die Hilfskühlmittelleitung 320 von der Hauptkühlmittelleitung 310 abzweigt.
Das vierte Dreiwegeventil 444 schaltet eine Strömungsrichtung des Kühlmittels so um, dass das Kühlmittel, das den Verbrennungsmotor 210 durchläuft, entlang der Hauptkühlmittelleitung 310 oder der Hilfskühlmittelleitung 320 strömt. Das heißt, das vierte Dreiwegeventil 444 schaltet die Strömungsrichtung des Kühlmittels so um, dass das Kühlmittel, das den Verbrennungsmotor 210 durchläuft, zum Kühler 330 oder zum Hilfswärmetauscher 150 strömt.
Das Warmwasserspeichermodul weist mehrere Komponenten auf, die so konfiguriert sind, dass sie Abwärme aus dem Kältemittel und dem Kühlmittel entfernen oder die Abwärme als Wärmequelle nutzen.
Als Beispiel weist das Warmwasserspeichermodul einen Warmwasserspeicher 410, eine Warmwasserspeicher-Kältemittelleitung 431 und das erste Dreiwegeventil 441 auf. Im Warmwasserspeicher 410 wird Wasser gespeichert. Die Warmwasserspeicher-Kältemittelleitung 431 zweigt von der Hauptkältemittelleitung 111 ab und durchläuft den Warmwasserspeicher 410. Das erste Dreiwegeventil 441 ist an einem Punkt vorgesehen, an dem die Warmwasserspeicher-Kältemittelleitung 431 von der Hauptkältemittelleitung 111 abzweigt.
Hierbei ist der Warmwasserspeicher 410 so konfiguriert, dass er Wasser speichert, das als Warmwasser im Gebrauch ist. Das heißt, verwendet ein Benutzer das Warmwasser, führt eine Heizeinheit 510 einen Wasserheizbetrieb zum Beheizen des gespeicherten Wassers durch. Dadurch wird das im Warmwasserspeicher 410 gespeicherte Wasser beheizt, und das beheizte Wasser wird als Warmwasser zugeführt. Dabei variiert eine Warmwassermenge, die vom Benutzer verwendet werden kann, gemäß einer Wärmemenge, die dem Warmwasserspeicher 410 zugeführt wird.
Eine Warmwasserspeicher-Zufuhrleitung 421 und eine Warmwasserspeicher-Abgabeleitung 422 sind am Warmwasserspeicher 410 vorgesehen. Das Wasser wird über die Warmwasserspeicher-Zufuhrleitung 421 zugeführt. Das durch Beheizen des Wassers im Warmwasserspeicher 410 erzeugte Warmwasser wird über die Warmwasserspeicher-Abgabeleitung 422 nach außen abgegeben.
Die Warmwasserspeicher-Abgabeleitung 422 ist so konfiguriert, dass sie das durch Beheizen des Wassers erzeugte Warmwasser nach außen abgibt. Das im Warmwasserspeicher 410 beheizte Wasser bewegt sich nach oben. Daher ist erwünscht, dass ein Endabschnitt der Warmwasserspeicher-Abgabeleitung 422 an einem oberen Abschnitt des Warmwasserspeichers 410 angeordnet ist.
Die Warmwasserspeicher-Zufuhrleitung 421 ist so konfiguriert, dass sie Wasser mit niedriger Temperatur dem Warmwasserspeicher 410 zuführt. Um eine Wirkung auf das sich nach oben bewegende beheizte Wasser zu minimieren, ist erwünscht, dass ein Endabschnitt der Warmwasserspeicher-Zufuhrleitung 421 auf der Bodenflächenseite des Warmwasserspeichers 410 so angeordnet ist, dass das Wasser mit niedriger Temperatur von einem Boden des Warmwasserspeichers 410 zugeführt wird.
Das Warmwasserspeichermodul verfügt über die Warmwasserspeicher-Kältemittelleitung 431, das erste Dreiwegeventil 441, eine Warmwasserspeicher-Kühlmittelleitung 433 und ein zweites Dreiwegeventil 442. Die Warmwasserspeicher-Kältemittelleitung 431 zweigt von der Hauptkältemittelleitung 111 ab, die das Vierwegeventil 115 und den Außenwärmetauscher 120 miteinander verbindet, durchläuft den Warmwasserspeicher 410 für den Wärmeaustausch und ist dann mit dem Außenwärmetauscher 120 verbunden. Das erste Dreiwegeventil 441 schaltet die Strömungsrichtung des Kältemittels so um, dass das Kältemittel, das das Vierwegeventil 115 durchläuft, entlang der Hauptkältemittelleitung 111 oder der Warmwasserspeicher-Kältemittelleitung 431 strömt. Die Warmwasserspeicher-Kühlmittelleitung 433 zweigt von der Hauptkühlmittelleitung 310 ab, die den Verbrennungsmotor 210 und den Kühler 330 miteinander verbindet, durchläuft den Warmwasserspeicher 410 für den Wärmeaustausch und ist dann mit dem Verbrennungsmotor 210 verbunden. Das zweite Dreiwegeventil 442 schaltet die Strömungsrichtung des Kühlmittels so um, dass das den Verbrennungsmotor 210 durchlaufende Kühlmittel entlang der Hauptkühlmittelleitung 310 oder der Warmwasserspeicher-Kühlmittelleitung 433 strömt.
Mit dieser Konfiguration wird im Kühlbetriebsmodus das vom Kompressor 110 abgegebene Kältemittel der Warmwasserspeicher-Kältemittelleitung 431 zum primären Kondensieren im Warmwasserspeicher 410 zugeführt, wonach das resultierende Kältemittel dem Außenwärmetauscher 120 zum sekundären Kondensieren zugeführt wird. Dabei wird das im Warmwasserspeicher 410 gespeicherte Wasser mit dem Kältemittel beheizt, wodurch die Abwärme aus dem Kältemittel rückgewonnen wird.
Im Kühlbetriebsmodus wird das Kühlmittel, mit dem der Verbrennungsmotor 210 gekühlt wird, der Warmwasserspeicher-Kühlmittelleitung 433 zugeführt und im Warmwasserspeicher 410 gekühlt, wonach das gekühlte Kühlmittel wieder dem Verbrennungsmotor 210 zugeführt wird. Hierbei wird das im Warmwasserspeicher 410 gespeicherte Wasser mit dem Kühlmittel beheizt, wodurch die Abwärme aus dem Kühlmittel rückgewonnen wird.
Ferner kann das Warmwasserspeichermodul eine Abzweigkältemittelleitung 432, ein drittes Dreiwegeventil 443 und ein Auf/Zu-Ventil 445 aufweisen.
Die Abzweigkältemittelleitung 432 zweigt von der Hauptkältemittelleitung 111 ab, die den Innenwärmetauscher 140 und den Außenwärmetauscher 120 miteinander verbindet, und ist mit der Warmwasserspeicher-Kältemittelleitung 431 verbunden, die den Warmwasserspeicher 410 und den Außenwärmetauscher 120 miteinander verbindet.
Das Dreiwegeventil 443 ist an einer Verbindungsstelle zwischen der Abzweigkältemittelleitung 432 und der Warmwasserspeicher-Kältemittelleitung 431 vorgesehen, um die Warmwasserspeicher-Kältemittelleitung 431 und die Abzweigkältemittelleitung 432 selektiv miteinander zu verbinden. Im Kühlbetriebsmodus kann das dritte Dreiwegeventil 443 die Strömungsrichtung des Kältemittels so umschalten, dass das Kältemittel den Außenwärmetauscher 120 durchläuft und dann entlang der Hauptkältemittelleitung 111 strömt oder entlang der Hauptkältemittelleitung 111 über die Abzweigkältemittelleitung 432 strömt.
Das Auf/Zu-Ventil 445 ist an der Warmwasserspeicher-Kältemittelleitung 431 zwischen dem dritten Dreiwegeventil 443 und dem Außenwärmetauscher 120 vorgesehen. Das Auf/Zu-Ventil 445 arbeitet so, dass es die Warmwasserspeicher-Kältemittelleitung 431 im Kühlbetriebsmodus öffnet und die Warmwasserspeicher-Kältemittelleitung 431 im Heizbetriebsmodus schließt.
Das Warmwasserspeichermodul weist eine Heizleitung 520 und eine Heizeinheit 510 auf. Die Heizleitung 520 durchläuft den Innenraum des Warmwasserspeichers 410 für den Wärmeaustausch mit dem im Warmwasserspeicher 410 gespeicherten Wasser. Die Heizeinheit 510 beheizt das die Heizleitung 520 durchlaufende Wasser. Das heißt, das im Warmwasserspeicher 410 gespeicherte Wasser wird mit der Heizleitung 520 und der Heizeinheit 510 beheizt.
Weiterhin ist die Warmwasserspeicher-Kühlmittelleitung 433 des Warmwasserspeichermoduls innerhalb eines oberen Abschnitts des Warmwasserspeichers 410 angeordnet, die Heizleitung 520 des Warmwasserspeichermoduls ist innerhalb eines unteren Abschnitts davon angeordnet, und die Warmwasserspeicher-Kältemittelleitung 431 des Warmwasserspeichermoduls ist innerhalb des Mittelabschnitts davon an einer Position auf halbem Weg zwischen der Warmwasserspeicher-Kühlmittelleitung 433 und der Heizleitung 520 angeordnet. Natürlich ist die Offenbarung nicht auf diese Anordnung beschränkt. Die Warmwasserspeicher-Kältemittelleitung 431 kann innerhalb des oberen Abschnitts des Warmwasserspeichers 410 angeordnet sein, und die Warmwasserspeicher-Kühlmittelleitung 433 kann innerhalb seines Mittelabschnitts angeordnet sein. Das Heißt, Positionen, an denen die Leitungen angeordnet sind, können gemäß einer Betriebsbedingung geändert sein, die von einem Benutzer festgelegt wird.
Nachstehend wird ein offenbarungsgemäßes Verfahren zur Steuerung des Gaswärmepumpensystems anhand der beigefügten Zeichnungen beschrieben.
Das Gaswärmepumpensystem verfügt über einen ersten bis dritten Kältemittelzirkulationsweg CRC1, CRC2 und CRC3 sowie einen ersten und zweiten Kühlmittelzirkulationsweg CWC1 und CWC2. Im Kühlbetriebsmodus zirkuliert gemäß der Betriebsbedingung das Kältemittel entlang des ersten bis dritten Kältemittelzirkulationswegs CRC1, CRC2 und CRC3, und das Kühlmittel zirkuliert entlang des ersten und zweiten Kühlmittelzirkulationswegs CWC1 und CWC2.
Insbesondere ist gemäß 2 der erste Kältemittelzirkulationsweg CRC1 ein Weg, entlang dessen das vom Kompressor 110 abgegebene Kältemittel zum Kompressor 110 zirkuliert, nachdem es im Außenwärmetauscher 120 gekühlt wird und dann Wärme mit der Innenluft [im] Innenwärmetauscher 140 austauscht.
Als Beispiel ist der erste Kältemittelzirkulationsweg CRC 1 so konfiguriert, dass das vom Kompressor 110 abgegebene Kältemittel durch den Betrieb des Vierwegeventils 115 zum ersten Dreiwegeventil 441 strömt und durch den Betrieb des ersten Dreiwegeventils 441 zur Hauptkältemittelleitung 111 zum Zuführen zum Außenwärmetauscher 120 strömt. Weiterhin ist der erste Kältemittelzirkulationsweg CRC1 so konfiguriert, dass das bei Durchlaufen des Außenwärmetauschers 120 kondensierte Kältemittel bei Durchlaufen des Hauptexpansionsventils 125 gekühlt wird, Wärme im Innenwärmetauscher 140 austauscht, wodurch es die Innenluft kühlt, und dann das erste Dreiwegeventil 441 zum Zuführen zum Gas-Flüssigkeits-Trenner 160 durchläuft, und dass nur das gasförmige Kältemittel als Ergebnis der Gas-Flüssigkeits-Trennung wieder dem Kompressor 110 zugeführt wird.
Gemäß 3 ist der zweite Kältemittelzirkulationsweg CRC2 ein Weg, entlang dessen das vom Kompressor 110 abgegebene Kältemittel im Warmwasserspeicher 410 und dann im Außenwärmetauscher 120 gekühlt wird, den Innenwärmetauscher 140 durchläuft und dann zum Kompressor 110 zirkuliert.
Als Beispiel ist der zweite Kältemittelzirkulationsweg CRC2 so konfiguriert, dass das vom Kompressor 110 abgegebene Kältemittel durch den Betrieb des Vierwegeventils 115 zum ersten Dreiwegeventil 441 strömt und durch Betrieb des ersten Dreiwegeventils 441 zur Warmwasserspeicher-Kältemittelleitung 431 zum Zuführen zum Warmwasserspeicher 410 strömt. Außerdem ist der zweite Kältemittelzirkulationsweg CRC2 so konfiguriert, dass das bei Durchlaufen des Warmwasserspeichers 410 primär kondensierte Kältemittel durch Betrieb des dritten Dreiwegeventils 443 zum Außenwärmetauscher 120 strömt, wodurch es zusätzlich kondensiert wird, bei Durchlaufen des Hauptexpansionsventils 125 gekühlt wird, Wärme im Innenwärmetauscher 140 austauscht, wodurch es die Innenluft kühlt, und dann das erste Dreiwegeventil 441 zum Zuführen zum Gas-Flüssigkeits-Trenner 160 durchläuft, und dass nur das gasförmige Kältemittel als Ergebnis der Gas-Flüssigkeits-Trennung wieder dem Kompressor 110 zugeführt wird.
Gemäß 6 ist der dritte Kältemittelzirkulationsweg CRC3 ein Weg, entlang dessen das vom Kompressor 110 abgegebene Kältemittel im Warmwasserspeicher 410 gekühlt wird, den Innenwärmetauscher 140 umgeht und dann zum Kompressor 110 zirkuliert.
Als Beispiel ist der dritte Kältemittelzirkulationsweg CRC3 so konfiguriert, dass das vom Kompressor 110 abgegebene Kältemittel durch den Betrieb des Vierwegeventils 115 zum ersten Dreiwegeventil 441 strömt und durch den Betrieb des ersten Dreiwegeventils 441 zur Warmwasserspeicher-Kältemittelleitung 431 zum Zuführen zum Warmwasserspeicher 410 strömt. Außerdem ist der dritte Kältemittelzirkulationsweg CRC3 so konfiguriert, dass das bei Durchlaufen des Warmwasserspeichers 410 primär kondensierte Kältemittel durch den Betrieb des dritten Dreiwegeventils 443 zur Abzweigkältemittelleitung 432 strömt, den Außenwärmetauscher 120 umgeht, bei Durchlaufen des Hauptexpansionsventils 125 gekühlt wird, Wärme im Innenwärmetauscher 140 austauscht, wodurch es die Innenluft kühlt, und dann das erste Dreiwegeventil 441 zum Zuführen zum Gas-Flüssigkeits-Trenner 160 durchläuft, und dass nur das gasförmige Kältemittel als Ergebnis der Gas-Flüssigkeits-Trennung wieder dem Kompressor 110 zugeführt wird.
Gemäß 2 ist der erste Kühlmittelzirkulationsweg CWC1 ein Weg, entlang dessen das den Verbrennungsmotor 210 kühlende Kühlmittel im Kühler 330 gekühlt wird und dann zum Verbrennungsmotor 210 zirkuliert. Als Beispiel ist der erste Kühlmittelzirkulationsweg CWC1 so konfiguriert, dass das den Verbrennungsmotor 210 kühlende Kühlmittel durch den Betrieb des vierten Dreiwegeventils 444 und durch Betrieb des zweiten Dreiwegeventils 442 zur Hauptkühlmittelleitung 310 zum Zuführen zum Kühler 330 strömt, durch das Außengebläse 122 im Kühler 330 gekühlt wird, das Abgas im Abgaswärmetauscher 280 kühlt, während es durch die Kühlmittelpumpe 300 zwangsweise strömt, und dann wieder dem Verbrennungsmotor 210 zugeführt wird.
Gemäß 4 ist der zweite Kühlmittelzirkulationsweg CWC2 ein Weg, entlang dessen das den Verbrennungsmotor 210 kühlende Kühlmittel im Warmwasserspeicher 410 gekühlt wird und dann zum Verbrennungsmotor 210 zirkuliert.
Als Beispiel ist der zweite Kühlmittelzirkulationsweg CWC2 so konfiguriert, dass das den Verbrennungsmotor 210 kühlende Kühlmittel durch Betrieb des vierten Dreiwegeventils 444 zur Hauptkühlmittelleitung 310 strömt, durch den Betrieb des zweiten Dreiwegeventils 442 zur Warmwasserspeicher-Kühlmittelleitung 433 zum Zuführen zum Warmwasserspeicher 410 strömt, den Warmwasserspeicher 410 durchläuft, das Abgas im Abgaswärmetauscher 280 kühlt, während es durch die Kühlmittelpumpe 300 zwangsweise strömt, und dann wieder dem Verbrennungsmotor 210 zugeführt wird.
Im Folgenden wird ein Verfahren zur Steuerung des Gaswärmepumpensystems im Kühlbetriebsmodus gemäß der Offenbarung anhand des zuvor beschriebenen Kältemittelzirkulationswegs und Kühlmittelzirkulationswegs beschrieben.
Das Verfahren zur Steuerung des Gaswärmepumpensystems im Kühlbetriebsmodus beinhaltet einen Warmwasser-im-Gebrauch-Bestimmungsschritt S110, einen Warmwasser-im-Gebrauch-Mengenbestimmungsschritt und einen Zirkulationsweg-Steuerschritt. Im Warmwasser-im-Gebrauch-Bestimmungsschritt S110 wird bestimmt, ob das im Warmwasserspeicher 410 gespeicherte Wasser als Warmwasser im Gebrauch ist. Im Warmwasser-im-Gebrauch-Mengenbestimmungsschritt wird bei Gebrauch des im Warmwasserspeicher 410 gespeicherten Wassers als Warmwasser die Temperatur des im Warmwasserspeicher 410 gespeicherten Wassers gemessen, wodurch eine Menge des Warmwassers im Gebrauch bestimmt wird. Im Zirkulationsweg-Steuerschritt werden Wege, entlang derer das Kältemittel und das Kühlmittel zirkulieren, auf eine Weise bestimmt, die dem entspricht, ob das im Warmwasserspeicher 410 gespeicherte Wasser als Warmwasser in Gebrauch ist, oder der Menge des Warmwassers in Gebrauch.
Wird im Zirkulationsweg-Steuerschritt bestimmt, dass das im Warmwasserspeicher 410 gespeicherte Wasser nicht im Gebrauch als Warmwasser ist (Nein in S 110), wird gemäß 2 eine Steuerung so durchgeführt, dass das Kältemittel entlang des ersten Kältemittelzirkulationswegs CRC1 strömt und dass das Kühlmittel entlang des ersten Kühlmittelzirkulationswegs CWC1 strömt.
Das heißt, ist das Warmwasser nicht im Gebrauch, besteht eine Notwendigkeit, das im Warmwasserspeicher 410 gespeicherte Wasser zu beheizen. Daher wird eine Steuerung so durchgeführt, dass das Kältemittel und das Kühlmittel im Klimamodul zirkulieren, ohne zum Warmwasserspeicher 410 zu strömen, und dass der Innenraum dadurch gekühlt wird.
Unterschreitet im Zirkulationsweg-Steuerschritt die Menge des Warmwassers im Gebrauch einen vorbestimmten Bereich (Ja in S130), wird gemäß 3 eine Steuerung so durchgeführt, dass das Kältemittel entlang des zweiten Kältemittelzirkulationswegs CRC2 strömt und dass das Kühlmittel entlang des ersten Kühlmittelzirkulationswegs CWC1 strömt.
Das heißt, ist die Menge des Warmwassers im Gebrauch klein, wird die Abwärme aus dem Kältemittel im Warmwasserspeicher 410 rückgewonnen, das im Warmwasserspeicher 410 gespeicherte Wasser wird mit der rückgewonnenen Abwärme beheizt, und das beheizte Wasser ist als Warmwasser im Gebrauch. Wird das im Warmwasserspeicher 410 gespeicherte Wasser mit der aus dem Kältemittel rückgewonnenen Abwärme beheizt, kommt die Heizeinheit 510 nicht zum Einsatz. Dadurch kann Energie eingespart werden.
Fällt im Zirkulationsweg-Steuerschritt die Menge des Warmwassers im Gebrauch in den vorbestimmten Bereich (Ja in S150), wird gemäß 4 die Steuerung so durchgeführt, dass das Kältemittel entlang des zweiten Kältemittelzirkulationswegs CRC2 strömt und das Kühlmittel entlang des zweiten Kühlmittelzirkulationswegs CWC2 strömt.
Das heißt, tritt die Menge des Warmwassers im Gebrauch in einem gewissen Grad auf, wird in einem Zustand, in dem die Abwärme aus dem Kältemittel im Warmwasserspeicher 410 über den zweiten Kältemittelzirkulationsweg CRC2 rückgewonnen wird, eine Steuerung so durchgeführt, dass das Kühlmittel entlang des zweiten Kühlmittelzirkulationswegs CWC2 strömt. Dadurch wird mit dieser Steuerung die Abwärme auch aus dem Kühlmittel im Warmwasserspeicher 410 rückgewonnen, wodurch eine größere Menge des Wassers beheizt wird. Das heißt, das im Warmwasserspeicher 410 gespeicherte Wasser wird mit der aus dem Kältemittel und dem Kühlmittel rückgewonnenen Abwärme beheizt, ohne die Heizeinheit 510 zu verwenden. Dadurch lässt sich Energie einsparen.
Überschreitet im Zirkulationsweg-Steuerschritt die Menge des Warmwassers im Gebrauch den vorbestimmten Bereich (Nein in S 150), wird gemäß 5 die Steuerung so durchgeführt, dass das Kältemittel entlang des zweiten Kältemittelzirkulationswegs CRC2 strömt und dass das Kühlmittel entlang des zweiten Kühlmittelzirkulationswegs CWC2 strömt. Außerdem wird eine Steuerung so durchgeführt, dass die Heizeinheit 510 arbeitet, die mit dem Warmwasserspeicher 410 mit der Heizleitung 520 verbunden ist, um das im Warmwasserspeicher 410 gespeicherte Wasser zu beheizen.
Das heißt, ist die Menge des Warmwassers im Gebrauch erhöht, so ist es nur mit der über den zweiten Kältemittelzirkulationsweg CRC2 und den zweiten Kühlmittelzirkulationsweg CWC2 rückgewonnenen Abwärme schwierig, das Wasser kontinuierlich zu beheizen und so zuzuführen, dass es in kontinuierlichem Gebrauch ist. Daher führt die Heizeinheit 510 zusätzlich Wärme zu, wodurch das im Warmwasserspeicher 410 gespeicherte Wasser beheizt wird.
Auf diese Weise wird zu Beginn des Warmwassergebrauchs eine Steuerung so durchgeführt, dass das Kältemittel entlang des zweiten Kältemittelzirkulationswegs CRC2 strömt. Ist ferner das Warmwasser in kontinuierlichem Gebrauch, wird eine Steuerung so durchgeführt, dass das Kühlmittel entlang des zweiten Kühlmittelzirkulationswegs CWC2 strömt. Ist zudem das Warmwasser weiter in kontinuierlichem Gebrauch, wird eine Steuerung zusätzlich so durchgeführt, dass die Heizeinheit 510 arbeitet.
Fällt daher in einem Fall, in dem das Warmwasser im Gebrauch ist, die Menge des Warmwassers im Gebrauch in den vorbestimmten Bereich, wird das im Warmwasserspeicher 410 gespeicherte Wasser mit der aus dem Kältemittel und dem Kühlmittel rückgewonnenen Abwärme beheizt. Dadurch kann Energie eingespart werden.
Fällt zudem im Zirkulationsweg-Steuerschritt die Menge des Warmwassers im Gebrauch in den vorbestimmten Bereich, kann gemäß 6 eine Steuerung so durchgeführt werden, dass das Kältemittel entlang des dritten Kältemittelzirkulationswegs CRC3 strömt und dass das Kühlmittel entlang des zweiten Kühlmittelzirkulationswegs CWC2 strömt. Können das Kältemittel und das Kühlmittel auf diese Weise strömen, strömen das Kühlmittel und das Kältemittel nicht zum Kühler 330 und zum Außenwärmetauscher 120. Dadurch braucht das Außengebläse 122 nicht angetrieben zu werden. Somit lässt sich zusätzlich Energie einsparen.
Das Gaswärmepumpensystem weist einen ersten und zweiten Kältemittelzirkulationsweg HRC1 und HRC2 sowie einen Kühlmittelzirkulationsweg HWC auf. Im Heizbetriebsmodus zirkuliert gemäß der Betriebsbedingung das Kältemittel entlang des ersten und zweiten Kältemittelzirkulationswegs HRC1 und HRC2, und das Kühlmittel zirkuliert entlang des Kühlmittelzirkulationswegs HWC.
Insbesondere ist gemäß 7 der erste Kältemittelzirkulationsweg HRC1 ein Weg, entlang dessen das vom Kompressor 110 abgegebene Kältemittel Wärme im Innenwärmetauscher 140 austauscht, im Hilfswärmetauscher 150 beheizt wird und dann zum Kompressor 110 zirkuliert.
Als Beispiel ist der erste Kältemittelzirkulationsweg HRC1 so konfiguriert, dass das vom Kompressor 110 abgegebene Kältemittel durch den Betrieb des Vierwegeventils 115 zur Hauptkältemittelleitung 111 zum Zuführen zum Innenwärmetauscher 140 strömt und Wärme mit der Innenluft im Innenwärmetauscher 140 austauscht, wodurch es kondensiert wird. Weiterhin ist der erste Kältemittelzirkulationsweg HRC1 so konfiguriert, dass das resultierende kondensierte Kältemittel das Hilfsexpansionsventil 155 durchläuft, entlang der Hilfskältemittelleitung 151 zum Zuführen zum Hilfswärmetauscher 150 strömt und Wärme im Hilfswärmetauscher 150 absorbiert, wodurch es verdampft. Der erste Kältemittelzirkulationsweg HRC1 ist so konfiguriert, dass das resultierende verdampfende Kältemittel dem Gas-Flüssigkeits-Trenner 160 zugeführt wird und dass nur das gasförmige Kältemittel als Ergebnis der Gas-Flüssigkeits-Trennung wieder dem Kompressor 110 zugeführt wird.
Gemäß 8 ist der zweite Kältemittelzirkulationsweg HRC2 ein Weg, entlang dessen das vom Kompressor 110 abgegebene Kältemittel Wärme im Innenwärmetauscher 140 austauscht, im Warmwasserspeicher 410 beheizt wird und dann zum Kompressor 110 zirkuliert.
Als Beispiel ist der zweite Kältemittelzirkulationsweg HRC2 so konfiguriert, dass das vom Kompressor 110 abgegebene Kältemittel durch den Betrieb des Vierwegeventils 115 zur Hauptkältemittelleitung 111 strömt und zum Innenwärmetauscher 140 strömt. Weiterhin ist der zweite Kältemittelzirkulationsweg HRC2 so konfiguriert, dass das Kältemittel, das nach Austauschen von Wärme mit der Innenluft im Innenwärmetauscher 140 kondensiert ist, das Hauptexpansionsventil 125 durchläuft, entlang der Abzweigkältemittelleitung 432 strömt und durch den Betrieb des dritten Dreiwegeventils 443 zur Warmwasserspeicher-Kältemittelleitung 431 zum Zuführen zum Warmwasserspeicher 410 strömt. Weiterhin ist der zweite Kältemittelzirkulationsweg HRC2 so konfiguriert, dass das als Ergebnis von Wärmeabsorption im Warmwasserspeicher 410 verdampfende Kältemittel durch den Betrieb des ersten Dreiwegeventils 441 und durch den Betrieb des Vierwegeventils 115 dem Gas-Flüssigkeits-Trenner 160 zugeführt wird und dass nur das gasförmige Kältemittel als Ergebnis der Gas-Flüssigkeits-Trennung wieder dem Kompressor 110 zugeführt wird.
Gemäß 8 ist der Kühlmittelzirkulationsweg HWC ein Weg, entlang dessen das den Verbrennungsmotor 210 kühlende Kühlmittel im Hilfswärmetauscher 150 gekühlt wird und dann zum Verbrennungsmotor 210 zirkuliert.
Als Beispiel ist der Kühlmittelzirkulationsweg HWC so konfiguriert, dass das den Verbrennungsmotor 210 kühlende Kühlmittel durch das vierte Dreiwegeventil 444 zur Hilfskühlmittelleitung 320 zum Zuführen zum Hilfswärmetauscher 150 strömt, Wärme mit dem Kältemittel im Hilfswärmetauscher 150 austauscht, wodurch es gekühlt wird, das Abgas im Abgaswärmetauscher 280 kühlt, während es durch die Kühlmittelpumpe 300 zwangsweise strömt, und dann wieder dem Verbrennungsmotor 210 zugeführt wird.
Im Folgenden wird ein Verfahren zur Steuerung des Gaswärmepumpensystems im Heizbetriebsmodus gemäß der Offenbarung anhand des zuvor beschriebenen Kältemittelzirkulationswegs und Kühlmittelzirkulationswegs beschrieben.
Das Verfahren zur Steuerung des Gaswärmepumpensystems im Heizbetriebsmodus beinhaltet einen Wasserheizbetrieb-Bestimmungsschritt S210, einen Heizleistungs-Bestimmungsschritt S220 und einen Kältemittelzirkulationsweg-Steuerschritt. Im Wasserheizbetrieb-Bestimmungsschritt S210 wird bestimmt, ob ein Wasserheizbetrieb zum Betreiben der Heizeinheit 510 durchgeführt wird, um das im Warmwasserspeicher 410 gespeicherte Wasser zum Gebrauch als Warmwasser zu beheizen. Im Heizleistungs-Bestimmungsschritt S220 wird die Heizleistung in Abhängigkeit davon bestimmt, ob der Wasserheizbetrieb auf eine Weise durchgeführt wird, die eine voreingestellte Heizbedingung erfüllt. Im Kältemittelzirkulationsweg-Steuerschritt wird ein Weg, entlang dessen das Kältemittel zirkuliert, auf eine Weise bestimmt, die dem entspricht, ob der Wasserheizbetrieb durchgeführt wird, und der Heizleistung entspricht.
Im Heizleistungs-Bestimmungsschritt wird bestimmt, ob die Temperatur von Luft, die vom Innenwärmetauscher 140 abgegeben wird, eine Soll-Temperatur ist, die eine voreingestellte Heizbedingung erfüllt.
Um beispielsweise in einem Fall, in dem der Benutzer die Heizbedingung auf 25 °C einstellt, die Innentemperatur auf 25 °C in einer voreingestellten Zeit zu steigern, wird die Soll-Temperatur der dem Innenraum zugeführten Luft auf 30 °C eingestellt. Erreicht in diesem Fall bei Messung der Temperatur der abgegebenen Luft, die als Ergebnis des Wärmeaustausches im Innenwärmetauscher 140 beheizt wird, die Temperatur der Luft nicht die Soll-Temperatur von 30 °C, wird bestimmt, dass die Heizleistung nicht die voreingestellte Heizbedingung erfüllt. Natürlich ist die zuvor beschriebene Heizleistung nur ein Beispiel. Die Heizleistung kann durch verschiedene Außenfaktoren bestimmt werden, z. B. eine Größe des Innenraums und die Betriebsbedingung.
Wird im Kältemittelzirkulationsweg-Steuerschritt bestimmt, dass der Wasserheizbetrieb nicht bestimmt ist (Nein im Schritt S210), wird gemäß 7 eine Steuerung so durchgeführt, dass das Kältemittel entlang des ersten Kältemittelzirkulationswegs HRC1 strömt. An diesem Punkt zirkuliert das Kühlmittel entlang des Kühlmittelzirkulationswegs HWC.
Das heißt, ist das Warmwasser nicht im Gebrauch, wird das im Warmwasserspeicher 410 gespeicherte Wasser nicht beheizt und bleibt auf niedriger Temperatur. Daher wird eine Steuerung so durchgeführt, dass das Kältemittel entlang des ersten Kältemittelzirkulationswegs HRC1 strömt und im Hilfswärmetauscher 150 verdampft.
Wird im Kältemittelzirkulationsweg-Steuerschritt der Wasserheizbetrieb durchgeführt (Ja in S210) und erfüllt die Heizleistung nicht die voreingestellte Heizbedingung (Nein in S220), wird gemäß 8 eine Steuerung so durchgeführt, dass das Kältemittel entlang sowohl des ersten Kältemittelzirkulationswegs HRC1 als auch des zweiten Kältemittelzirkulationswegs HRC2 strömt. An diesem Punkt zirkuliert das Kühlmittel entlang des Kühlmittelzirkulationswegs HWC.
Das heißt, ist das Warmwasser im Gebrauch, wird der Wasserheizbetrieb durchgeführt. Dadurch wird das im Warmwasserspeicher 410 gespeicherte Wasser beheizt und in einem Zustand mit hoher Temperatur gespeichert. Der Grund dafür, dass die Heizleistung nicht die voreingestellte Heizbedingung erfüllt, besteht darin, dass die Heizleistung nicht nur mit einer vom Hilfswärmetauscher 150 zugeführten Wärmemenge erreicht werden kann. Daher wird bestimmt, dass eine Notwendigkeit besteht, dem Kältemittel eine zusätzliche Wärmemenge zuzuführen.
Um also die zusätzliche Wärmemenge zuzuführen, wird eine Steuerung so durchgeführt, dass ein Anteil des Kältemittels entlang des zweiten Kältemittelzirkulationswegs HRC2 zirkuliert und Wärme aus dem Warmwasser absorbiert, das auf hohe Temperatur im Warmwasserspeicher 410 beheizt wird. Dadurch kann die Heizbedingung erfüllt werden.
Daher wird in einem Fall, in dem die Heizbedingung nicht erfüllt ist, die Wärme zusätzlich vom Warmwasserspeicher 410 zugeführt. Damit kann die Heizbedingung erfüllt werden, und die Heizleistung lässt sich entsprechend verbessern.

Claims

Gaswärmepumpensystem, das aufweist: einen Kompressor, der Kältemittel komprimiert und das komprimierte Kältemittel abgibt; einen Verbrennungsmotor, der eine Antriebskraft für den Kompressor bereitstellt; einen Kühler, der Kühlmittel kühlt, das bei Durchlaufen des Verbrennungsmotors beheizt wird; einen Innenwärmetauscher, der bewirkt, dass Wärmeaustausch zwischen Innenluft und dem Kältemittel auftritt und dadurch einen Innenraum kühlt oder beheizt; einen Außenwärmetauscher, der das Kältemittel kondensiert; ein Vierwegeventil, das eine Strömungsrichtung des Kältemittels so umschaltet, dass das vom Kompressor abgegebene Kältemittel zum Außenwärmetauscher in einem Kühlbetriebsmodus strömt und zum Innenwärmetauscher in einem Heizbetriebsmodus strömt; und einen Warmwasserspeicher, der bewirkt, dass der Wärmeaustausch zwischen gespeichertem Wasser und dem Kältemittel auftritt, und dadurch das Kältemittel im Kühlbetriebsmodus kühlt und das Kältemittel im Heizbetriebsmodus beheizt.
Gaswärmepumpensystem nach Anspruch 1, wobei im Kühlbetriebsmodus der Warmwasserspeicher bewirkt, dass der Wärmeaustausch zwischen dem den Verbrennungsmotor durchlaufenden Kühlmittel und dem gespeicherten Wasser auftritt, und dadurch das Kühlmittel kühlt.
Gaswärmepumpensystem nach Anspruch 2, das ferner aufweist: eine Warmwasserspeicher-Kältemittelleitung, die von einer Hauptkältemittelleitung abzweigt, die das Vierwegeventil und den Außenwärmetauscher miteinander verbindet, den Warmwasserspeicher für den Wärmeaustausch durchläuft und dann mit dem Außenwärmetauscher verbunden ist; und ein erstes Dreiwegeventil, das die Strömungsrichtung des Kältemittels so umschaltet, dass das Kältemittel, das das Vierwegeventil durchläuft, entlang der Hauptkältemittelleitung oder der Warmwasserspeicher-Kältemittelleitung strömt.
Gaswärmepumpensystem nach Anspruch 3, das ferner aufweist: eine Warmwasserspeicher-Kühlmittelleitung, die von einer Hauptkühlmittelleitung abzweigt, die den Verbrennungsmotor und den Kühler miteinander verbindet, den Warmwasserspeicher für den Wärmeaustausch durchläuft und dann mit dem Verbrennungsmotor verbunden ist; und ein zweites Dreiwegeventil, das eine Strömungsrichtung des Kühlmittels so umschaltet, dass das Kühlmittel, das den Verbrennungsmotor durchläuft, entlang der Hauptkühlmittelleitung oder der Warmwasserspeicher-Kühlmittelleitung strömt.
Gaswärmepumpensystem nach Anspruch 4, wobei die Warmwasserspeicher-Kühlmittelleitung über der Warmwasserspeicher-Kältemittelleitung im Warmwasserspeicher positioniert ist.
Gaswärmepumpensystem nach Anspruch 4, das ferner aufweist: eine Abzweigkältemittelleitung, die von der Hauptkältemittelleitung abzweigt, die den Innenwärmetauscher und den Außenwärmetauscher miteinander verbindet, und mit der Warmwasserspeicher-Kältemittelleitung verbunden ist, die den Warmwasserspeicher und den Außenwärmetauscher miteinander verbindet; ein Dreiwegeventil, das an einer Verbindungsstelle zwischen der Abzweigkältemittelleitung und der Warmwasserspeicher-Kältemittelleitung vorgesehen ist, wobei das Dreiwegeventil so konfiguriert ist, dass es die Warmwasserspeicher-Kältemittelleitung und die Abzweigkältemittelleitung selektiv verbindet; und ein Auf/Zu-Ventil, das an der Warmwasserspeicher-Kältemittelleitung zwischen dem dritten Dreiwegeventil und dem Außenwärmetauscher vorgesehen ist, wobei das Auf/Zu-Ventil so konfiguriert ist, dass es die Warmwasserspeicher-Kältemittelleitung im Kühlbetriebsmodus öffnet und die Warmwasserspeicher-Kältemittelleitung im Heizbetriebsmodus schließt.
Gaswärmepumpensystem nach Anspruch 6, wobei im Kühlbetriebsmodus das dritte Dreiwegeventil die Strömungsrichtung des Kältemittels so umschaltet, dass das Kältemittel den Außenwärmetauscher durchläuft und dann entlang der Hauptkältemittelleitung strömt oder entlang der Hauptkältemittelleitung über die Abzweigkältemittelleitung strömt.
Gaswärmepumpensystem nach Anspruch 6, das ferner aufweist: eine Hilfskältemittelleitung, die von der Hauptkältemittelleitung abzweigt, die den Innenwärmetauscher und den Außenwärmetauscher miteinander verbindet, einen Hilfswärmetauscher durchläuft und dann mit dem Kompressor verbunden ist; ein Hilfsexpansionsventil, das die Hilfskältemittelleitung zwischen dem Innenwärmetauscher und dem Hilfswärmetauscher öffnet und schließt; eine Hilfskühlmittelleitung, die von der Hauptkühlmittelleitung abzweigt, die den Verbrennungsmotor und das zweite Dreiwegeventil verbindet, den Hilfswärmetauscher durchläuft und dann mit dem Verbrennungsmotor verbunden ist; und ein viertes Dreiwegeventil, das die Strömungsrichtung des Kühlmittels so umschaltet, dass das Kühlmittel, das den Verbrennungsmotor durchläuft, entlang der Hauptkühlmittelleitung oder der Hilfskühlmittelleitung strömt.
Gaswärmepumpensystem nach einem der Ansprüche 1 bis 8, das ferner aufweist: eine Heizleitung, die einen Innenraum des Warmwasserspeichers für den Wärmeaustausch mit Wasser durchläuft, das im Warmwasserspeicher gespeichert ist; und eine Heizeinheit, die das die Heizleitung durchlaufende Wasser beheizt.
Gaswärmepumpensystem nach Anspruch 9, wobei die Heizleitung unter einer Warmwasserspeicher-Kältemittelleitung im Warmwasserspeicher positioniert ist.
Verfahren zur Steuerung eines Gaswärmepumpensystems in einem Kühlbetriebsmodus, wobei das System aufweist: einen ersten Kältemittelzirkulationsweg, entlang dessen ein Kältemittel, das von einem Kompressor abgegeben wird, der das Kältemittel mit Hilfe einer Antriebskraft eines Verbrennungsmotors komprimiert, in einem Außenwärmetauscher gekühlt wird, einen Innenwärmetauscher durchläuft und dann zum Kompressor zirkuliert; einen zweiten Kältemittelzirkulationsweg, entlang dessen das vom Kompressor abgegebene Kältemittel in einem Warmwasserspeicher und dann im Außenwärmetauscher gekühlt wird, den Innenwärmetauscher durchläuft und dann zum Kompressor zirkuliert; einen ersten Kühlmittelzirkulationsweg, entlang dessen einen Verbrennungsmotor kühlendes Kühlmittel in einem Kühler gekühlt wird und dann zum Verbrennungsmotor zirkuliert; und einen zweiten Kühlmittelzirkulationsweg, entlang dessen das den Verbrennungsmotor kühlende Kühlmittel im Warmwasserspeicher gekühlt wird und dann zum Verbrennungsmotor zirkuliert, wobei das Verfahren aufweist: Bestimmen, ob im Warmwasserspeicher gespeichertes Wasser als Warmwasser im Gebrauch ist; Messen der Temperatur des im Warmwasserspeicher gespeicherten Wassers und dadurch erfolgendes Bestimmen einer Menge des Warmwassers im Gebrauch, wenn das im Warmwasserspeicher gespeicherte Wasser als Warmwasser im Gebrauch ist; und Bestimmen von Wegen, entlang derer das Kältemittel und das Kühlmittel auf eine Weise zirkulieren, die dem entspricht, ob das im Warmwasserspeicher gespeicherte Wasser als Warmwasser im Gebrauch ist, oder der Menge des Warmwassers im Gebrauch entspricht.
Verfahren nach Anspruch 11, wobei dann, wenn beim Bestimmen der Wege, entlang derer das Kältemittel und das Kühlmittel zirkulieren, bestimmt wird, dass das im Warmwasserspeicher gespeicherte Wasser nicht im Gebrauch als Warmwasser ist, eine Steuerung so durchgeführt wird, dass das Kältemittel entlang des ersten Kältemittelzirkulationswegs strömt und dass das Kühlmittel entlang des ersten Kühlmittelzirkulationswegs strömt.
Verfahren nach Anspruch 11, wobei dann, wenn beim Bestimmen der Wege, entlang derer das Kältemittel und das Kühlmittel zirkulieren, die Menge des Warmwassers im Gebrauch einen vorbestimmten Bereich unterschreitet, eine Steuerung so durchgeführt wird, dass das Kältemittel entlang des zweiten Kältemittelzirkulationswegs strömt und dass das Kühlmittel entlang des ersten Kühlmittelzirkulationswegs strömt.
Verfahren nach Anspruch 11, wobei dann, wenn beim Bestimmen der Wege, entlang derer das Kältemittel und das Kühlmittel zirkulieren, die Menge des Warmwassers im Gebrauch in einen vorbestimmten Bereich fällt, eine Steuerung so durchgeführt wird, dass das Kältemittel entlang des zweiten Kältemittelzirkulationswegs strömt und dass das Kühlmittel entlang des zweiten Kühlmittelzirkulationswegs strömt.
Verfahren nach Anspruch 11, wobei dann, wenn beim Bestimmen der Wege, entlang derer das Kältemittel und das Kühlmittel zirkulieren, die Menge des Warmwassers im Gebrauch einen vorbestimmten Bereich überschreitet, eine Steuerung so durchgeführt wird, dass das Kältemittel entlang des zweiten Kältemittelzirkulationswegs strömt und dass das Kühlmittel entlang des zweiten Kühlmittelzirkulationswegs strömt, und ein Wasserheizbetrieb zum Beheizen des im Warmwasserspeicher gespeicherten Wassers durch Betreiben einer Heizeinheit durchgeführt wird, die mit dem Warmwasserspeicher über eine Heizleitung verbunden ist.
Verfahren nach Anspruch 11, wobei das Gaswärmepumpensystem ferner aufweist: einen dritten Kältemittelzirkulationsweg, entlang dessen das vom Kompressor abgegebene Kältemittel im Warmwasserspeicher gekühlt wird, den Innenwärmetauscher umgeht und dann zum Kompressor zirkuliert, und fällt beim Bestimmen der Wege, entlang derer das Kältemittel und das Kühlmittel zirkulieren, die Menge des Warmwassers im Gebrauch in einen vorbestimmten Bereich, wird eine Steuerung so durchgeführt, dass das Kältemittel entlang des dritten Kältemittelzirkulationswegs strömt und dass das Kühlmittel entlang des zweiten Kühlmittelzirkulationswegs strömt.
Verfahren zur Steuerung eines Gaswärmepumpensystems in einem Heizbetriebsmodus, wobei das System aufweist: einen ersten Kältemittelzirkulationsweg, entlang dessen ein Kältemittel, das von einem Kompressor abgegeben wird, der das Kältemittel mit Hilfe einer Antriebskraft eines Verbrennungsmotors komprimiert, Wärme in einem Innenwärmetauscher austauscht, in einem Hilfswärmetauscher beheizt wird und dann zum Kompressor zirkuliert; einen zweiten Kältemittelzirkulationsweg, entlang dessen das vom Kompressor abgegebene Kältemittel Wärme im Innenwärmetauscher austauscht, in einem Warmwasserspeicher beheizt wird und dann zum Kompressor zirkuliert; und einen Kühlmittelzirkulationsweg, entlang dessen ein einen Verbrennungsmotor kühlendes Kühlmittel im Hilfswärmetauscher gekühlt wird und dann zum Verbrennungsmotor zirkuliert, wobei das Verfahren aufweist: Bestimmen, ob ein Wasserheizbetrieb zum Betreiben einer Heizeinheit durchgeführt wird, um im Warmwasserspeicher gespeichertes Wasser zum Gebrauch als Warmwasser zu beheizen; Bestimmen der Heizleistung in Abhängigkeit davon, ob der Wasserheizbetrieb auf eine Weise durchgeführt wird, die eine voreingestellte Heizbedingung erfüllt; und Bestimmen eines Wegs, entlang dessen das Kältemittel auf eine Weise zirkuliert, die dem entspricht, ob der Wasserheizbetrieb durchgeführt wird, und der Heizleistung entspricht.
Verfahren nach Anspruch 17, wobei dann, wenn beim Bestimmen des Wegs, entlang dessen das Kältemittel zirkuliert, bestimmt wird, dass der Wasserheizbetrieb nicht durchgeführt wird, eine Steuerung so durchgeführt wird, dass das Kältemittel entlang des ersten Kältemittelzirkulationswegs strömt.
Verfahren nach Anspruch 17, wobei dann, wenn beim Bestimmen des Wegs, entlang dessen das Kältemittel zirkuliert, der Wasserheizbetrieb durchgeführt wird und die Heizleistung nicht die voreingestellte Heizbedingung erfüllt, eine Steuerung so durchgeführt wird, dass das Kältemittel entlang sowohl des ersten Kältemittelzirkulationswegs als auch des zweiten Kältemittelzirkulationswegs strömt.
Verfahren nach Anspruch 17, wobei beim Bestimmen der Heizleistung bestimmt wird, ob die Temperatur von Luft, die vom Innenwärmetauscher abgegeben wird, eine Soll-Temperatur ist, die die voreingestellte Heizbedingung erfüllt.