DE2940609A1

DE2940609A1 - Einrichtung zur waermerueckgewinnung aus einem kuehlprozess

Info

Publication number: DE2940609A1
Application number: DE19792940609
Authority: DE
Inventors: Dipl.-Ing. Herbert 4650 Gelsenkirchen Duras; Manfred Hahn; Ing.(grad.) Helmut 8500 Nürnberg Schönberger
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Current assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Priority date: 1979-10-06
Filing date: 1979-10-06
Publication date: 1981-04-16

Description

EBHZ-78/106 04.10.1979

Bt/gf

Licentia
Patent-Verwaltungs-GmbH Frankfurt/Main

Einrichtung zur Wärmerückgewinnung aus einem Kühlprozess

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung gemäß dem Oberbegriff des ersten Anspruchs.

Bei einer bekannten Einrichtung dieser Art (DE-OS 27 02 550) ist einem Warmwasserbehälter ein Thermostat zugeordnet, dessen Schaltkontakt elektrisch in Serie mit einem im Warmwasserbehälter angeordneten Zusatzheizelement liegt. Dabei ist der Temperaturfühler des Thermostats oberhalb des Zusatzheizelementes und ein Kondensator einer Wärmepumpe, deren Verdampfer einen Kühlschrank zugeordnet ist, unterhalb des Zusatzheizelementes in den Warmwasserkessel eingebaut. Das Zusatzheizelement dient dazu, im oberen Abschnitt des Warmwasserbehälters immer dann die Temperatur des Wassers auf einem bestimmten Niveau zu halten, wenn durch erhöhten Warmwasserbedarf oder bei geringem Wärmeanfall im Kühlschrank die Wassertemperatur nicht vom Kondensator auf einem vorbe-

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stimmten Wert gehalten werden kann. Die Zusatzbeheizung ist hierbei abhängig von der Temperatur des Wassers im Warmwasserbehälter jederzeit einschaltbar. Dadurch tritt auch in wählbaren Zeitperioden, in welchen eine Warmwasserentnahme regelmäßig nicht stattfindet, der Kühlprozess jedoch aufrechterhalten werden muß, im gegebenen Fall eine Einschaltung des Zusatzheizelementes ein. Hierdurch wird ein Teil der Speicherkapazität bereits aufgeladen, der bei längerdauernder fehlender Entnahme von Warmwasser für die Abführung der beim Kühlprozess entstehenden Wärme an sich notwendig wäre.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine gemäß dem Oberbegriff des ersten Anspruchs ausgebildete Einrichtung zu schaffen, bei welcher während wählbarer Zeiten eine selbsttätige zusätzliche Beheizung des Warmwasserbehälters nur dann erfolgt, wenn gewährleistet ist, daß die während dieser Zeitabschnitte üblicherweise auftretende Wärmemenge aus der Kälteerzeugung noch an das Brauchwasser abgegeben werden kann.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt gemäß der Erfindung durch die kennzeichnenden Merkmale des ersten Anspruchs.

Bei dieser Ausgestaltung kann mit Hilfe des zeitabhängig gesteuerten Signals an wenigstens einem Zeitpunkt ermittelt werden, ob die aus der restlichen Zeitspanne zu erwartende Beheizung durch die Wärmepumpe im Wärmespeichervolumen des Warmwasserkessels untergebracht werden kann oder ob dann bereits eine Nachheizung mit dem Zusatzheizelement erforderlich

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ist. Nachdem die Zeiten der geringen Warmwasserabnahme in die Nachtstunden fallen und während dieses Zeitabschnittes ein verbilligter Stromtarif angeboten wird, ist es zweckmäßig, für die Zusatzbeheizung verbilligten Nachtstrom heranzuziehen.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den weiteren Ansprüchen angegeben.

Die Erfindung ist nachfolgend an Hand der Prinzipskizze eines Ausführungsbeispieles näher erläutert.

Eine Wärmepumpe mit einem Kompressor 1 und einem Verdampfer 2, der in einem Kühlschrank 3 oder dergl. angeordnet ist, weist auch einen Kondensator 4 auf, welcher in einem Warmwasserbehälter 5 im unteren Bereich angeordnet ist. In den unteren Bereich mündet eine Kaltwasserleitung 6, während an der Oberseite des Warmwasserbehälters 5 ein Warmwasserabfluß 7 angeordnet ist. Im oberen Bereich des Behälters 5 befindet sich ein elektrisches Zusatzheizelement 8, in dessen Stromkreis eine steuerbare Schalteinrichtung 9 gelegt ist. Mit dem Behälter 5 stehen auch drei temperaturabhängige Widerstände 10 in Wärmekontakt, die über die Höhe verteilt die Temperatur des Warmwasserbehälters 5 erfassen. Die Widerstände liegen elektrisch in Serie und steuern einen Signalumsetzer 11, dessen Ausgangssignal einem Vergleicher 12 zugeführt wird. Im Vergleicher 12 befindet sich auch ein Generator für die Erzeugung eines zeitabhängig gesteuerten elektrischen Signals, das im Vergleicher mit dem vom Meßwertwandler 11 gelieferten Signal verglichen wird. Bei einer vorbestimmten Abweichung der beiden Signale wird durch den Vergleicher ein Schaltsignal an die Schalteinrichtung geliefert, die eine Umschaltung der Schalteinrichtung 9 und damit des Ein-

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oder Ausschalten des Zusatzheizelementes 8 bewirkt.

Zu wählbaren Zeiten, in welchen wenig oder kein Warmwasser entnommen wird oder ein hoher Wärmeanfall im Kühlgerät 3 auftritt, braucht eine Beheizung durch den Zusatzheizkörper 8 nicht zu erfolgen. Durch entsprechende Wahl des zeitabhängigen Signals kann dann bewirkt werden, daß die Schalteinrichtung stets in Ausschaltstellung gehalten wird. Dadurch kann die im Kühlprozess anfallende Wärme mit Sicherheit an den Warmwasserbehälter 5 abgegeben und eine hohe Leistungsziffer für die Wärmepumpe sichergestellt werden. War jedoch infolge weitgehender Entnahme des warmen Wassers der Warmwasserkessel mit Kaltwasser gefüllt und der Wärmeanfall im Kühlgerät 3 gering, und sollte noch z.B. am Morgen zum Zwecke des Duschens ausreichend Warmwasser zur Verfügung stehen, dann kann durch entsprechende Bemessung des zeitabhängig gesteuerten Signals unter Berücksichtigung der Heizleistung des Heizelementes 8 und der üblicherweise noch zu erwartenden, vom Kühlprozess herrührenden Wärmemenge ein Zeitpunkt festgelegt werden, zu dem das von den Widerständen 10 erzeugte Signal eine bestimmte Höhe aufweisen muß, wenn das Zusatzheizelement nicht mehr eingeschaltet zu werden braucht. Ist dieser Wert nicht erreicht, der Wärmeinhalt des Warmwasserbehälters also zu gering, dann fällt der Vergleich des temperaturabhängigen Signals mit dem zeitabhängigen Signal negativ aus, wodurch die Vergleichseinrichtung 12 ein Einschaltsignal an die Schalteinrichtung 9 abgibt. Hierdurch wird über das Zusatzheizelement das Wasser im Warmwasserbehälter 5 so lange aufgeheizt, bis der Sollwert erreicht und eine ausreichende Wärmemenge gespeichert ist.

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Wenn das zeitab-hängige Signal in wählbaren Zeitabschnitten eine Größe aufweist, die unabhängig von der Größe des temperaturabhängigen Steuersignals die Steuereinrichtung 9 in einen den Stromkreis des Zusatzheizelementes unterbrechenden Schaltzustand steuert, dann kann dadurch für bestimmte Zeitabschnitte eine Einschaltung des Zusatzheizelementes unterbunden werden. Das kann z.B. für die Zeiträume sein, in welchen Strom nur zu hohem Tagestarif zur Verfügung steht. Außerhalb dieser Sperrzeiten, also während der Niedertarifzeit kann dagegen das zeitabhängige Signal stufig oder kontinuierlich geändert werden, so daß die Steuereinrichtung 9 bei höheren Wärmeinhaltswerten des Warmwasserbehälters 5 erst zu einem späteren Zeitpunkt den Stromkreis des Zusatzheizelementes einschaltet. Es kann dadurch zeitlich abgestuft oder kontinuierlich ein Sollwert für die Wassertemperatur vorgegeben werden, der die optimale Wärmeabgabe des Kondensators 4 bis zum Beginn der Warmwasserentnahme sicherstellt.

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Leerseite

Claims

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Ansprüche

Iy Einrichtung zur Wärmerückgewinnung aus einem Kühlprozeß

einer Wärmepumpe, deren Verdampfer einem zu kühlenden Raum zugeordnet ist und deren Kondensator in Wärmekopplung mit einem Warmwasserbehälter steht, in dem im oberen Bereich ein elektrisches Zusatzheizelement angeordnet ist, das bei nicht ausreichender Wärmerückgewinnung einschaltbar ist, und mit einem dem Warmwasserbehälter zugeordneten, den Wärmeinhalt erfassenden Temperaturfühler, dadurch gekennzeichnet, daß ein vom Temperaturfühler (10) abgeleitetes elektrisches Steuersignal und ein zeitabhängig gesteuertes elektrisches Signal einer Vergleichseinrichtung (12) zugeführt sind, welche bei einer vorgegebenen Abweichung der zugeführten Signale eine in den Stromkreis des Zusatzheizelementes (8) gelegte Schalteinrichtung (9) steuert.
2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das zeitabhängige Signal in wählbaren Zeitabschnitten eine Größe aufweist, die unabhängig von der Größe des Steuersignals die Steuereinrichtung (9) in einen den Stromkreis des Zusatzheizelementes (8) unterbrechenden Schaltzustand steuert.
3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das zeitabhängige Signal außerhalb der wählbaren Zeit-

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abschnitte stufig oder kontinuierlich änderbar ist, derart, daß die Steuereinrichtung (9) bei höheren Wärmeinhaltswerten des Warmwasserkessels (5) zu späteren Zeitpunken den Stromkreis des Zusatzheizelementes (8) einschaltet.
4. Einrichtung nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß der Temperaturfühler aus mehreren temperaturabhängigen Widerständen (10) besteht, die in unterschiedlichen Höhen mit dem Warmwasserbehälter (5) in Wärmekontakt stehen.

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