DE3022571C2

DE3022571C2 - Verfahren zum Betreiben einer Wärmepumpe

Info

Publication number: DE3022571C2
Application number: DE19803022571
Authority: DE
Inventors: Siegfried 8653 Mainleus Escher; Werner Ing.(Grad.) Kranz; Dieter Ing.(grad.) 8651 Kupferberg Kühl; Petr Dipl.-Ing. 8580 Bayreuth Rehor
Original assignee: Kkw Kulmbacher Klimageraete-Werk 8650 Kulmbach De GmbH
Current assignee: Kkw Kulmbacher Klimageraete-Werk 8650 Kulmbach De GmbH
Priority date: 1980-06-16
Filing date: 1980-06-16
Publication date: 1983-10-20
Also published as: DE3022571A1

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Betreiben einer Wärmepumpe nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Bei einem bekannten Verfahren der im Oberbegriff des Anspruches 1 genannten Art wird bei Außentemperaturen, bei denen eine Vereisungsgefahr des Verdampfers besteht (meist zwischen +5⁰C und —5° C), die Laufzeit der Wärmepumpe summiert. Nach Erreichen einer vorgegebenen Zeit wird der Heizbetrieb der Wärmepumpe stillgesetzt und der Verdampfer innerhalb einer Zeit, zum Beispiel innerhalb einer halben Stunde, durch Umkehren des Kältemittelkreislaufes abgetaut. Nach Ablauf der Abtauzeit wird der Heizbetrieb wieder aufgenommen und erneut die Laufzeit summiert und so fort. Die Abtauvorgänge werden hierbei abhängig von der Außentemperatur ungeachtet dessen durchgeführt, ob eine Vereisung des Verdampfers vorliegt oder nicht. Diese Betriebsweise verkleinert die Jahresarbeitszahl der Wärmepumpe, da der Heizbetrieb zeitweise auch dann stillgesetzt wird, wenn keine Vereisung gegeben ist und Nutzwärme gewonnen werden könnte.

Es ist auch schon vorgeschlagen worden, den Abtauvorgang nicht in Abhängigkeit von der Außentemperatur sondern abhängig vom Verdampfungsdruck in der Wärmepumpe vorzunehmen. Dabei wird davon ausgegangen, daß im wesentlichen eine Vereisung des Verdampfers ein Absinken des Verdampfungsdruckes hervorruft. Aber ohne weitere Maßnahmen ist auch hierbei der Heizbetrieb noch mehr oder minder zu Gunsten der Abtauzeit und zu Lasten der Jahresarbeitszahl der Wärmepumpe eingeschränkt.

Aufgabe der Erfindung ist es, für das Verfahren nach dem Oberbegriff des Anspruches 1 Verfahrensschritte zu finden, durch welche die Jahresarbeitszahl der Wärmepumpe auf einfache Weise vergrößert werden kann.

Die gestellte Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruches 1 angegebenen Verfahrensschritte gelöst

Die gefundene Lösung hat den Vorteil, daß zur Durchführung des Verfahrens nur einfache Mittel benötigt werden, deren Einstellung auch unter ungünstigen Bedingungen konstant bleibt, im Gegensatz zu Einrichtungen für die Erfassung und Auswertung von Außentemperaturen. Bei solchen Einrichtungen treten die Ergebnisse verfälschende Änderungen infolge von Witterungseinflüssen häufig auf. Solche Änderungen erfordern Nachjustierungen.

Zweckmäßige weitere Verfahrensschritte sind in den Ansprüchen 2 und 3 angegeben.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird an Hand eines Diagramms beschrieben, das den zeitlichen Verlauf des Verdampfungsdruckes einer Wärmepumpe zeigt

Im Diagramm bedeuten:

P = Verdampfungsdruck des Kältemittels im

Kreislauf der Wärmepumpe,
Pi = erster Wert des Verdampfungsdruckes (= Schaltpunkt eines Niederdruckpressosta-

ten),
P₂ = unterer Wert des Verdampfungsdruckes-(= Schaltpunkt eines Sicherheitspressostaten).

Bei dem Verfahren zum Betreiben einer nicht dargestellten Luft-Wasser-Wärmepumpe wird der Heizbetrieb der Wärmepumpe zeitweise stillgesetzt und der Verdampfer der Wärmepumpe abgetaut.

Das Abtauen kann durch übliches Umkehren des Kältemittelkreislaufes der Wärmepumpe oder aber auch auf andere Weise erfolgen, beispielsweise durch Berieselung der Verdampferoberfläche mit einer Sole.

Ob abgetaut werden soll, hängt von dem Vereisungsgrad des Verdampfers ab.

Mit bei entsprechenden Außentemperaturen steigender Vereisung nimmt die Wärmezufuhr von außen an das Kältemittel im Kreislauf der Wärmepumpe ab, da sich infolge der Vereisung die Wärmedurchgangswerte ändern. Auch durch die geringere Außentemperatur selbst verringert sich die Wärmezufuhr zum Kältemittel. Der Verdampfungsdruck sinkt dadurch. Unter diesen Gegebenheiten wird nach drei Betriebsfällen unterschieden:

Betriebsfall 1

Infolge Vereisung des Verdampfers erreicht der Verdampfungsdruck bei a den Wert Pi. Der Abtauvorgang wird eingeleitet. Nach einer Zeit von beispielsweise etwa 12 Minuten, wird der Abtauvorgang beendet und der Heizbetrieb wieder aufgenommen.
Wenn der Verdampfungsdruck erst nach Überschreiten einer vorgegebenen Zeit von zum Beispiel einer halben Stunde beispielsweise bei b wieder den ersten Wert erreicht, wie durch die gestrichelte Linie angegeben, wird erneut abgetaut und so fort. Tritt jedoch keine erneute Vereisung ein, unterbleibt eine Abtauung und der Heizbetrieb wird fortgesetzt.

Betriebsfall 11

Erreicht der Verdampfungsdruck gegenüber dem Setriebsfall I jedoch innerhalb der vorgegebenen Zeit zum zweiten Male den Wert P\, beispielsweise bei c wird der Heizbetrieb nicht unterbrochen sondern fortgesetzt Steigt sodann der Verdampfungsdruck infolge günstiger Witterungsbedingungen wieder über den Wert P\ an, wie durch die' aus aufeinanderfolgenden Doppelstrichen und Doppelpunkten bestehende Linie gezeigt, tritt wieder der Betriebsfall I ein.

Betriebsfal! III
Nach zweimaligem Unterschreiten des Wertes P\

innerhalb der vorgegebenen Zeit und darauffolgendem Absinken des Verdampfungsdruckes auf den Wert P2, wie durch die volle Linie angedeutet, wird wiederum abgetaut Danach wird der Heizbetrieb wieder aufgenommen.

Je nach den nun herrschenden Witterungsverhältnissen und dem dabei gegebenen Vereisungsgrad des Verdampfers, kann sich danach der Betriebsfall I der Betriebsfall II oder der Betriebsfall III wiederholen.

Da nicht bei jedem Erreichen des ersten Wertes des Verdampfungsdruckes P\ der Heizbetrieb der Wärmepumpe stillgesetzt und ein Abtauvorgang eingeleitet wird, ergibt sich eine bedeutende Verbesserung der Jahresarbeitszahl der Wärmepumpe.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Betreiben einer Wärmepumpe, bei welchem der Heizbetrieb der Wärmepumpe unterbrochen und der Verdampfer abgetaut wird, wenn der in ihm herrschende Kältemitteldruck auf einen bestimmten Wert (Pi) abgefallen ist (Betriebsfall I), dadurch gekennzeichnet, daß der Heizbetrieb der Wärmepumpe fortgesetzt wird, wenn der Kältemitteldruck des Verdampfers innerhalb einer vorgegebenen Zeit zwar mindestens zweimal auf den bestimmten Wert (Pt) gefallen ist, der Verdampfer infolge günstiger Witterungsbedingungen jedoch wieder über den bestimmten Wert (P₁) ansteigt (Betriebsfall II) und daß, falls der Kältemitteldruck des Verdampfers bei diesem Betriebsfall nicht wieder über den bestimmten Kältemitteldruck (Pi) ansteigt, die Wärmepumpe erst bei Erreichen eines unteren Kältemitteldruckes (P2) im Verdampfer stillgesetzt wird und der Verdampfer erneut abgetaut wird (Betriebsfall III).

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der bestimmte Wert (P₁) des Kältemitteldruckes im Verdampfer einer Verdampfungstemperatur entspricht, die etwa zwischen —3 und-14° C liegt

3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die vorgegebene Zeit, innerhalb derer der Kältemitteldruck des Verdampfers mindestens zweimal auf den bestimmten Wert (Pi) gefallen sein muß, etwa eine halbe Stunde beträgt