DE3609306A1 - Verfahren zum steuern der leistung - Google Patents

Description

Joh. Vaillant GmbH u. Co

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Verfahren zum Steuern der Leistung

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Steuern der Leistung gemäß dem Oberbegriff des Hauptanspruchs.

^V Es sind Steuerverfahren für Absorptionswärmepumpen bekannt, bei denen die Lösungsmittelpumpe entweder im Dauerbetrieb oder in einem zeitgesteuerten Betrieb in Abhängigkeit von der FIi 11 Standshöhe im Absorber beziehungsweise im Austreiber oder geführt von der Außentemperatur betrieben wird. Diese Verfahren berücksichtigen kaum oder nur indirekt die über den Gasbrenner dem Austreiber zugeführte Wärmeenergie und damit den Einfluß des Lösungsmassenstromes auf die Temperatur und den Druck imAustreiber.

A- Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Lösungsmitteldurchsatz in Abhängigkeit von der Bren-

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nerleistung der Wärmepumpe erfolgen zu lassen.

Die Lösung der Aufgabe gelingt erfindungsgemäß mit den aus dem kennzeichnenden Teil des Hauptanspruchs ersichtlichen Maßnahmen.

Weitere Ausgestaltungen und besonders vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche beziehungsweise gehen aus der nachfolgenden Beschreibung hervor, die ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand einer schematischen Darstellung einer Absorptionswärmepumpe näher erläutert.

Ein Austreiber 1 wird von einem Gasbrenner 2 beheizt, der seinen Brennstoff über eine mit einem Magnetventil 4 versehene Gaszuleitung 5 bezieht, wobei der öffnungsquerschnitt des Magnetventils über einen Elektromagneten 6 ständig verstellbar ist. Statt eines Gasbrenners kann gleichermaßen ein ölbrenner oder ein oder mehrere elektrisch beheizte Heizwiderstände vorgesehen sein, die alle gemeinsam als Wärmequelle wirken. Der Elektromagnet beziehungsweise das Brennerrelais bei einem ölbrenner beziehungsweise ein Thyristor-Leistungssteller bei einer elektrischen Wärmequelle bezieht seine Energie über eine Stelleitung 7 von einer Steuer- und Regeleinrichtung 8.

An den Austreiber 1 ist eine Kältemittel-Dampf1 eitung 9

angeschlossen, die zu einem Kondensator 10 führt. Vom Kondensator 10 führt die Leitung 9 über ein von einem Stellmotor 11 betätigbares Expansionsventil 12 zu einem Verdampfer weiter, dem käItemittelseitig ein Absorber nachgeschaltet ist. Der Stellmotor 11 des Expansionsventils ist über eine Stelleitung 34 mit der Steuer- und Regeleinrichtung 8 verbunden. Dem eben beschriebenen Kältemittelweg parallelgeschaltet ist eine Leitung 16, die arme Lösung aus dem Austreiber 1 abführt und in die gleichermaßen ein Expansionsventil 17 eingeschaltet ist, das von einem weiteren Stellmotor 35 betätigbar ist, der über eine Stelleitung 36 mit der Steuer- und Regeleinrichtung 8 verbunden ist. Stromab des Expansionsventils 17 führt die Leitung 16 unmittelbar zum Absorber 13, in dem sich die Leitungen 9 und 16 vereinigen und als Leitung 18 für reiche Lösung, in die je eine Membranlösungsmittelpumpe 19 eingeschaltet ist, zurück zum Austreiber 1 führt. Die Lösungsmittelpumpe 19 wird von einem Elektromotor 20 angetrieben, der über eine Stelleitung mit elektrischer Energie von der Steuer- und Regeleinrichtung 8 versorgt wird. An die Steuer- und Regeleinrichtung 8 ist über eine Leitung 22 ein Sollwertgeber angeschlossen, mit dem ein Vorlauftemperatur-Sol!wert vorgegeben werden kann.

Die Absorptionswärmepumpe beheizt einen Verbraucher 24,

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der aus einem oder mehreren parallel und/oder in Serie geschalteten Heizkörpern, Fußboden-Heizungsabschnitten und/oder einem Brauchwasserbereiter bestehen kann und insgesamt zu einer Heizungsanlage 37 gehört, deren Vorlauftemperatur einem bestimmten Sollwert genügen soll, der am Geber 23 einstellbar ist. An den Verbraucher 24 schließt sich eine Rücklaufleitung 25 an, die mit einer Heizungsumwälzpumpe 26 versehen ist, die von einem Antriebsmotor 27 angetrieben wird, der seine Antriebsleistung über eine Stelleitung 38 von der Steuer- und Regeleinrichtung 8 bezieht. Die Rücklaufleitung 25 führt zu einer Rohrschlange 28, die im Innenraum des Absorbers 13 untergebracht wird. Hier findet eine erste Aufheizung des Wasserkreislaufs der Heizungsanlage 37 statt, indem sich das Heizungswasser in einer ersten Heizungsstufe erwärmt, wobei sowohl Kältemitteldampf und arme Lösung sich abkühlen und, den Absorber verlassend, zur reichen Lösung verei ni gen.

Von der Rohrschlange 28 führt eine Verbindungsleitung 29 zu einer weiteren Rohrschlange 30, die im Kondensator 10 untergebracht ist, an dessen Ausgang sich im Zuge der Zentralheizungsanlage 37 eine Heizungsvorlaufleitung 31 anschließt, die zurück zum Verbraucher 24 führt.

äre auch möglich, im Zuge des Heizungskreislaufes 37

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Es wäre

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die Lage der Rohrschlangen 30 und 28 zu vertauschen, also in den Kondensator heizungskreislaufseitig rücklaufseitig anzuschließen und den Absorber vorlaufsei tig. Beide Rohrschlangen können auch hydraulisch parallel angeschlossen
werden. Die Höhe der Vorlauftemperatur wird durch einen
Temperaturfühler 32 abgefühlt, der über eine Leitung 33
mit der Steuer- und Regeleinrichtung 8 verbunden ist und
den Istwertgeber darstellt.

Die in der Figur dargestellte und eben beschriebene
Wärmepumpe beziehungsweise ihre Steuerung/Regelung arbeitet wie folgt:

Es ist das Ziel der Erfindung, die Lösungsmittelpumpe 19
in Abhängigkeit von der jeweiligen Brennerleistung der
Wärmepumpe anzusteuern, wobei ein Mindestdurchsatz im gesamten Lösungsmittelkreislauf nicht unterschritten werden darf.

Beim Anfahren der Absorptionswärmepumpe wird das Magnetventil 4/6 mit einer solchen Spannung von der Steuer- und Regeleinrichtung 8 angefahren, daß sich ein Teillastwärmewert einstellt, der dem Austreiber aufgedrückt wird. Hierzu gehört ein bestimmter Lösungsmitteldurchsatz im
Lösungsmittelkreislauf, der dadurch dargestellt wird, daß auf den Antriebsmotor 20.der Lösungsmittelmembranpumpe
eine bestimmte Leistung gegeben wird. Auch dieser Lö-

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sungsmitteldurchsatz ist ein Bruchteil des Nennlösungsmitteldurchsatzes. Sowohl die Brennerteilleistung als auch der Lösungsmittel-Tei1durchsatz sind ein gleicher Bruchteil der jeweiligen Nenngrößen.

Ausgehend von diesem Start erfolgt nun eine Verstellung der Brennerleistung in Abhängigkeit von der Regelabweichung der Vorlauftemperatur von ihrem Sollwert. Hier findet eine Proportionalregelung statt, das heißt, die Brennerleistung wird um so größer gemacht, je größer der Istwert, gefühlt vom Fühler 32, vom Sollwert, gefühlt vom Sollwertgeber 23, ist. Der Sollwertgeber 23 kann ein fester Sollwertgeber, ein einstellbarer Sollwertgeber oder ein von der Außentemperatur nach Art einer Heizkurve geführter Sollwertgeber sein. Demgemäß wird der Öffnungsquerschnitt des Magnetventils 4/6 proportional stetig so weit variiert, daß diese Regelabweichung der Vorlauftemperatur zu Null gebracht wird. In Abhängigkeit von der Stellgröße dieser Regelung, das heißt im Öffnungsquerschnitt des Magnetventils beziehungsweise in dem Stromfluß durch den Elektromagneten 6 auf der Leitung 7 zur Erregung dieses Magneten 6, erfolgt parallel hierzu eine entsprechende Ansteuerung der Leistung des Motors über die Leitung 21, um den Lösungsmitteldurchsatz dem Gasdurchsatz nachzufügen. Der Anstieg der Brennerleistung erfolgt hierbei nahezu zeitgleich oder sogar zeitgleich

dem Anstieg des Lösungsmitteldurchsatzes. Bei einem Zurückfahren der Leistung der Wärmepumpe, beispielsweise weil der Verbraucher aus irgendwelchen Gründen weniger Wärme abnimmt oder weil der Sollwert der Vorlauf temperatur heruntergefahren wird (Nachtabsenkung), wird die Ansteuerung des Motors 21 zeitverzögert gegenüber der Rücknahme des Öffnungsquerschnitts des Magnetventils 4/6 vorgesehen, um eine Abnahme der Restwärmeenergie im Austreiber zu garantieren. Demgemäß erfolgt die Abnahme des Lösungsmitteldurchsatzes verzögert gegenüber der Abnahme der Brennerleistung. Hierzu kann ein Zeitglied 39 als Verzögerungsgeber an der Steuer- und Regeleinrichtung 8 vorgesehen sein, das über eine Leitung 40 angeschlossen ist. Diese Verzögerung kann zum Beispiel durch einen Motor vorgesehen werden, der einen Vorwiderstand in der Leitung 21 langsam zunehmen läßt. Weiterhin wäre ein elektronisches Leistungsstellg1ied nach Art eines Triacs denkbar.

Claims (2)

Joh. Vaillant GmbH u. Co DE 12 36 2*. 01. 86 Ansprüche

1. Verfahren zum Steuern der Leistung einer einen Austreiber einer Sorptionswärmepumpe beheizenden Wärmequelle, dadurch gekennzeichnet, daß ein Anstieg der Brennerleistung nahezu zeitgleich dem Anstieg des Lösungsmitteldurchsatzes und

eine Abnahme der Brennerleistung verzögert der ί

Abnahme des Lösungsmitteldurchsatzes erfolgt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Brennerleistungs-Stellgröße für eine Temperaturregelung der Vorlauf- oder Rücklauftemperatur einer Zentralheizungsanlage ist.