EP2821742A1 - Verfahren zu einem Betreiben einer Wärmepumpe - Google Patents

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Publication number
EP2821742A1
EP2821742A1 EP14169993.4A EP14169993A EP2821742A1 EP 2821742 A1 EP2821742 A1 EP 2821742A1 EP 14169993 A EP14169993 A EP 14169993A EP 2821742 A1 EP2821742 A1 EP 2821742A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
condensate
heating
temperature
condensed water
tray
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP14169993.4A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Gunnar Eklund
Jonny Lundborg
Markus Johansson
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
Publication of EP2821742A1 publication Critical patent/EP2821742A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25D—REFRIGERATORS; COLD ROOMS; ICE-BOXES; COOLING OR FREEZING APPARATUS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F25D21/00—Defrosting; Preventing frosting; Removing condensed or defrost water
    • F25D21/14—Collecting or removing condensed and defrost water; Drip trays
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F13/00—Details common to, or for air-conditioning, air-humidification, ventilation or use of air currents for screening
    • F24F13/22—Means for preventing condensation or evacuating condensate
    • F24F13/222—Means for preventing condensation or evacuating condensate for evacuating condensate
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25D—REFRIGERATORS; COLD ROOMS; ICE-BOXES; COOLING OR FREEZING APPARATUS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F25D2321/00—Details or arrangements for defrosting; Preventing frosting; Removing condensed or defrost water, not provided for in other groups of this subclass
    • F25D2321/14—Collecting condense or defrost water; Removing condense or defrost water
    • F25D2321/141—Removal by evaporation
    • F25D2321/1413—Removal by evaporation using heat from electric elements or using an electric field for enhancing removal

Definitions

  • the invention relates to a method for operating a heat pump according to the preamble of patent claim 1 and of claim 3.
  • the operation of the heat pump comprises a heat supply mode and a defrost mode.
  • An intermittent heating operation of a heatable condensate tray comprises repeatedly successive heating times with active heating of the condensate tray and non-heating times with inactive heating of the condensate tray.
  • the invention relates to a heat pump according to the preamble of patent claim 10, designed for carrying out a method according to the invention.
  • From the DE 25 54 917 A1 is known as a method for defrosting a heat pump evaporator, a so-called reverse operation of the heat pump.
  • the refrigerant circuit or the flow direction of the refrigerant is reversed compared to the heat supply mode.
  • the compressor now delivers the hot refrigerant vapor into the evaporator.
  • the ice covering the evaporator is heated, melts and drips or falls down as ice.
  • To collect the dripping condensate and the falling ice is a correspondingly arranged under the evaporator drip tray, also called condensate tray.
  • the condensate tray is dewatered.
  • the drip tray is heated.
  • the drip pan heating pipes which are flowed through by hot refrigerant.
  • condensed water and ice are often only summarized as condensed water for the sake of simplicity.
  • the DE 20 2011 004 012 U1 discloses a domestic appliance with a heat pump with a condensate tray.
  • the condensation water and ice collecting in the condensate tray is heated by a plate arranged in the condensate tray, which is heat-conductively connected to a hot refrigerant pipe.
  • a sensor in particular a float switch, arranged, detects the liquid located in the tub.
  • a condensate pump goes into operation or opens a valve, so that the condensed water can be pumped off or drained by gravity. To protect against contamination, the point at which the condensed water is pumped out or drained is protected by a sieve.
  • a sieve prevents the entry of the contamination into the drainage pipe, but can clog itself and prevent the condensate from draining off.
  • the water and ice overflowing over one edge of the condensate tray accidentally and wrongly leaves the condensate tray and the heat pump and can in turn cause damage to the heat pump or to the installation site of the heat pump.
  • the invention has for its object to improve the state of heat pump technology and to provide a method by which a trouble and low-risk heat pump operation is guaranteed.
  • a condensate accumulating during operation in the defrost mode should leave the condensate tray or the heat pump safely without leading to damage to the heat pump itself or in the immediate vicinity.
  • the invention relates to a method for operating a heat pump, wherein the operation of the heat pump comprises a heat supply mode and a defrost mode, and wherein an intermittent heating operation for heating a condensed water and / or a condensate tray used for collecting the condensed water repeatedly successive heating times with active heating the condensate and / or the condensate pan and non-heating periods with inactive heating of the condensate and / or the condensate pan comprises.
  • the method according to the invention is characterized in that at least one temperature of the condensed water and / or the condensate tray is detected for monitoring the heating operation and / or heating of the condensed water and / or the condensate tray and / or that measures are initiated to increase the temperature and / or or that, advantageously at the end of a heating time, a first alarm is triggered when the temperature of the condensed water and / or the condensate tray during the heating time does not exceed a first predetermined limit temperature.
  • heating elements are heat-conducting connected to the condensate pan and / or the condensation.
  • An advantageous heating operation of the condensate tray and / or the condensate begins with a heating time with active heating (heating element AN / ON), when the defrosting operation starts and if an outside air temperature is below a threshold temperature, for example 5 ° C.
  • the heating time ends after a predefinable time delay (waiting time, dead time) at the end of the defrost cycle with the start of a non-heating period with inactive heating (heating element OFF / OFF). With each new defrost operation (and outside air temperature below limit temperature), a heating time begins again, followed by a non-heating time after defrosting operation has ended. It is therefore an intermittent heating operation, which is characterized by repeated successive heating times and non-heating times.
  • itiate measures to increase the temperature is to be understood, for example, that a heating power of the heating element increases or a replacement heating element for heating the condensed water and / or the condensate tray is selected.
  • heating operation and / or a heating element is meant a check or control of the desired result of the heating of condensed water and / or condensate tray, the target result here achieving and exceeding a condensate well temperature and / or a condensed water temperature greater than first limit temperature (at least greater than the freezing point of 0 ° C) or a liquid state of aggregation of condensed water - at any time during a heating time.
  • the first limit temperature is preferably exceeded at least once during a heating time.
  • Liquid condensate can drain safely through a drainpipe or a condensate tray drain or be pumped out by a condensate pump.
  • a heating element serving to heat the condensed water and / or the condensate tray is a device for increasing the temperature of the condensed water and / or the condensate tray, in particular for achieving the above-described desired result of the heating.
  • At least one temperature means that at least one or optionally also two or more temperatures are detected. These may be temperatures only of the condensed water, or only the condensate tray, or of both the condensate and the condensate tray. A temperature of the condensate tray may be in or at the drain or drainpipe be recorded. In any case, these are actual temperatures as they are applied to a temperature sensor or temperature measuring device.
  • Capture means, for example, measuring, observing, remembering, noticing and also storing in a data memory for later processing. Detecting can also mean detection only in the case when the temperature of the condensed water and / or the condensate tray during the heating time exceeds or does not exceed the first predefinable limit temperature; In this case, in particular a temperature event, ie a setting of a temperature condition, is detected.
  • At the end of a heating period means at the end of a heating time, ie at the time when the heating element is switched off.
  • the heating time ends after a predefinable time delay after the end of the defrosting operation with the beginning of a non-heating time.
  • Triggering a first alarm means that a signal or information is generated which is output to a display unit or control unit and becomes manifest to a user, for example by a light, a sound, a movement (eg vibration), a symbolic or a text message.
  • a display unit or control unit may be a heat pump control unit, a room control unit, a monitor, a mobile telephone, or the like.
  • the condition "when the temperature of the condensed water and / or the condensate pan during the heating time does not exceed a first predeterminable limit temperature” includes comparing the detected temperature with the limit temperature in a numerical smaller / greater comparison method. This comparison can be done as a temporally immediate data processing during the heating time, ie during the detection of the temperature of condensation and / or condensate tray. The comparison can also be made only at the end of the heating time based on stored in a data memory temperature values or temperature events. If two or more temperatures are detected, the condition may mean that, for a decision on the triggering of the alarm, exceeding or not exceeding the limit temperature by either only one condensate or condensate well temperature, or by at least two or more temperatures, or by all temperatures sufficient.
  • specified limit temperature is meant a fixed temperature value that represents a limit or threshold as compared to the sensed temperature and is predetermined by a user or service provider, such as setting keys, rotary switches, potentiometers, wired or wireless data transmission, and the like more - or is automatically calculated by an algorithm under consideration of current operating and installation conditions.
  • Operating conditions may include temperature, pressure, flow rate, state of aggregation of the refrigerant, heat, heat output, capacity of the compressor and the like more.
  • Setup conditions may include temperature, heat capacity, actual or maximum heat output performance of the heat source, and / or heat sink capacity of the heat sink, flow rate or mass flow, for example, the heat source, air, and the like.
  • the method according to the invention ensures that faulty or inadequate heating of the condensed water and / or the condensate tray is detected and displayed by means of a first alarm, if necessary relayed to a display and control unit remote from the installation site of the heat pump and displayed, and noticed by a user , Thus, an iced condensate tray does not go unnoticed by the user.
  • the user can react appropriately based on this information and take measures to end the malfunction, the cause of the malfunction and to avert further risks.
  • the first alarm is turned off when the temperature of the condensed water and / or the condensate pan during a heating time exceeds the first predeterminable limit temperature.
  • switching off means that a signal or information is generated which is output on a display unit or control unit and becomes apparent to a user, for example by a light, a sound, a movement (eg vibration), a symbolic or a text message .
  • turn off can also mean that a light, sound or movement is switched off, a symbolic or a text message is overwritten or updated.
  • the invention also relates to a method for operating a heat pump, wherein the operation of the heat pump comprises a heat supply mode and a defrost mode, and wherein an intermittent heating operation for heating a condensate and / or a condensate tray which serves to collect the condensed water repeatedly active heating times Heating and non-heating periods with inactive heating includes.
  • the method according to the invention is characterized in that at least one temperature of the condensed water and / or the condensate tray is detected for monitoring a dewatering of the condensate tray and, advantageously at the end of an operation in defrost mode, a second alarm is triggered when the temperature of the condensed water and / or or the condensate tray at the end of the operation in defrost mode does not exceed a second predetermined limit temperature.
  • the target result of the drainage is here specifically a reaching and exceeding a second temperature limit and that at the one and only end time of a specific defrosting operation of the heat pump.
  • the second alarm is triggered, a blockage of the condensate tray drain can be inferred. It is important that the condensate pan temperature and / or the condensate temperature at the end of the defrosting operation is checked for exceeding the second limit temperature.
  • the heat pump checks whether the condensate tray is full of condensate and the condensate tray drain is blocked, or whether the condensate tray is drained as desired and the drain is clear.
  • This indirect verification of temperature sensing and evaluation utilizes the heat capacity of a volume of condensate present in the condensate tray and the thermal inertia of a thermal system heating element / condensate tray / condensed water. The temperature of a dewatered, empty condensate tray increases faster or reaches higher values than the temperature of a full tray.
  • a heating capacity of the heating element is to be adapted to the various design and installation conditions of the thermal system. With this monitoring, there is an indirect recognition of successful drainage.
  • Triggering a second alarm means that a signal or information is generated which is output to a display unit or control unit and becomes manifest to a user, as described above for the first alarm.
  • a first and a second alarm may be different, so that a user can easily distinguish them and react accordingly.
  • the condition "when the temperature of the condensed water and / or the condensate tray at the end of the operation in the defrosting mode does not exceed a second predetermined limit temperature" includes comparing the detected temperature with the limit temperature in a numerical smaller / larger comparison method. Incidentally, what has been said about the corresponding condition in the method described above also applies here. In a development of the method, the second alarm is switched off when the temperature of the condensed water and / or the condensate tray at the end of an operation in the defrosting mode exceeds the second predefinable limit temperature.
  • switching off means that a signal or information is generated which is output on a display unit or control unit and becomes apparent to a user, for example by a light, a sound, a movement (eg vibration), a symbolic or a text message .
  • turn off can also mean that a light, sound or movement is switched off, a symbolic or a text message is overwritten or updated.
  • An advantageous development of the method according to the invention is characterized in that when the first and / or second alarm is triggered, the heat pump is at least partially switched off.
  • Partially off may mean that the defrost operation or both the defrost operation and the heat supply operation are suspended, that the compressor is switched off, or that parts of the refrigerant circuit are changed. This is advantageous because with such a partial turn off the heat pump in a quick and reliable way another operating risk can be excluded.
  • An indirectly detected by the checks according to the invention ice growth in the condensate pan or overflow of the tub is stopped directly, the possible harmful effects remain because the evaporator is not further defrosted and no more condensate drips into the condensate pan.
  • a further embodiment of the method is characterized in that at least one replacement heating element and / or at least one replacement heat source and / or at least one replacement heating device is selected.
  • a replacement heater is used to heat the condensate tray when a first heating element has failed.
  • a replacement heat source is a heat source that replaces the previously used heat source.
  • a replacement heater may be, for example, a second heat pump, an oil or gas boiler or a solar thermal system.
  • select includes incorporating the replacement heating element in the method of operating a heat pump, in particular the method of heating the condensate tray, or integrating the replacement heat source or replacement heater into a user-supplied heat supply system to service its heat demand.
  • a replacement heat source or replacement heater may be selected - in place of the heat pump or in addition to the heat pump - if heat output of the heat pump is too low in the normal heat supply mode as measured by heat demand.
  • An embodiment of the method is characterized in that the first and / or second predeterminable limit temperature is in a temperature range between 0 ° C to 10 ° C and preferably 5 ° C.
  • the limit temperatures must be achievable and permissible under nominal operating conditions and current installation conditions during defrosting of the heat pump.
  • a further embodiment of the method is advantageously characterized in that the first and / or second predeterminable limit temperature is automatically calculated by an algorithm under consideration of current operating and installation conditions.
  • an automatic adaptation of the limit temperatures to changing operating and setup conditions is given, for example, to changing temperatures at the installation.
  • An inventive algorithm may be a linear, but also a non-linear function and, for example, a dependence such as a proportionality of an empirically determined factor of a Heat source temperature and other operating and installation conditions include.
  • An advantageous embodiment of the method is characterized in that the triggering of the first alarm and / or the second alarm is stored together with temperature values and / or time values in a data memory.
  • the user is given the opportunity to note past past faults in the heat pump and information on their causes in the aftermath and evaluate.
  • the invention also relates to a heat pump with an evaporator for absorbing heat from an air, with a condensate tray for collecting a condensate dripping from the evaporator, and with a heating element for heating the condensed water and / or the condensate tray.
  • the heat pump is designed for carrying out the method according to the invention and characterized in that at least one temperature sensor for detecting at least one temperature of the condensate tray and / or the condensed water is arranged in or on the condensate tray. "Collection" is a collection, caching and forwarding of the condensate into a sequence to understand.
  • the at least one temperature sensor arranged in or on the condensate tray may be exactly one temperature sensor, but it may also be two or more temperature sensor.
  • temperature sensor is meant measuring devices such as a thermocouple, a liquid thermometer, a PTC thermistor, an NTC resistor or the like.
  • the temperature sensor can be arranged inside or outside the condensate tray with thermally conductive, direct or indirect contact with a material of the condensate tray or to a condensed water to be collected in the tray.
  • two temperature sensors may be provided, one of which detects the temperature at the outlet or at the drainage pipe, the other the temperature at a representative of a collecting function of the condensate tray point.
  • Heat pumps according to the invention serve, for example, to provide heat for domestic heating or domestic hot water preparation, but also to provide cold for domestic cooling. They comprise a refrigerant circuit, physically formed from refrigerant lines with a refrigerant flowing therein with at least one flow direction of the refrigerant, as well as arranged therein, flowed through by the refrigerant heat exchanger.
  • An evaporator heat exchanger (also called an evaporator) is used in a heat supply mode of the heat pump for receiving heat from a heat source at low temperature, thereby evaporating the refrigerant flowing through the evaporator and the heat source cooling.
  • a condenser heat exchanger (also called condenser or condenser) is used to dissipate heat to a heat sink at a higher temperature, thereby condensing the condenser flowing through and the heat sink heating refrigerant.
  • a compressor also called a compressor
  • the refrigerant circuit in the flow direction between the condenser and the evaporator further an expansion device is arranged, in which the pressurized liquid refrigerant is expanded and expanded to be re-supplied to the evaporator.
  • the heat pump can temporarily suspend and switch off the actual heat supply without ending the heat supply mode.
  • Air heat pumps use air as a heat source.
  • an air volume or air flow is brought to the evaporator, for example, a fan conveys an outside air flow from a living environment (external environment) to the evaporator.
  • the heat is removed from the air, it cools down, the refrigerant is supplied to this heat, whereby it evaporates.
  • Outdoor air usually has a certain content of water vapor. When cooling the outside air at the evaporator can be at least a portion of this water vapor precipitate or condense on the evaporator surface exposed to air.
  • This precipitate also called condensate or condensate, is liquid or solid depending on, for example, an evaporator surface temperature and / or an outside air temperature.
  • a solid precipitate is called frost or ice and can cause the evaporator iced, ie the evaporator surface is coated with a frost or ice layer, and is flowed around or flowed through as a result of less air. This in turn leads to a decrease in the heat absorbed by the refrigerant and to a decrease in the heat provided by the heat pump or the condenser.
  • the ice on iced evaporator must then be defrosted to maintain a sufficiently high air flow and a sufficiently high heat output and a sufficiently high efficiency of the heat pump. To do this, the heat pump switches from heat supply mode to a defrost mode. During operation of the heat pump in the defrost mode, a process for defrosting the evaporator is used.
  • two methods and an apparatus are provided with the aid of which a proper function of a condensate tray of an air heat pump can be monitored and evaluated.
  • Two alarms alert the user to malfunction of the condensate pan in the defrosting operation and allow it to intervene in the operation, or the heat pump responds automatically. This avoids consequential damage.
  • the condensate tray which can be heated with at least one heating element, comprises at least one temperature sensor for detecting at least one temperature of the condensate tray and / or the condensed water.
  • a first comparison in which at least one temperature of the condensate tray and / or the condensate, which is adjusted in the course of a heating time, is compared with a first predetermined limit, it is determined whether the heating should take place according to and thus to a melting and liquid holding the Condensate water in the condensate pan leads.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zu einem Betreiben einer Wärmepumpe, wobei das Betreiben der Wärmepumpe einen Wärmebereitstellungsmodus und einen Abtaumodus umfasst, und wobei ein intermittierender Heizbetrieb zu einer Beheizung eines Kondenswassers und/oder einer einem Auffangen des Kondenswassers dienenden Kondensatwanne wiederholt aufeinander folgende Heizzeiten mit aktiver Beheizung des Kondenswassers und/oder der Kondensatwanne und Nichtheizzeiten mit inaktiver Beheizung des Kondenswassers und/oder der Kondensatwanne umfasst. Es wird vorgeschlagen, dass zu einer Überwachung des Heizbetriebs und/oder eines der Beheizung des Kondenswassers und/oder der Kondensatwanne dienenden Heizelements mindestens eine Temperatur des Kondenswassers und/oder der Kondensatwanne erfasst wird und dass am Ende einer Heizzeit ein erster Alarm ausgelöst wird, wenn die Temperatur des Kondenswassers und/oder der Kondensatwanne während der Heizzeit eine erste vorgebbare Grenztemperatur nicht überschreitet. Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zu einer Überwachung einer Entwässerung der Kondensatwanne, wobei mindestens eine Temperatur des Kondenswassers und/oder der Kondensatwanne erfasst wird und am Ende eines Betriebs im Abtaumodus ein zweiter Alarm ausgelöst wird, wenn die Temperatur des Kondenswassers und/oder der Kondensatwanne am Ende des Betriebs im Abtaumodus eine zweite vorgebbare Grenztemperatur nicht überschreitet.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zu einem Betreiben einer Wärmepumpe nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 sowie des Patentanspruchs 3. Dabei umfasst das Betreiben der Wärmepumpe einen Wärmebereitstellungsmodus und einen Abtaumodus. Ein intermittierender Heizbetrieb einer beheizbaren Kondensatwanne umfasst wiederholt aufeinander folgende Heizzeiten mit aktiver Beheizung der Kondensatwanne und Nichtheizzeiten mit inaktiver Beheizung der Kondensatwanne. Ferner betrifft die Erfindung eine Wärmepumpe nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 10, ausgebildet zur Durchführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens.
  • Aus der DE 25 54 917 A1 ist als Verfahren zum Abtauen eines Wärmepumpenverdampfers ein sogenannter Umkehrbetrieb der Wärmepumpe bekannt. Dabei wird der Kältemittelkreislauf bzw. die Strömungsrichtung des Kältemittels im Vergleich zum Wärmebereitstellungsmodus umgedreht. Der Verdichter fördert den heißen Kältemitteldampf nun in den Verdampfer. Das den Verdampfer bedeckende Eis wird erwärmt, schmilzt und tropft ab oder fällt als Eis herunter. Zum Auffangen des herabtropfenden Kondenswassers und des herunterfallenden Eises dient eine entsprechend unter dem Verdampfer angeordnete Auffangwanne, auch Kondensatwanne genannt. Von dort wird das Kondenswasser unter Schwerkraftwirkung über ein Abflussrohr bzw. einen Ablauf beispielsweise in die öffentliche Kanalisation oder in eine Sickergrube abgeführt, die Kondensatwanne wird entwässert. Um ein neuerliches Einfrieren des Kondenswasser-Eis-Gemisches in der Auffangwanne zu verhindern und ein einwandfreies Abfließen durch das Abflussrohr zu gewährleisten, wird die Auffangwanne beheizt. Hierzu dienen in oder an der Auffangwanne angeordnete Heizrohre, die von heißem Kältemittel durchströmt werden.
  • Im Folgenden wird zusammenfassend für Kondenswasser und Eis der Einfachheit halber oft nur noch von Kondenswasser gesprochen.
  • Die DE 20 2011 004 012 U1 offenbart ein Haustechnikgerät mit einer Wärmepumpe mit einer Kondensatwanne. Das in der Kondensatwanne sich sammelnde Kondenswasser und Eis wird durch ein in der Kondensatwanne angeordnetes Blech erwärmt, das mit einer warmen Kältemittelleitung wärmeleitend verbunden ist. Ferner ist in der Kondensatwanne ein Sensor, insbesondere ein Schwimmerschalter, angeordnet, der in der Wanne befindliche Flüssigkeit erfasst. Auf ein Signal dieses Sensors hin geht eine Kondensatpumpe in Betrieb oder öffnet ein Ventil, so dass das Kondenswasser abgepumpt werden oder durch Schwerkraft ablaufen kann. Zum Schutz vor Verunreinigungen wird die Stelle, an der das Kondenswasser abgepumpt wird oder abläuft, durch ein Sieb geschützt. So können Schmutzpartikel das Abflussrohr (die Kondensatleitung) nicht verstopfen und den Ablauf nicht behindern. Fällt aber die Kondensatwannenbeheizung aus, dann ist nicht mehr in jedem Fall sichergestellt, dass das in die Kondensatwanne tropfende Wasser oder Eis flüssig bleibt bzw. aufgeschmolzen wird und abgepumpt werden bzw. ablaufen kann. Im schlimmsten Fall tropft das Wasser während des Betriebs im Abtaumodus in die Kondensatwanne, gefriert dort und bildet einen nach und nach wachsenden Eisblock. Dieser Eisblock kann sowohl die Kondensatwanne, das Kondensatabflussrohr, die Kondensatpumpe, den Verdampfer oder eine Kältemittelleitung des Kältemittelkreislaufs zerstören. Ein Sieb verhindert den Eintrag der Verunreinigung in das Abflussrohr, kann aber selbst verstopfen und ein Abfließen des Kondenswassers verhindern. Das über einen Rand der Kondensatwanne überfließende Wasser und Eis tritt ungewollt und auf falschem Weg aus der Kondensatwanne und der Wärmepumpe aus und kann wiederum Schäden an der Wärmepumpe oder am Aufstellort der Wärmepumpe verursachen.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Stand der Wärmepumpentechnik zu verbessern und ein Verfahren zu schaffen, mit dessen Hilfe ein störungs- und risikoarmer Wärmepumpenbetrieb gewährleistet ist. Insbesondere soll ein während eines Betriebs im Abtaumodus anfallendes Kondenswasser die Kondensatwanne bzw. die Wärmepumpe sicher verlassen ohne zu Beschädigungen an der Wärmepumpe selbst oder in der näheren Umgebung zu führen.
  • Erfindungsgemäß wird dies mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1, des Patentanspruchs 3 und des Patentanspruchs 10 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind den Unteransprüchen zu entnehmen.
  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zu einem Betreiben einer Wärmepumpe, wobei das Betreiben der Wärmepumpe einen Wärmebereitstellungsmodus und einen Abtaumodus umfasst, und wobei ein intermittierender Heizbetrieb zu einer Beheizung eines Kondenswassers und/oder einer einem Auffangen des Kondenswassers dienenden Kondensatwanne wiederholt aufeinander folgende Heizzeiten mit aktiver Beheizung des Kondenswassers und/oder der Kondensatwanne und Nichtheizzeiten mit inaktiver Beheizung des Kondenswassers und/oder der Kondensatwanne umfasst. Gekennzeichnet ist das erfindungsgemäße Verfahren dadurch, dass zu einer Überwachung des Heizbetriebs und/oder eines der Beheizung des Kondenswassers und/oder der Kondensatwanne dienenden Heizelements mindestens eine Temperatur des Kondenswassers und/oder der Kondensatwanne erfasst wird und dass Maßnahmen zur Erhöhung der Temperatur eingeleitet und/oder dass, vorteilhafterweise am Ende einer Heizzeit, ein erster Alarm ausgelöst wird, wenn die Temperatur des Kondenswassers und/oder der Kondensatwanne während der Heizzeit eine erste vorgebbare Grenztemperatur nicht überschreitet.
  • Diese Heizelemente sind wärmeleitend mit der Kondensatwanne und/oder dem Kondenswasser verbunden. Ein vorteilhafter Heizbetrieb der Kondensatwanne und/oder des Kondenswassers beginnt mit einer Heizzeit mit aktiver Beheizung (Heizelement AN/ON), wenn der Abtaubetrieb beginnt und sofern eine Außenlufttemperatur unter einer Grenztemperatur von beispielsweise 5 °C liegt. Die Heizzeit endet nach einer vorgebbaren Zeitverzögerung (Wartezeit, Totzeit) nach Ende des Abtaubetriebs mit Beginn einer Nichtheizzeit mit inaktiver Beheizung (Heizelement AUS/OFF). Mit jedem neu beginnenden Abtaubetrieb (und Außenlufttemperatur unter Grenztemperatur) beginnt wieder eine Heizzeit, gefolgt von einer Nichtheizzeit nach Ende des Abtaubetriebs. Es handelt sich also um einen intermittierenden Heizbetrieb, der sich durch wiederholt aufeinander folgende Heizzeiten und Nichtheizzeiten auszeichnet.
  • Unter "Maßnahmen zur Erhöhung der Temperatur einleiten" ist beispielsweise zu verstehen, dass eine Heizleistung des Heizelements erhöht oder ein Ersatzheizelement für die Beheizung des Kondenswasser und/oder der Kondensatwanne gewählt wird.
  • Unter "Überwachung des Heizbetriebs und/oder eines Heizelements" wird eine Überprüfung bzw. Kontrolle des Soll-Ergebnisses der Beheizung von Kondenswasser und/oder Kondensatwanne verstanden, wobei das Soll-Ergebnis hier ein Erzielen und Überschreiten einer Kondensatwannentemperatur und/oder einer Kondenswassertemperatur größer der ersten Grenztemperatur (mindestens größer dem Gefrierpunkt von 0 °C) bzw. eines flüssigen Aggregatzustands des Kondenswassers ist - und zwar zu einem beliebigen Zeitpunkt während einer Heizzeit. Bevorzugt wird die erste Grenztemperatur irgendwann während einer Heizzeit wenigstens einmal überschritten wird. Flüssiges Kondenswasser kann sicher durch ein Abflussrohr oder einen Ablauf der Kondensatwanne abfließen oder von einer Kondenswasserpumpe abgepumpt werden.
  • Ein "der Beheizung des Kondenswassers und/oder der Kondensatwanne dienendes Heizelement" ist eine Vorrichtung zur Erhöhung der Temperatur des Kondenswassers und/oder der Kondensatwanne, insbesondere zur Erzielung des vorstehend erläuterten Soll-Ergebnisses der Beheizung.
  • "Mindestens eine Temperatur" bedeutet, dass mindestens eine oder gegebenenfalls auch zwei oder mehrere Temperaturen erfasst werden. Dies können Temperaturen nur des Kondenswassers, oder nur der Kondensatwanne, oder sowohl des Kondenswassers wie auch der Kondensatwanne sein. Eine Temperatur der Kondensatwanne kann im oder am Ablauf oder Abflussrohr erfasst werden. Es handelt sich hierbei in jedem Fall um Ist-Temperaturen, wie sie an einem Temperaturfühler oder Temperaturmessgerät anliegen.
  • "Erfassen" bedeutet zum Beispiel messen, beobachten, merken, bemerken und auch speichern in einem Datenspeicher zur späteren Verarbeitung. Erfassen kann auch ein Erfassen nur in dem Fall bedeuten, wenn die Temperatur des Kondenswassers und/oder der Kondensatwanne während der Heizzeit die erste vorgebbare Grenztemperatur überschreitet oder nicht überschreitet; dabei wird insbesondere ein Temperaturereignis, also ein Sicheinstellen einer Temperaturbedingung, erfasst.
  • "Am Ende einer Heizzeit" bedeutet zum Endzeitpunkt einer Heizzeit, also zu dem Zeitpunkt, an dem das Heizelement ausgeschaltet wird. Die Heizzeit endet nach einer vorgebbaren Zeitverzögerung nach Ende des Abtaubetriebs mit Beginn einer Nichtheizzeit.
  • "Auslösen eines ersten Alarms" bedeutet, dass ein Signal oder eine Information generiert wird, das/die an einer Anzeigeeinheit oder Kontrolleinheit ausgegeben und einem Nutzer offenkundig wird, beispielsweise durch ein Licht, einen Ton, eine Bewegung (z.B. Vibration), eine symbolische oder eine Textnachricht. Eine Anzeigeeinheit oder Kontrolleinheit kann eine Wärmepumpensteuereinheit, eine Raumbedieneinheit, ein Bildschirm, ein mobiles Telefon oder ähnliches sein.
  • Die Bedingung "wenn die Temperatur des Kondenswassers und/oder der Kondensatwanne während der Heizzeit eine erste vorgebbare Grenztemperatur nicht überschreitet" umfasst ein Vergleichen bzw. Bewerten der erfassten Temperatur mit der Grenztemperatur in einem numerischen Kleiner/Größer-Vergleichsverfahren. Dieses Vergleichen kann als eine zeitlich unmittelbare Datenverarbeitung während der Heizzeit, also während des Erfassens der Temperatur von Kondenswasser und/oder Kondensatwanne, erfolgen. Das Vergleichen kann auch erst bei Ende der Heizzeit auf Grundlage von in einem Datenspeicher gespeicherten Temperaturwerten oder Temperaturereignissen erfolgen. Werden zwei oder mehrere Temperaturen erfasst, so kann die Bedingung bedeuten, dass zu einer Entscheidung über das Auslösen des Alarms das Überschreiten oder Nichtüberschreiten der Grenztemperatur durch entweder nur eine Kondenswasser- bzw. Kondensatwannentemperatur, oder durch mindestens zwei oder mehrere Temperaturen, oder durch alle Temperaturen ausreicht.
  • Mit der "vorgebbaren Grenztemperatur" ist ein fester Temperaturwert gemeint, der im Vergleich mit der erfassten Temperatur eine Grenze oder Schwelle darstellt und von einem Nutzer oder einem Service-Anbieter vorgegeben wird, beispielsweise mittels Einstelltasten, Drehschalter, Potentiometer, kabelgebundener oder kabelloser Datenübertragung und Ähnlichem mehr - oder von einem Algorithmus unter Beachtung von aktuellen Betriebs- und Aufstellbedingungen selbsttätig ausgerechnet wird. Betriebsbedingungen können sein Temperatur, Druck, Strömungsgeschwindigkeit, Aggregatzustand des Kältemittels, Wärme, Wärmeleistung, Förderleistung des Verdichters und ähnliches mehr. Aufstellbedingungen können sein Temperatur, Wärmekapazität, tatsächliche oder maximale Wärmeabgabeleistung der Wärmequelle und/oder Wärmeaufnahmeleistung der Wärmesenke, Strömungsgeschwindigkeit oder Massenstrom beispielsweise der Wärmequelle Luft und ähnliches mehr.
  • Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren ist sichergestellt, dass eine fehlerhafte oder unzureichende Beheizung des Kondenswassers und/oder der Kondensatwanne erkannt und mittels eines ersten Alarms angezeigt, gegebenenfalls an eine vom Aufstellort der Wärmepumpe entfernte Anzeige- und Kontrolleinheit weitergeleitet und angezeigt, und von einem Nutzer bemerkt wird. Somit bleibt eine vereiste Kondensatwanne für den Nutzer nicht unbemerkt. Der Nutzer kann aufgrund dieser Information angemessen reagieren und Maßnahmen zur Beendigung der Störung, der Störungsursache sowie zur Abwendung weitergehender Risiken ergreifen. Das Risiko, dass das im Abtaubetrieb vom Verdampfer in die Kondensatwanne herabtropfende Kondenswasser und herabfallende Eis gefriert und in der Kondensatwanne ein zunehmend größer werdender Eisblock heranwächst, der den Verdampfer oder die Kältemittelleitungen zerstören könnte, wird abgestellt oder zumindest deutlich verringert.
  • In einer Weiterbildung des Verfahrens wird der erste Alarm ausgeschaltet, wenn die Temperatur des Kondenswassers und/oder der Kondensatwanne während einer Heizzeit die erste vorgebbare Grenztemperatur überschreitet. Dabei bedeutet "ausschalten", dass ein Signal oder eine Information generiert wird, das/die an einer Anzeigeeinheit oder Kontrolleinheit ausgegeben und einem Nutzer offenkundig wird, beispielsweise durch ein Licht, einen Ton, eine Bewegung (z.B. Vibration), eine symbolische oder eine Textnachricht. Insbesondere kann "ausschalten" auch bedeuten, dass ein Licht, ein Ton oder eine Bewegung ausgeschaltet, eine symbolische oder eine Textnachricht überschrieben oder aktualisiert wird. Mit dieser Weiterbildung des Verfahrens ist gewährleistet, dass ein Ende des Zustands, der zuvor den ersten Alarm ausgelöst hatte - nämlich die fehlerhafte oder unzureichende Beheizung des Kondenswassers und/oder der Kondensatwanne -, erkannt und der Wärmepumpennutzer darüber informiert wird, dass die von ihm ergriffenen Maßnahmen erfolgreich waren oder dass weitergehende Risiken abgewendet wurden.
  • Selbstverständlich ist es auch denkbar, dass der Alarm vom Nutzer manuell ausgeschaltet wird.
  • Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zu einem Betreiben einer Wärmepumpe, wobei das Betreiben der Wärmepumpe einen Wärmebereitstellungsmodus und einen Abtaumodus umfasst, und wobei ein intermittierender Heizbetrieb zu einer Beheizung eines Kondenswassers und/oder einer einem Auffangen des Kondenswassers dienenden Kondensatwanne wiederholt aufeinander folgende Heizzeiten mit aktiver Beheizung und Nichtheizzeiten mit inaktiver Beheizung umfasst. Gekennzeichnet ist das erfindungsgemäße Verfahren dadurch, dass zu einer Überwachung einer Entwässerung der Kondensatwanne mindestens eine Temperatur des Kondenswassers und/oder der Kondensatwanne erfasst wird und, vorteilhafterweise am Ende eines Betriebs im Abtaumodus, ein zweiter Alarm ausgelöst wird, wenn die Temperatur des Kondenswassers und/oder der Kondensatwanne am Ende des Betriebs im Abtaumodus eine zweite vorgebbare Grenztemperatur nicht überschreitet.
  • Mit "Überwachung einer Entwässerung" ist eine Überprüfung bzw. Kontrolle des Soll-Ergebnisses der Entwässerung, also des gewollten Abfließens des Kondenswassers aus der Kondensatwanne durch den Ablauf und das Abflussrohr beispielsweise in die Kanalisation gemeint, wobei das Soll-Ergebnis hier konkret ein Erreichen und Überschreiten einer zweiten Grenztemperatur ist-und zwar zu dem einen und einzigen Endzeitpunkt eines konkreten Abtaubetriebs der Wärmepumpe. Im Umkehrschluss kann bei Auslösen des zweiten Alarms auf eine Verstopfung des Kondensatwannenablaufs geschlossen werden. Wichtig ist, dass die Kondensatwannentemperatur und/oder die Kondenswassertemperatur zum Ende des Abtaubetriebs auf Überschreiten der zweiten Grenztemperatur überprüft wird. Indirekt überprüft die Wärmepumpe damit, ob die Kondensatwanne dann voll Kondenswasser steht und der Ablauf der Kondensatwanne verstopft ist, oder ob die Kondensatwanne wunschgemäß entwässert und der Ablauf frei ist. Diese indirekte Überprüfung über eine Temperaturerfassung und -bewertung macht sich die Wärmekapazität eines in der Kondensatwanne vorhandenen Kondenswasser-Volumens und die thermische Trägheit eines thermischen Systems Heizelement/ Kondensatwanne/ Kondenswasser zunutze. Die Temperatur einer entwässerten, leeren Kondensatwanne steigt schneller oder erreicht höhere Werte als die Temperatur einer vollen Wanne. Eine Heizleistung des Heizelements ist auf die verschiedenen konstruktiven und Aufstellbedingungen des thermischen Systems anzupassen. Mit dieser Überwachung ist ein indirektes Erkennen einer erfolgreichen Entwässerung gegeben.
  • "Auslösen eines zweiten Alarms" bedeutet, dass ein Signal oder eine Information generiert wird, das/die an einer Anzeigeeinheit oder Kontrolleinheit ausgegeben und einem Nutzer offenkundig wird, entsprechend den vorstehenden Ausführungen zum ersten Alarm. Ein erster und ein zweiter Alarm können verschieden ausgeprägt sein, so dass ein Nutzer sie leicht unterscheiden und entsprechend reagieren kann.
  • Die Bedingung "wenn die Temperatur des Kondenswassers und/oder der Kondensatwanne am Ende des Betriebs im Abtaumodus eine zweite vorgebbare Grenztemperatur nicht überschreitet" umfasst ein Vergleichen bzw. Bewerten der erfassten Temperatur mit der Grenztemperatur in einem numerischen Kleiner/Größer-Vergleichsverfahren. Im Übrigen trifft hier auch das zu der entsprechenden Bedingung im vorstehend beschriebenen Verfahren Gesagte zu. In einer Weiterbildung des Verfahrens wird der zweite Alarm ausgeschaltet, wenn die Temperatur des Kondenswassers und/oder der Kondensatwanne am Ende eines Betriebs im Abtaumodus die zweite vorgebbare Grenztemperatur überschreitet. Dabei bedeutet "ausschalten", dass ein Signal oder eine Information generiert wird, das/die an einer Anzeigeeinheit oder Kontrolleinheit ausgegeben und einem Nutzer offenkundig wird, beispielsweise durch ein Licht, einen Ton, eine Bewegung (z.B. Vibration), eine symbolische oder eine Textnachricht. Insbesondere kann "ausschalten" auch bedeuten, dass ein Licht, ein Ton oder eine Bewegung ausgeschaltet, eine symbolische oder eine Textnachricht überschrieben oder aktualisiert wird. Mit dieser Weiterbildung des Verfahrens ist gewährleistet, dass ein Ende des Zustands, der zuvor den zweiten Alarm ausgelöst hatte - nämlich die unvollständige oder gänzlich ausbleibende Entwässerung der Kondensatwanne -, erkannt und der Wärmepumpennutzer darüber informiert wird, dass die von ihm ergriffenen Maßnahmen erfolgreich waren oder dass weitergehende Risiken abgewendet wurden.
  • Eine vorteilhafte Weiterbildung der erfindungsgemäßen Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass bei Auslösen des ersten und/oder zweiten Alarms die Wärmepumpe mindestens teilweise ausgeschaltet wird. "Teilweise ausschalten" kann heißen, dass der Abtaubetrieb oder sowohl der Abtaubetrieb als auch der Wärmebereitstellungsbetrieb ausgesetzt werden, dass der Verdichter abschaltet, oder dass Teile des Kältemittelkreislaufs verändert werden. Dies ist von Vorteil, weil mit einem solchen teilweisen Ausschalten der Wärmepumpe auf schnelle und zuverlässige Art ein weiteres Betriebsrisiko ausgeschlossen werden kann. Ein mittels der erfindungsgemäßen Überprüfungen indirekt bemerktes Eiswachstum in der Kondensatwanne oder ein Überlaufen der Wanne wird direkt gestoppt, die möglichen schädlichen Auswirkungen bleiben aus, weil der Verdampfer nicht weiter abgetaut wird und kein Kondenswasser mehr in die Kondensatwanne tropft.
  • Eine weitere Ausgestaltung des Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Ersatzheizelement und/oder mindestens eine Ersatzwärmequelle und/oder mindestens ein Ersatzheizgerät gewählt wird. Ein Ersatzheizelement dient der Beheizung der Kondensatwanne, wenn ein erstes Heizelement ausgefallen ist. Eine Ersatzwärmequelle ist eine Wärmequelle, die die zuvor genutzte Wärmequelle ersetzt. Beispielsweise können ein zweiter luftdurchströmter Verdampfer oder ein Erdwärmetauscher zur Anwendung bei der ansonsten selben Wärmepumpe kommen, während der erste Verdampfer vom Kältemittelkreislauf abgetrennt wird. Dieser Eingriff umfasst eine Änderung von Teilen des Kältemittelkreislaufs. Ein Ersatzheizgerät kann beispielsweise eine zweite Wärmepumpe, ein Öl- oder Gasheizkessel oder eine Solarthermieanlage sein. Der Begriff "wählen" umfasst, dass das Ersatzheizelement in das Verfahren zum Betreiben einer Wärmepumpe, insbesondere in das Verfahren zum Beheizen der Kondensatwanne mit einbezogen, bzw. dass die Ersatzwärmequelle oder das Ersatzheizgerät in eine vom Nutzer genutzte Wärmeversorgungsanlage zur Bedienung seines Wärmebedarfs eingebunden wird. Eine Ersatzwärmequelle oder ein Ersatzheizgerät kann darüber hinaus auch dann gewählt werden - und zwar anstelle der Wärmepumpe oder auch zusätzlich zur Wärmepumpe -, wenn eine Heizleistung der Wärmepumpe im normalen Wärmebereitstellungsmodus gemessen an einem Wärmebedarf zu niedrig ist.
  • Eine Ausgestaltung des Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, dass die erste und/oder zweite vorgebbare Grenztemperatur in einem Temperaturbereich zwischen 0 °C bis 10 °C liegt und vorzugsweise 5 °C beträgt. Die Grenztemperaturen müssen unter Soll-Betriebsbedingungen und aktuellen Aufstellbedingungen während eines Abtaubetriebs der Wärmepumpe erreichbar und überschreitbar sein.
  • Eine weitere Ausgestaltung des Verfahrens ist vorteilhaft dadurch gekennzeichnet, dass die erste und/oder zweite vorgebbare Grenztemperatur von einem Algorithmus unter Beachtung von aktuellen Betriebs- und Aufstellbedingungen selbsttätig ausgerechnet wird. Damit ist eine selbsttätige Anpassung der Grenztemperaturen an wechselnde Betriebs- und Aufstellbedingungen gegeben, zum Beispiel an wechselnde Temperaturen am Aufstellort. Ein erfindungsgemäßer Algorithmus kann eine lineare, aber auch eine nicht-lineare Funktion sein und beispielsweise eine Abhängigkeit wie eine Proportionalität von einem empirisch ermittelten Faktor, von einer Wärmequellentemperatur und weiteren Betriebs- und Aufstellbedingungen umfassen.
  • Eine vorteilhafte Ausgestaltung des Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, dass das Auslösen des ersten Alarms und/oder des zweiten Alarms zusammen mit Temperaturwerten und/oder Zeitwerten in einem Datenspeicher gespeichert wird. Damit wird dem Nutzer die Möglichkeit gegeben, zurückliegende Störungen der Wärmepumpe und Hinweise zu ihren Ursachen im Nachgang zu bemerken und auszuwerten.
  • Die Erfindung betrifft auch eine Wärmepumpe mit einem Verdampfer zu einem Aufnehmen von Wärme aus einer Luft, mit einer Kondensatwanne zum Auffangen von einem von dem Verdampfer herabtropfenden Kondenswasser, und mit einem Heizelement zu einer Beheizung des Kondenswassers und/oder der Kondensatwanne. Die Wärmepumpe ist ausgebildet zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens und dadurch gekennzeichnet, dass in oder an der Kondensatwanne mindestens ein Temperaturfühler zur Erfassung mindestens einer Temperatur der Kondensatwanne und/oder des Kondenswassers angeordnet ist. Unter "Auffangen" ist ein Sammeln, Zwischenspeichern und Weiterleiten des Kondenswassers in einen Ablauf zu verstehen.
  • Der in oder an der Kondensatwanne angeordnete, mindestens eine Temperaturfühler kann genau ein Temperaturfühler, es können aber auch zwei oder mehrere Temperturfühler sein. Mit Temperaturfühler sind Messgeräte wie ein Thermoelement, ein Flüssigkeitsthermometer, ein Kaltleiter (PTC-Widerstand), ein Heißleiter (NTC-Widerstand) oder ähnliches gemeint. Der Temperaturfühler kann innerhalb oder außerhalb der Kondensatwanne mit thermisch leitendem, mittelbarem oder unmittelbarem Kontakt zu einem Material der Kondensatwanne oder zu einem in der Wanne aufzufangenden Kondenswasser angeordnet sein. Beispielsweise können zwei Temperaturfühler vorgesehen sein, von denen einer die Temperatur am Ablauf bzw. am Abflussrohr, der andere die Temperatur an einer für eine Auffangfunktion der Kondensatwanne repräsentativen Stelle erfasst.
  • Erfindungsgemäße Wärmepumpen dienen zum Beispiel der Bereitstellung von Wärme für eine Wohnraumbeheizung oder eine Trinkwarmwasserbereitung, aber auch der Bereitstellung von Kälte für eine Wohnraumkühlung. Sie umfassen einen Kältemittelkreislauf, physikalisch gebildet aus Kältemittelleitungen mit einem darin strömenden Kältemittel mit mindestens einer Strömungsrichtung des Kältemittels, sowie darin angeordnete, vom Kältemittel durchströmte Wärmetauscher. Ein Verdampfer-Wärmetauscher (auch Verdampfer genannt) dient in einem Wärmebereitstellungsmodus der Wärmepumpe zum Aufnehmen von Wärme aus einer Wärmequelle bei niedriger Temperatur, dabei verdampft das den Verdampfer durchströmende und die Wärmequelle kühlende Kältemittel. Ein Verflüssiger-Wärmetauscher (auch Verflüssiger oder Kondensator genannt) dient zum Abgeben von Wärme an eine Wärmesenke bei höherer Temperatur, dabei kondensiert das den Verflüssiger durchströmende und die Wärmesenke erwärmende Kältemittel. Im Kältemittelkreislauf ist in Strömungsrichtung zwischen Verdampfer und Verflüssiger ein Verdichter (auch Kompressor genannt) angeordnet, der den Kältemitteldampf verdichtet und damit den Druck und die Temperatur des Kältemitteldampfes erhöht. Im Kältemittelkreislauf in Strömungsrichtung zwischen Verflüssiger und Verdampfer ist ferner eine Expansionsvorrichtung angeordnet, in der das unter Druck stehende flüssige Kältemittel expandiert und entspannt wird, um neuerlich dem Verdampfer zugeführt zu werden. Während des Betriebs der Wärmepumpe im Wärmebereitstellungsmodus kommt somit ein Verfahren zum Erwärmen des Verflüssigers und zur Wärmebereitstellung an die Wärmesenke zum Zug. Ist der Wärmebedarf der Wärmesenke gestillt bzw. erfüllt, so kann die Wärmepumpe, ohne den Wärmebereitstellungsmodus zu beenden, die tatsächliche Wärmebereitstellung vorübergehend aussetzen und ausschalten.
  • Luft-Wärmepumpen nutzen Luft als Wärmequelle. Im Wärmebereitstellungsmodus wird ein Luftvolumen oder ein Luftvolumenstrom an den Verdampfer gebracht, beispielsweise fördert ein Gebläse einen Außenluftstrom aus einer Wohnraumumgebung (Außenumgebung) zum Verdampfer. Dabei wird der Luft Wärme entzogen, sie kühlt dabei ab, dem Kältemittel wird diese Wärme zugeführt, wobei es verdampft. Außenluft weist in der Regel einen gewissen Gehalt an Wasserdampf auf. Bei der Abkühlung der Außenluft am Verdampfer kann sich mindestens ein Teil dieses Wasserdampfes an der der Luft ausgesetzten Verdampferoberfläche niederschlagen bzw. kondensieren. Dieser Niederschlag, auch Kondenswasser oder Kondensat genannt, ist in Abhängigkeit von zum Beispiel einer Verdampferoberflächentemperatur und/oder einer Außenlufttemperatur flüssig oder fest. Ein fester Niederschlag heißt Reif oder Eis und kann dazu führen, dass der Verdampfer vereist, also die Verdampferoberfläche sich mit einer Reif- oder Eisschicht überzieht, und in Folge von weniger Luft umströmt oder durchströmt wird. Dies wiederum führt zu einer Abnahme der vom Kältemittel aufgenommenen Wärme sowie zu einer Abnahme der von der Wärmepumpe bzw. dem Verflüssiger bereitgestellten, also abgegebenen Wärme. Das Eis am vereisten Verdampfer muss zur Aufrechterhaltung einer ausreichend hohen Luftdurchströmung und einer ausreichend hohen Wärmeleistung bzw. eines ausreichend hohen Wirkungsgrades der Wärmepumpe dann abgetaut werden. Dazu schaltet die Wärmepumpe vom Wärmebereitstellungsmodus in einen Abtaumodus. Während des Betriebs der Wärmepumpe im Abtaumodus kommt ein Verfahren zum Abtauen des Verdampfers zum Zug.
  • Mit der Erfindung sind zwei Verfahren und eine Vorrichtung geschaffen, mit deren Hilfe eine ordnungsgemäße Funktion einer Kondensatwanne einer Luft-Wärmepumpe überwacht und bewertet werden kann. Zwei Alarme machen den Nutzer auf Fehlfunktionen an der Kondensatwanne im Abtaubetrieb aufmerksam und ermöglichen ihm, in den Betrieb einzugreifen, oder die Wärmepumpe reagiert selbsttätig. Dadurch werden Folgeschäden abgewendet.
  • Hierzu umfasst die mit mindestens einem Heizelement beheizbare Kondensatwanne mindestens einen Temperaturfühler zur Erfassung mindestens einer Temperatur der Kondensatwanne und/oder des Kondenswassers. Mittels eines ersten Vergleichs, bei dem mindestens eine Temperatur der Kondensatwanne und/oder des Kondenswassers, die sich im Verlauf einer Heizzeit einstellt, mit einem ersten vorgebbaren Grenzwert verglichen wird, wird festgestellt, ob die Beheizung sollgemäß erfolgt und somit zu einem Aufschmelzen und Flüssighalten des Kondenswassers in der Kondensatwanne führt. Mittels eines zweiten Vergleichs, bei dem mindestens eine Temperatur der Kondensatwanne und/oder des Kondenswassers, die sich am Ende des Abtaubetriebs einstellt, mit einem zweiten vorgebbaren Grenzwert verglichen wird, wird festgestellt, ob die Entwässerung der Kondensatwanne sollgemäß erfolgt, dies erfolgt via Temperaturmessung über eine indirekte Füllstandsmessung oder Messung der thermischen Trägheit einer mehr oder weniger gefüllten und damit sich mehr oder weniger stark erwärmenden Kondensatwanne.

Claims (10)

  1. Verfahren zu einem Betreiben einer Wärmepumpe, wobei das Betreiben der Wärmepumpe einen Wärmebereitstellungsmodus und einen Abtaumodus umfasst, und wobei ein intermittierender Heizbetrieb zu einer Beheizung eines Kondenswassers und/oder einer einem Auffangen des Kondenswassers dienenden Kondensatwanne wiederholt aufeinander folgende Heizzeiten mit aktiver Beheizung und Nichtheizzeiten mit inaktiver Beheizung umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass zu einer Überwachung des Heizbetriebs und/oder eines der Beheizung dienenden Heizelements mindestens eine Temperatur des Kondenswassers und/oder der Kondensatwanne erfasst wird und dass Maßnahmen zur Erhöhung der Temperatur des Kondenswassers und/oder der Kondensatwanne eingeleitet und/oder dass ein erster Alarm ausgelöst werden, wenn die Temperatur des Kondenswassers und/oder der Kondensatwanne während der Heizzeit eine erste vorgebbare Grenztemperatur nicht überschreitet.
  2. Verfahren nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, dass der erste Alarm ausgeschaltet wird, wenn die Temperatur des Kondenswassers und/oder der Kondensatwanne während einer Heizzeit die erste vorgebbare Grenztemperatur überschreitet.
  3. Verfahren zu einem Betreiben einer Wärmepumpe, wobei das Betreiben der Wärmepumpe einen Wärmebereitstellungsmodus und einen Abtaumodus umfasst, und wobei ein intermittierender Heizbetrieb zu einer Beheizung eines Kondenswassers und/oder einer einem Auffangen des Kondenswassers dienenden Kondensatwanne wiederholt aufeinander folgende Heizzeiten mit aktiver Beheizung und Nichtheizzeiten mit inaktiver Beheizung umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass zu einer Überwachung einer Entwässerung der Kondensatwanne mindestens eine Temperatur des Kondenswassers und/oder der Kondensatwanne erfasst wird und dass ein zweiter Alarm ausgelöst wird, wenn die Temperatur des Kondenswassers und/oder der Kondensatwanne am Ende des Betriebs im Abtaumodus eine zweite vorgebbare Grenztemperatur nicht überschreitet.
  4. Verfahren nach Anspruch 3,
    dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Alarm ausgeschaltet wird, wenn die Temperatur des Kondenswassers und/oder der Kondensatwanne am Ende eines Betriebs im Abtaumodus die zweite vorgebbare Grenztemperatur überschreitet.
  5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass bei Auslösen des ersten und/oder zweiten Alarms die Wärmepumpe mindestens teilweise ausgeschaltet wird.
  6. Verfahren nach Anspruch 5,
    dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Ersatzheizelement und/oder eine Ersatzwärmequelle und/oder ein Ersatzheizgerät gewählt wird.
  7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass die erste und/oder zweite vorgebbare Grenztemperatur in einem Temperaturbereich zwischen 0 °C bis 10 °C liegt und vorzugsweise 5 °C beträgt.
  8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass die erste und/oder zweite vorgebbare Grenztemperatur von einem Algorithmus unter Beachtung von aktuellen Betriebs- und Aufstellbedingungen selbsttätig ausgerechnet wird.
  9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass das Auslösen des ersten Alarms und/oder des zweiten Alarms zusammen mit Temperaturwerten und/oder Zeitwerten in einem Datenspeicher gespeichert wird.
  10. Wärmepumpe mit einem Verdampfer zu einem Aufnehmen von Wärme aus einer Luft, mit einer Kondensatwanne zum Auffangen von einem von dem Verdampfer herabtropfenden Kondenswasser, und mit mindestens einem Heizelement zu einer Beheizung des Kondenswassers und/oder der Kondensatwanne, zur Durchführung eines Verfahrens nach einem der Patentansprüche 1 bis 9,
    dadurch gekennzeichnet, dass in oder an der Kondensatwanne mindestens ein Temperaturfühler zur Erfassung mindestens einer Temperatur der Kondensatwanne und/oder des Kondenswassers angeordnet ist.
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