EP3583365A1 - Wärmepumpe und verfahren zum betreiben einer wärmepumpe - Google Patents

Wärmepumpe und verfahren zum betreiben einer wärmepumpe

Info

Publication number
EP3583365A1
EP3583365A1 EP18716943.8A EP18716943A EP3583365A1 EP 3583365 A1 EP3583365 A1 EP 3583365A1 EP 18716943 A EP18716943 A EP 18716943A EP 3583365 A1 EP3583365 A1 EP 3583365A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
fluid
bypass line
heat pump
evaporator
heat
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.)
Granted
Application number
EP18716943.8A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP3583365B1 (de
Inventor
Mark Reissig
Florian REISSNER
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.)
Siemens Energy Global GmbH and Co KG
Original Assignee
Siemens AG
Siemens Corp
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 Siemens AG, Siemens Corp filed Critical Siemens AG
Publication of EP3583365A1 publication Critical patent/EP3583365A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP3583365B1 publication Critical patent/EP3583365B1/de
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

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
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B41/00—Fluid-circulation arrangements
    • 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
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B1/00—Compression machines, plants or systems with non-reversible cycle
    • F25B1/10—Compression machines, plants or systems with non-reversible cycle with multi-stage compression
    • 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
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B30/00—Heat pumps
    • 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
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B40/00—Subcoolers, desuperheaters or superheaters
    • F25B40/02—Subcoolers
    • 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
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B40/00—Subcoolers, desuperheaters or superheaters
    • F25B40/06—Superheaters
    • 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
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B41/00—Fluid-circulation arrangements
    • F25B41/30—Expansion means; Dispositions thereof
    • F25B41/39—Dispositions with two or more expansion means arranged in series, i.e. multi-stage expansion, on a refrigerant line leading to the same evaporator
    • 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
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B2400/00—Component parts or details not otherwise provided for in this subclass
    • F25B2400/04—Refrigeration circuit bypassing means
    • F25B2400/0403—Refrigeration circuit bypassing means for condensers
    • 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
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B2400/00—Component parts or details not otherwise provided for in this subclass
    • F25B2400/04—Refrigeration circuit bypassing means
    • F25B2400/0411—Refrigeration circuit bypassing means for expansion valves or capillary tubes
    • 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
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B2400/00—Component parts or details not otherwise provided for in this subclass
    • F25B2400/13—Economisers
    • 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
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B2600/00—Control issues
    • F25B2600/23—Time delays
    • 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
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B2600/00—Control issues
    • F25B2600/25—Control of valves
    • F25B2600/2501—Bypass valves
    • 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
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B2600/00—Control issues
    • F25B2600/25—Control of valves
    • F25B2600/2509—Economiser valves

Definitions

  • the invention relates to a heat pump with a Flu ⁇ id Vietnameselauf in which circulates a working fluid.
  • the fluid ⁇ circuit comprises at least one evaporator for transferring heat energy from a heat source to the fluid, a current ⁇ from subsequent compression unit for compressing the Flu ⁇ ids, at least one downstream subsequent condenser for releasing heat energy of the fluid to a heat sink on hö ⁇ Herem temperature level as the heat source, and a downstream expansion unit for expansion of the fluid.
  • the heat pump also comprises a first bypass line with at least ⁇ least a bypass valve so that the fluid circuit downstream of the compressor unit and upstream of the condenser, the compressor unit can be fluidically connected to the fluid circuit downstream of the evaporator and upstream.
  • the invention also relates to a method for operating a heat pump, wherein a fluid is continuously conducted in a fluid circuit and in this case thermal energy is transferred from ei ⁇ ner heat source to the fluid in an evaporator, wherein the fluid at least partially evaporated and the fluid subsequently compacted becomes.
  • the Flu ⁇ id is for the delivery of thermal energy to a heat sink at a higher temperature level than the heat source at least in part ⁇ as liquefied and subsequently expanded to cool, whereby a first partial stream of fluid in a partial load operation of the fluid circuit after compression and prior to liquefaction, a first bypass line is branched off and the fluid circuit downstream of the evaporator and before Ver ⁇ seal is supplied again.
  • thermal energy that is, heat
  • the fluid with the absorbed thermal energy is adjusted by a compressor to an elevated Druckni ⁇ veau and then liquefied at an elevated compared to egg ⁇ ner evaporation temperature liquefaction temperature.
  • it is expanded, causing it to lower its temperature again.
  • the efficiency of a heat pump (narrow coefficient of performance. COP) by means of a power ⁇ number measured, whereby the coefficient of performance is given by the reciprocal best efficiency of a Carnot process.
  • the figure of merit corresponds to the quotient from benefit to expense. If the heat pump used for heating the heat sink, this corresponds to the output transmitted to the heat sink quantity of heat Q W arm ge ⁇ divided by the amount of work W MECH of the compressor. The larger the difference in magnitude (temperature lift) between the evaporating and condensing temperature of the fluid, the lower the efficiency of the heat pump.
  • the mass flow, the temperature level and the temporal availability of the heat source is almost constant in order to be able to resort to a constant efficiency and performance of the heat pump.
  • the heat pump is operated with waste heat from industrial processes, fluctuations in the three parameters can occur.
  • the heat pump must travel at partial load in order to be able to use as much heat as possible from the heat source.
  • a reduced volume flow of vaporized fluid flows out of the evaporator.
  • Includes the compressor unit of the heat pump piston or screw compressor according to the displacement principle, such heat pumps of the prior art are adapted in part-load operation, for example by adjusting the rotational ⁇ number of compressors to the reduced volume flow of the evaporated fluid.
  • a bypass line with at least one bypass valve for adapting the operation of heat pumps to a reduced volume flow of the fluid flowing from the evaporator, so that the fluid circuit downstream of the Verdich ⁇ ter unit and upstream of the condenser fluidly with the Fluid circuit downstream of the evaporator and upstream of the Ver ⁇ denser unit is connectable.
  • the bypass valve can be adjusted of the air passing through the compressor unit Volu ⁇ volume flow.
  • the temperature of the suction gas (fluid in the inlet region of the compressor unit) is also increased by the partial flow flowing through the bypass line and thus also the temperature of the compressed gas (fluid at the outlet of the compressor unit).
  • the invention has for its object to provide a heat pump of the type mentioned above and a method for operating such a heat pump, in which / the heat pump has an extended in the direction of low heat source power area of the partial load operation.
  • a heat pump of the aforementioned type characterized in that a second bypass line is included with with ⁇ stuffs for metering the flow rate, wherein by means of the second bypass line, a liquid phase of the Flu ⁇ ids in the first bypass line and / or downstream of the evaporator and upstream of the compressor unit in the fluid circuit can be introduced.
  • the heat pump according to the invention is adapted for use in the inventive method it ⁇ .
  • the fluid flowing via the second bypass line is mixed with the fluid flowing through the first bypass line and evaporates in this case.
  • the temperature of the first partial flow is lowered from the compressed gas temperature to a lower mixing temperature.
  • the second partial flow branched off via the second bypass line which would actually be conducted into the evaporator without being interrupted, is evaporated according to the invention by means of the first partial flow without the heat source having to be used for this purpose.
  • the mixing takes place be ⁇ preferably within the first bypass line by the second bypass line opens into the first bypass line.
  • the mixing can also take place within the fluid circuit downstream of the evaporator and upstream of the compressor unit by opening both bypass lines in this area in the fluid circuit and the partial flows there vermis ⁇ rule before entering the compressor unit.
  • This alternative variant is particularly suitable if the fluid circuit downstream of the evaporator via ei ⁇ nen detour to the compressor and a correspondingly long Distance in this area of the fluid circuit for Vermi ⁇ tion of the two partial flows is available.
  • the two bypass lines comprise at least one valve for the partial load operation in the case of the first bypass line and means for metering the flow rate in the case of the second bypass line.
  • the means for metering the flow rate of the second bypass line may be, for example, a pump and / or a valve.
  • the valves or the pump can be adjustable and / or controllable and / or regulated and, for example, controlled and / or controlled by a control ⁇ er / control device of a heat pump comprising the heat pump system.
  • the volume flows and their relationship to each other can be selected in partial load operation of the heat pump to each other so that the fluid at the beginning, during and at the end of the compression is at least saturated vapor to superheated.
  • This ver ⁇ avoid when using turbo compressors slugging at the compressor.
  • the volume flows and their relationship to each other can be chosen so zuei ⁇ in the partial load operation of the heat pump that a material or gas-dependent maximum temperature at the end of the compression is not exceeded. This avoids decomposition of the fluid and verhin ⁇ changed material damage in the compressor unit, due to high temperatures.
  • the heat pump Due to the inventive design of the heat pump, the heat pump can be operated in part-load operation with higher volume flow and is thus particularly suitable for expanding the partial load range in heat pumps with at least one turbo compressor.
  • a turbo compressor In a turbo compressor is to pay attention to a sufficiently high volume flow at the respective operating point of the turbo compressor, which should not be below a ⁇ operating point-dependent minimum flow rate so that the flow to the pressure side of the compressor back does not collapse.
  • a control / regulating unit be provided which adjusts the volume flow through the bypass lines and the ratio of the two partial flows to each other in part-load operation that a material- or gas-dependent maximum temperature is not exceeded at the end of the compression and the heat pump at too low heat source performance is switched off.
  • in partial load of the heat pump can this be made in combination with a rotation speed adjustment and / or control and / or regulation of the compressor ⁇ operation.
  • turbocompressors alternatively or additionally, a combination with a setting and / or control and / or regulation of the angle of attack of guide vanes can be made.
  • the compressor unit comprises at least one compressor, wherein the compressor is a turbo compressor.
  • This embodiment of the invention is particularly suitable for heat pumps in industrial applications in the power range of more than 500 kW.
  • a greater volume flow through the bypass lines is in the partial load ⁇ operation of the heat pump in relation to the state of the art allows, so that an operating point-dependent minimum volumetric flow can be maintained in an inventive heat pump with at least one turbo-compressor only at lower heat source services anymore.
  • the expansion unit comprises at least two expansion devices connected in series, wherein a separator for separating a gas and liquid phase is interposed between the two expansion devices, wherein the second bypass line is fluidly connected to a trained for the accumulation of the liquid phase portion of the separator.
  • the expansion device may be a throttle.
  • a throttle has a constriction of the flow path, so that the fluid expands due to the reduced pressure during fürströ ⁇ mens of the constricted portion.
  • the cross section of the throttle can be adjustable.
  • the arranged between the two expansion devices separator is used to improve the efficiency of the heat pump by the istadose ⁇ ne gaseous phase is at least partially supplied to the fluid circuit between two compression steps.
  • the second bypass line is fluidly connected to a trained for the accumulation of the liquid phase region of the separator.
  • the separator may comprise a pressure vessel for separating the gas and liquid phases.
  • the gaseous phase of the fluid accumulates in an upper region, wherein in this region the gaseous fluid can be sucked in via a feed line from the at least one compressor.
  • the second bypass line may, for example, branch off from the lower region of the pressure vessel.
  • a further advantageous embodiment of the invention can provide that the second bypass line is fluidly connected to a flooded area of the evaporator during operation.
  • This embodiment of the invention is also suitable for heat pumps without separator.
  • the heat mepumpe comprises means for overheating the fluid flowing from the evaporator to a heat exchanger, which is formed such that it thermally from the condenser strö ⁇ Mendes fluid before entry into the expansion unit from connecting the evaporator fluid before entering the compressor unit, the first bypass line downstream of the heat exchanger into the fluid circuit and the second By ⁇ pass line into the first bypass line or also downstream of the heat exchanger opens into the fluid circuit.
  • This embodiment of the invention enables the use of high temperature fluids with a positive slope of the tau line in a temperature versus entropy diagram.
  • the fluid both in full and part-load currency rend not in a state portion of the fluid to ge ⁇ long, in which there is drop formation and thus to damage from drop impact in the compressor unit, the fluid must be overheated before entering the compressor unit.
  • the degree of overheating can be designed by means of the surface of the heat exchanger for full load operation.
  • the two bypass lines can einmün ⁇ example in the output range of the heat exchanger in the fluid circuit.
  • a heat source with an external power supply can be switched, which is arranged and designed to transfer heat to the fluid in Fluid Vietnamese ⁇ run downstream of the heat exchanger and upstream of the compressor unit.
  • Another object of the invention is to provide a method of the type mentioned at the beginning of operating a heat pump suits ⁇ ben with which a lower heat source in the direction of power extended the range of the partial load operation is enabled.
  • ge ⁇ dissolves in a method of the type a ⁇ initially mentioned for operating a heat pump that branched off from the fluid circuit after the partial Verflüssi ⁇ supply and upstream of the evaporator via a second bypass line, a liquid part-stream with the first partial flow is mixed before compaction.
  • the fluid flowing via the second bypass line is mixed with the fluid flowing via the first bypass line.
  • Line flowing fluid mixed and evaporated here.
  • the temperature of the first partial flow is lowered from the compressed gas temperature to a lower mixing temperature.
  • the branched off via the second bypass line second partial flow which would be unabgabzweigt actually conducted into the evaporator is evaporated according to the invention by means of the first partial flow without the heat source would have to be used for this purpose.
  • the mixing preferably takes place within the first by-pass line.
  • the liquid partial flow can be conducted into the first bypass line, for example, by opening the second bypass line in the first bypass line.
  • the mixing can also be done additionally or alternatively within the fluid circuit downstream of the evaporator and before the compression of the fluid by the liquid substream additionally or alternatively in the fluid circuit downstream of the evaporator and before the compression is passed, for example by the second bypass line additionally Alternatively, it enters the fluid circuit in this area.
  • the heat pump can be and is therefore particularly suitable for extending the partial load range in heat pumps with at least ei ⁇ nem turbo compressor at partial load with a higher volume flow be ⁇ exaggerated.
  • a turbo compressor should be taken to a sufficiently high volume flow at the respective operating point of the turbo compressor, the Do not fall a ⁇ be operating point-dependent minimum flow rate should th so that the flow to the pressure side of the compressor back does not collapse.
  • the ratio of the first and second partial flow is adjusted and / or controlled and / or regulated, that the fluid at the beginning, during and at the end of the compression at least saturated vapor to superheated .
  • This embodiment of the invention prevents damage to liquid in the compressor, in particular in the case of a heat pump with at least one turbocompressor.
  • at least one valve may be provided in the case of the first bypass lines and, in the case of the second bypass line, means for metering the flow rate, for example a pump and / or a valve.
  • the valves or the pump can be adjustable and / or controllable and / or controllable and can be controlled and / or regulated, for example, by means of a control / regulating device.
  • the adjustment and / or control and / or regulation of the volume flow can be made according to an embodiment of the invention in combination with a speed setting and / or control and / or control of the compressor.
  • a combination with an adjustment and / or control and / or regulation of the angle of attack of guide vanes can additionally be carried out according to this exemplary embodiment.
  • the ratio of the first and second partial flow is adjusted and / or controlled and / or regulated that a material or gas-dependent maximum temperature is not exceeded at the end of the compression.
  • This embodiment of the invention is suitable for the operation of heat pumps with a heat source, the power varies widely and temporarily makes the operation of the heat pump in réellebe ⁇ rich the operating range of the heat pump required.
  • the design prevents decomposition of the fluid and material damage in the at least one compressor used for compression due to excessive temperatures.
  • the volume flow of the first and second partial Streams adjusted and / or controlled and / or gere ⁇ gel is that a dependent of the operating point of the compressor ⁇ giger minimum volume flow is not exceeded.
  • This embodiment of the invention is particularly suitable when using a heat pump with at least one turbocompressor for carrying out the method.
  • liquid partial flow is conducted into the first bypass line and / or into the fluid circuit downstream of the evaporator and before the compression.
  • This embodiment of the invention allows a mixing of the two partial flows in the first bypass line and / or within the fluid circuit downstream of the evaporation ⁇ fers and prior to compaction.
  • the mixing preferably takes place within the first by-pass line.
  • the liquid partial flow can be conducted into the first bypass line, for example, by opening the second bypass line in the first bypass line.
  • the mixing can also be done additionally or alternatively within the fluid circuit downstream of the evaporator and before the compression of the fluid by the liquid substream additionally or alternatively in the fluid circuit downstream of the evaporator and before the compression is passed, for example by the second bypass line additionally Alternatively, it enters the fluid circuit in this area.
  • a further advantageous embodiment of the invention can provide that the heat pump is operated with a high-temperature fluid whose tau line essentially has a positive slope in a temperature-over-entropy diagram and thermal energy of the fluid circuit after liquefaction and before expansion onto the fluid is transmitted downstream of the evaporator and before compression, so that the fluid is overheated at the beginning, during and after the compression, wherein the part-flow operation, the first partial flow or alternatively both partial flows are supplied to the transmission of the heat energy to the fluid circuit.
  • the advantageous embodiment of the invention enables operation of the heat pump with high-temperature fluids, which have such a pitch of the dew line and therefore must be overheated prior to compression to avoid damage to the compressor.
  • the transfer of heat energy can be done by means of a heat exchanger.
  • a degree of overheating can be set. For example, this can be chosen such that both at full load and at partial load, the fluid after compression is in a state that maintains a safe distance (temperature difference) to the dew line.
  • the expansion takes place in at least two expansion steps, wherein at least between two expansion steps a gas phase of the
  • Fluid is separated from a liquid phase of the fluid, and the liquid partial stream is diverted from the liquid phase.
  • the information to be between two expansion steps separating a gas phase from a liquid phase serves to IMPROVE ⁇ tion of the efficiency of the heat pump by the istadose ⁇ ne gaseous phase is at least partially fed into the fluid circuit between the two compression steps.
  • the separated liquid phase which would otherwise be completely supplied to the evaporator, is partially branched off via the second bypass line as a second partial flow.
  • liquid substream can also be considered advantageous for the liquid substream to be branched off from a flooded area of the evaporator.
  • This embodiment of the invention is also suitable for the operation of heat pumps without separator.
  • FIG. 2 schematically shows a temperature-over-entropy diagram of the fluid R134a with a state progression during the fluid circuit of a heat pump according to the prior art illustrated in FIG. 1, FIG.
  • FIG. 3 is a schematic diagram of a temperature-over-entropy diagram of a fluid having a tau line with a substantially positive gradient and a marked course of the fluid when passing through the fluid circuit of a heat pump according to the prior art shown in FIG.
  • FIG. 4 schematically shows a fluid circuit of a heat pump according to a first embodiment of the invention
  • Fig. 5 shows schematically a flow chart of a method according to a third embodiment of the OF INVENTION ⁇ dung.
  • Figure 1 shows schematically a fluid circuit 21 of a heat pump 12 according to the prior art.
  • the fluid 2 is conveyed in egg ⁇ ner flow direction 11 through the heat pump 12.
  • An evaporator 10 vaporizes the fluid while absorbing heat. meenergy the heat source 4, so that it assumes a vapor state 1.
  • the fluid 2 enters a compressor unit 7, which includes a compressor 7 a, and is compressed to a compression state 3.
  • the compression state 3 it flows into a condenser 8 with release of heat energy to the heat sink 20 and is converted into a condensed state ⁇ 5, and finally expanded in an expansion unit 9 with an expansion device 9a.
  • the fluid 2 assumes an expansion state 6, wherein it is in turn supplied to the evaporator 10 in this state.
  • the fluid is therefore continuously fed during the operation of the heat pump 12 according to the direction of flow 11 through the heat pump 12, and takes this in the evaporation in the evaporator 10, heat of the heat source 4 and outputs during liquefaction in the Ver ⁇ liquid 8 heat energy at a higher temperature level than that of the heat source 4 to the heat sink 20 from.
  • Figure 2 shows a temperature-over-entropy diagram 23, which according to the image plane to the right, ie on the abscissa axis entropy 14 and on the image plane up to, ie on the ordinate axis, a temperature 13 represents ⁇ represents.
  • the temperature versus entropy diagram 23 provides both a vapor line 18, a boiling point 19, as well as different ⁇ Liche aggregate states of a fluid.
  • the dew line 18 is adjacent a gas phase 15 of a 2-phase region 16 from where the 2-phase region 16, the Fluid is present in both liquid and gaseous state.
  • the boiling line 19 delimits the 2-phase region 16 from a liquid phase 17.
  • the ⁇ is asked temperature versus entropy diagram 23 shows a vapor line 18 a fluid with essentially negative sti ⁇ supply.
  • thermodynamic states of the fluid which the fluid assumes when passing through the fluid circuit of a heat pump according to the prior art shown in FIG. ⁇ out starting from the vapor state 1, according to the Strömungsrich- tion 11 achieved by compression of the compression state 3.
  • the compression state 3 is located within the Gaspha ⁇ se 15, which is why the compressor in an embodiment as a turbo compressor no damage from liquid slugging in a row of droplet formation in the fluid would take 7a.
  • the connecting line Darge ⁇ provided between the individual states are shown as straight connecting lines in Figure 2 and Figure 3, but may also deviate from this ideal path.
  • the condensed state 5 is set by the condenser 8, wel ⁇ cher is on the boiling line.
  • FIG. 3 shows, analogously to FIG. 2, a temperature-over-entropy diagram 24, but for a different fluid.
  • the course of the boiling line 19 and the tau line 18 of the fluid adjoin a strongly overhanging 2-phase region 16, so that the dew line 18 has a substantially positive slope. If such a fluid fen Vietnamese pipe, a pipe, a pipe, or a pipe, or a pipe, or a pipe, or a pipe, or a temperature-over-entropy diagram 24, but for a different fluid.
  • the course of the boiling line 19 and the tau line 18 of the fluid adjoin a strongly overhanging 2-phase region 16, so that the dew line 18 has a substantially positive slope. If such a fluid fen Vietnamese- the fluid circuit of the heat pump is provided in ⁇ figure 1 according to the prior art, the compression state is within the 3 2-
  • FIG. 4 schematically shows a fluid circuit 28 of a heat pump 26 according to a first embodiment of the OF INVENTION ⁇ dung.
  • a compressor unit 7 with two compressors 7a, 7b are arranged in the flow direction on egg ⁇ nen evaporator 10 following.
  • the compressors 7a and 7b are arranged in series and can be keptbil ⁇ det as a turbo compressor.
  • Downstream of the compressor unit 7 28 includes the fluid circulation ⁇ a condenser 8 and subsequently a Expan ⁇ sion unit 9 with two series-arranged Expansionsvor- directions 9a, 9b.
  • the expansion device 9a and / or 9b may be formed as a throttle or, for example, as an expansion valve.
  • the fluid circuit 28 of the heat pump 26 also summarizes at ⁇ overheating of the evaporator 10 flowing fluid Removing means 34 with a heat exchanger 32.
  • the heat exchanger 32 is formed such that it thermally flowing out of the condenser 8 fluid before entry into the expansion unit 9 with the out of the evaporator 10 strö ⁇ Menden fluid before entry into the compressor unit 7 nects.
  • the means 34 comprise an additional selectable heater 38 which is heated with an exter ⁇ NEN energy source 40th
  • the heat pump 26 includes a first bypass line 42 with a bypass valve 43, so that the fluid circuit 28 downstream of the compressor unit 7 and upstream of the Verflüssi ⁇ gers 8 fluidly with the fluid circuit 28 downstream of Ver ⁇ steamer 10 and upstream of the compressor unit 7 is connected and a second bypass line 45.
  • the second bypass line comprises means 46 for metering the flow rate, which are designed as a valve 47.
  • the second bypass line 45 branches off from the separator 30 and opens into the ers ⁇ th bypass line 42 so that a branched 45 from the separator 30 by means of the second bypass line copessigpha- se of the fluid in the first bypass line 42 can be introduced.
  • the second bypass line 45 could branch off from a flooded area 49 instead of the separator. This alternative course of the second bypass line is not shown in the figure.
  • the ratio of the partial flows flowing in the partial load operation via the bypass lines can be reduced by means of the valve.
  • the means for metering a flow rate in such a manner turned provides ⁇ and / or controlled and / or regulated in that the fluid at the beginning (the vapor state lb), during (Verdichtungszu ⁇ stand 3a and 3b) and at the end of the compaction (stand Verdichtungszu- 3c) at least saturated vapor is overheated and to a material or gas-dependent maximum temperature at the en ⁇ de densification (compaction state 3c) is not exceeded ⁇ th.
  • the heat pump 26 according to the invention makes it possible to operate the heat pump at lower heat source outputs.
  • the illustrated embodiment allows the use of a high temperature fluid with positive slope of the dew line in conjunction with a high coefficient of performance.
  • FIG. 5 shows schematically in a flow chart an exemplary embodiment of the inventive method, wherein in a preparatory process step VS1 for operation of the heat pump selected is a fluid having a dew line with positive in Wesentli ⁇ chen pitch in a print-on-enthalpy diagram and used.
  • a preparatory step VS2 the superheating of the fluid is selected in the fluid circuit in such a way - for example, medium-interpretation means of the heat exchange surface - that the distance to the vapor line at the compressor-end point of at least 10K, 10K insbeson ⁇ particular amounts to 20K.
  • a control / regulation unit is provided with data for a partial load operation, in particular, which maximum temperature of the compressed gas is to be maintained and which operating point-dependent minimum volume flows in the compressor unit are to be maintained.
  • a process step in a starting phase of the VS4 Be ⁇ drive the heat pump overheating of a heating fluid ⁇ device is switched on.
  • a step VS5 heat energy from a heat source to a fluid in one Is transferred evaporator, wherein the fluid at least partially vaporizes ⁇ .
  • the fluid is superheated after the transfer of the heat energy and before the compression, and heat energy of the fluid leaving the condenser is removed before expansion and the fluid leaving the evaporator is transferred before compression.
  • step VS7 the fluid is subsequently compressed in a first compression step.
  • a method step VS8 the compressed fluid is compressed in a second compression step.
  • the fluid for dispensing Wär ⁇ meenergy to a heat sink at a higher temperature level is liquefied in the heat source at least partially.
  • the fluid is expanded to cool in a first expansion step.
  • a gas phase of the fluid is separated from a liquid phase of the fluid and the gaseous fluid is at least partially supplied to the fluid between at least two compression steps.
  • the fluid is ex- pandiert in a second expansion step, and is again supplied to the vaporizer and circulating in the fluid circuit of the heat pump fluid continuously kon ⁇ the method steps VS5 passes to VS12.
  • step VS13 and VS14 is continuously repeated.
  • a first partial flow of the fluid may be diverted via a first bypass line and the fluid circuit fed back downstream of the evaporator and before the compression, and from the fluid circuit after the partial liquefaction and upstream of the evaporator from the fluid circuit ⁇ running after compaction and prior to liquefaction branched off via a second bypass line, a liquid second partial flow and mixed with the first partial flow.
  • step VS14 is checked whether all the conditions of process step VS13 can be met ak ⁇ tulle. If not, the heat pump is turned off in step VS15 due to low power of the heat source. If so, is repeated VS13 process ⁇ step.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Heat-Pump Type And Storage Water Heaters (AREA)
  • Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
  • Filling Or Discharging Of Gas Storage Vessels (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Wärmepumpe (12, 26) mit einem Fluidkreislauf (21, 28) mit mindestens einem Verdampfer (10), einer stromab nachfolgenden Verdichter-Einheit (7), mindestens einem stromab nachfolgenden Verflüssiger (8), und einer stromab nachfolgenden Expansionseinheit (9), und einer ersten Bypass-Leitung (42) mit mindestens einem Bypass-Ventil (43), so dass der Fluidkreislauf stromab der Verdichter-Einheit (7) und stromauf des Verflüssigers (8) fluidisch mit dem Fluidkreislauf stromab des Verdampfers (10) und stromauf der Verdichter-Einheit (7) verbindbar ist. Die Wärmepumpe weist einen in Richtung niedriger Wärmequellen-Leistung erweiterten Bereich des Teillastbetriebes auf. Hierzu umfasst die Wärmepumpe eine zweite Bypass-Leitung (45) mit Mitteln zur Dosierung der Durchflussmenge (46), wobei mittels der zweiten Bypass-Leitung eine Flüssigphase des Fluids in die erste Bypass-Leitung (42) einleitbar ist.

Description

Beschreibung
Wärmepumpe und Verfahren zum Betreiben einer Wärmepumpe
Die Erfindung bezieht sich auf eine Wärmepumpe mit einem Flu¬ idkreislauf, in dem ein Arbeitsfluid zirkuliert. Der Fluid¬ kreislauf umfasst mindestens einen Verdampfer zur Übertragung von Wärmeenergie einer Wärmequelle auf das Fluid, eine strom¬ ab nachfolgende Verdichter-Einheit zur Verdichtung des Flu¬ ids, mindestens einen stromab nachfolgenden Verflüssiger zur Abgabe von Wärmeenergie des Fluids an eine Wärmesenke auf hö¬ herem Temperaturniveau als die Wärmequelle, und eine stromab nachfolgende Expansionseinheit zur Expansion des Fluids. Die Wärmepumpe umfasst zudem eine erste Bypass-Leitung mit min¬ destens einem Bypass-Ventil , so dass der Fluidkreislauf stromab der Verdichter-Einheit und stromauf des Verflüssigers fluidisch mit dem Fluidkreislauf stromab des Verdampfers und stromauf der Verdichter-Einheit verbindbar ist.
Die Erfindung bezieht sich auch auf ein Verfahren zum Betreiben einer Wärmepumpe, wobei ein Fluid kontinuierlich in einem Fluidkreislauf geführt wird und hierbei Wärmeenergie von ei¬ ner Wärmequelle auf das Fluid in einem Verdampfer übertragen wird, wobei das Fluid zumindest teilweise verdampft und das Fluid nachfolgend verdichtet wird. Anschließend wird das Flu¬ id zur Abgabe von Wärmeenergie an eine Wärmesenke auf einem höheren Temperaturniveau als die Wärmequelle mindestens teil¬ weise verflüssigt und nachfolgend zur Abkühlung expandiert, wobei in einem Teillastbetrieb vom Fluidkreislauf nach der Verdichtung und vor der Verflüssigung ein erster Teilstrom des Fluids über eine erste Bypass-Leitung abgezweigt wird und dem Fluidkreislauf stromab des Verdampfers und vor der Ver¬ dichtung wieder zugeführt wird.
In Wärmepumpen wird durch die Verdampfung eines Fluids, welches in dem Fluidkreislauf der Wärmepumpe in einer Arbeits¬ richtung zirkuliert, thermische Energie, das heißt Wärme, von einer Wärmequelle aufgenommen und an eine Wärmesenke abgege- ben. Hierbei wird das Fluid mit der aufgenommenen thermischen Energie mittels eines Verdichters auf ein erhöhtes Druckni¬ veau gebracht und anschließend bei einer im Vergleich zu ei¬ ner Verdampfungstemperatur erhöhten Verflüssigungstemperatur verflüssigt. Um das Fluid am Ende des Kreislaufs zurück in den Ausgangszustand zu bringen, wird es expandiert, wodurch sich seine Temperatur wieder absenkt.
Die Effizienz einer Wärmepumpe wird mittels einer Leistungs¬ zahl (eng. Coefficient of Performance; COP) gemessen, wobei die Leistungszahl bestenfalls durch den reziproken Wirkungsgrad eines Carnot-Prozesses gegeben ist. Die Leistungszahl entspricht dem Quotienten aus Nutzen zu Aufwand. Wird die Wärmepumpe zum Heizen der Wärmesenke verwendet, entspricht dies der an die Wärmesenke abgegebenen Wärmemenge QWarm ge¬ teilt durch den Arbeitsaufwand WmeCh des Verdichters. Je größer die betragsmäßige Differenz (Temperaturhub) zwischen der Ver- dampfungs- und Verflüssigungstemperatur des Fluids ist, desto niedriger ist die Effizienz der Wärmepumpe.
Idealerweise ist der Massenstrom, das Temperaturniveau und die zeitliche Verfügbarkeit der Wärmequelle nahezu konstant, um auf eine gleichbleibende Effizienz und Leistung der Wärme pumpe zurück greifen zu können. Wird die Wärmepumpe mit Ab¬ wärme aus industriellen Prozessen betrieben, können Schwankungen der drei Parameter auftreten. In diesen Fällen muss bei reduzierten Parametern die Wärmepumpe in Teillast fahren um so viel Wärmemenge der Wärmequelle wie möglich ausnutzen zu können. In Zeiträumen mit verminderter Wärmequellenleistung strömt ein verminderter Volumenstrom verdampften Fluids aus dem Verdampfer. Umfasst die Verdichter-Einheit der Wärme pumpe Kolben- oder Schraubenverdichter nach dem Verdrängungs prinzip, werden derartige Wärmepumpen des Standes der Techni im Teillastbetrieb beispielsweise durch Anpassung der Dreh¬ zahl der Verdichter an den reduzierten Volumenstrom des verdampften Fluids angepasst. Wärmepumpen zur Verwendung von Ab wärme aus industriellen Prozessen umfassen aber oftmals Turboverdichter als Verdichtungsmaschinen nach dem Strömungs- prinzip. Eine Anpassung des Betriebs von Turboverdichtern an einen reduzierten Volumenstrom des aus dem Verdampfer strömenden gasförmigen Fluids mittels Drehzahlregelung mit einem Frequenzumrichter ist nur in einem begrenzten Teillastbereich
(bis auf ca. 90% des Volumenstroms ) möglich . Würde die Dreh¬ zahl weiter verringert, könnte es zu einem Zusammenbruch der Strömung auf der Druckseite des Turboverdichters kommen und zu einem sogenannten Pumpvorgang am Turboverdichter. Dies ist zu vermeiden, so dass der Volumenstrom einen vom Betriebspunkt des Verdichters abhängigen Mindestvolumenstrom nicht unterschreitet. Zur Anpassung des Betriebs von Turboverdichtern an einen aus dem Verdampfer strömenden reduzierten Volumenstrom ist es auch bekannt, die Turboverdichter mit verstellbarem Anstellwinkel der Vorleitschaufein (IGV) auszustatten. Durch eine Verstellung der Vorleitschaufein kann der Volumenstrom bis auf ca. 70% des Volumenstroms bei gleich¬ bleibendem Druckverhältnis gedrosselt werden. Weiterhin ist bekannt, zur Anpassung des Betriebs von Wärmepumpen an einen reduzierten Volumenstrom des aus dem Verdampfer strömenden Fluids eine Bypass-Leitung mit mindestens einem Bypass-Ventil anzuordnen, so dass der Fluidkreislauf stromab der Verdich¬ ter-Einheit und stromauf des Verflüssigers fluidisch mit dem Fluidkreislauf stromab des Verdampfers und stromauf der Ver¬ dichter-Einheit verbindbar ist. Mittels des Bypass-Ventils lässt sich der durch die Verdichter-Einheit strömende Volu¬ menstrom einstellen. Allerdings wird durch den über die Bypass-Leitung strömenden Teilstrom auch die Temperatur des Sauggases (Fluid im Eintrittsbereich der Verdichter-Einheit) erhöht und somit auch die Temperatur des Druckgases (Fluid am Ausgang der Verdichter-Einheit) . Sowohl für das Fluid selbst
(aufgrund thermische Zersetzung oberhalb einer kritischen Temperatur) als auch für die Verdichter-Materialien (thermische Spannungen) gibt es Temperaturobergrenzen. Diese können je nach Fluid und Materialien unterschiedlich sein, wobei die niedrigere der beiden Temperaturen den über die Bypass- Leitung strömenden Anteil des Fluidstroms begrenzt und damit auch den Bereich des Teillastbetriebes der Wärmepumpe in Richtung niedriger Wärmequellen-Leistung. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Wärmepumpe der eingangs genannten Art und ein Verfahren zum Betreiben einer derartigen Wärmepumpe anzugeben, bei der/dem die Wärmepumpe einen in Richtung niedriger Wärmequellen-Leistung erweiterten Bereich des Teillastbetriebes aufweist.
Die Aufgabe wird bei einer Wärmepumpe der eingangs genannten Art dadurch gelöst, dass eine zweite Bypass-Leitung mit Mit¬ teln zur Dosierung der Durchflussmenge umfasst ist, wobei mittels der zweiten Bypass-Leitung eine Flüssigphase des Flu¬ ids in die erste Bypass-Leitung und/oder stromab des Verdampfers und stromauf der Verdichter-Einheit in den Fluidkreis- lauf einleitbar ist.
Die erfindungsgemäße Wärmepumpe ist zur Verwendung in dem er¬ findungsgemäßen Verfahren ausgebildet. Im Teillastbetrieb der Wärmepumpe wird das über die zweite Bypass-Leitung strömende Fluid mit dem über die erste Bypass-Leitung strömenden Fluid vermischt und verdampft hierbei. Durch die Beimischung der flüssigen Phase wird die Temperatur des ersten Teilstroms von der Druckgastemperatur auf eine niedrigerer Mischtemperatur abgesenkt. Der über die zweite Bypass-Leitung abgezweigte zweite Teilstrom, welcher unabgezweigt eigentlich in den Verdampfer geleitet werden würde, wird erfindungsgemäß mittels des ersten Teilstroms verdampft, ohne dass die Wärmequelle hierfür verwendet werden müsste. Die Vermischung erfolgt be¬ vorzugt innerhalb der ersten Bypass-Leitung, indem die zweite Bypass-Leitung in die erste Bypass-Leitung einmündet. Die Vermischung kann aber auch innerhalb des Fluidkreislaufs stromab des Verdampfers und stromauf der Verdichter-Einheit erfolgen, indem beide Bypass-Leitungen in diesem Bereich in den Fluidkreislauf einmünden und die Teilströme sich dort miteinander vor Eintritt in die Verdichter-Einheit vermi¬ schen. Diese alternative Variante bietet sich insbesondere an, wenn der Fluidkreislauf stromab des Verdampfers über ei¬ nen Umweg zum Verdichter verläuft und eine entsprechend lange Strecke in diesem Bereich des Fluidkreislaufs für die Vermi¬ schung der beiden Teilströme zur Verfügung steht.
Die beiden Bypass-Leitungen umfassen für den Teillastbetrieb im Falle der ersten Bypass-Leitung mindestens ein Ventil und im Falle der zweiten Bypass-Leitung Mittel zur Dosierung der Durchflussmenge. Bei den Mitteln zur Dosierung der Durchflussmenge der zweiten Bypass-Leitung kann es sich beispielsweise um eine Pumpe und/oder ein Ventil handeln. Die Ventile bzw. die Pumpe können einstellbar und/oder steuerbar und/oder regelbar sein und beispielsweise von einer Steu¬ er/Regeleinrichtung einer die Wärmepumpe umfassenden Wärmepumpenanlage ansteuerbar und/oder regelbar sind.
Die Volumenströme und deren Verhältnis zueinander können im Teillastbetrieb der Wärmepumpe so zueinander gewählt werden, dass das Fluid zu Beginn, während und am Ende der Verdichtung mindestens gesättigt dampfförmig bis überhitzt ist. Dies ver¬ meidet bei der Verwendung von Turboverdichtern Flüssigkeitsschläge am Verdichter. Die Volumenströme und deren Verhältnis zueinander können im Teillastbetrieb der Wärmepumpe so zuei¬ nander gewählt werden, dass eine material- oder gasabhängige Maximaltemperatur am Ende der Verdichtung nicht überschritten wird. Dies vermeidet eine Zersetzung des Fluids und verhin¬ dert Materialschäden in der Verdichter-Einheit aufgrund zu hoher Temperaturen. Durch die erfindungsgemäße Ausbildung der Wärmepumpe kann die Wärmepumpe im Teillastbetrieb mit höherem Volumenstrom betrieben werden und eignet sich somit besonders zur Erweiterung des Teillastbereiches bei Wärmepumpen mit mindestens einem Turboverdichter. Bei einem Turboverdichter ist auf einen ausreichend hohen Volumenstrom am jeweiligen Betriebspunkt des Turboverdichters zu achten, der einen be¬ triebspunktabhängigen Mindestvolumenstrom nicht unterschreiten sollte, damit die Strömung zur Druckseite des Verdichters hin nicht zusammenbricht. Wird die Wärmepumpe mit einer Wär¬ mequelle betrieben, deren Leistung stark schwankt und zeitweise besonders geringe Werte annehmen kann, kann gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung eine Steuer/Regeleinheit vorgesehen sein, welche im Teillastbetrieb den Volumenstrom über die Bypass-Leitungen und das Verhältnis der beiden Teilströme zueinander so einstellt und überwacht, dass eine mate- rial- oder gasabhängige Maximaltemperatur am Ende der Verdichtung nicht überschritten wird und die Wärmepumpe bei zu geringer Wärmequellen-Leistung abgeschaltet wird. Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung kann im Teillast¬ betrieb der Wärmepumpe diese in Kombination mit einer Drehzahl-Einstellung und/oder -Steuerung und/oder -Regelung der Verdichter vorgenommen werden. Bei Turboverdichtern kann alternativ oder zusätzlich eine Kombination mit einer Einstellung und/oder Steuerung und/oder Regelung des Anstellwinkels von Leitschaufeln vorgenommen werden.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in der nachfolgenden Beschreibung und den Unteransprüchen angegeben, deren Merkmale einzeln und in beliebiger Kombination miteinander angewendet werden können.
Es kann bei der erfindungsgemäßen Wärmepumpe vorteilhaft vorgesehen sein, dass die Verdichter-Einheit mindestens einen Verdichter umfasst, wobei der Verdichter ein Turboverdichter ist .
Diese Ausgestaltung der Erfindung eignet sich besonders für Wärmepumpen in der industriellen Anwendung im Leistungsbereich von mehr als 500 kW. Erfindungsgemäß wird im Teillast¬ betrieb der Wärmepumpe gegenüber dem Stand der Technik ein stärkerer Volumenstrom über die Bypass-Leitungen ermöglicht, so dass bei einer erfindungsgemäßen Wärmepumpe mit mindestens einem Turboverdichter erst bei niedrigeren Wärmequellen- Leistungen ein betriebspunktabhängiger Mindestvolumenstrom nicht mehr aufrechterhalten werden kann.
Vorteilhafterweise kann bei einer erfindungsgemäßen Wärmepumpe vorgesehen sein, dass die Expansionseinheit mindestens zwei in Reihe geschaltete Expansionsvorrichtungen umfasst, wobei ein Abscheider zur Trennung einer Gas- und Flüssigphase zwischen den beiden Expansionsvorrichtungen zwischengeschaltet ist, wobei die zweite Bypass-Leitung fluidisch mit einem für die Ansammlung der Flüssigphase ausgebildeten Bereich des Abscheiders verbunden ist.
Die Expansionsvorrichtung kann eine Drossel sein. Eine Drossel weist eine Verengung des Strömungspfades auf, so dass das Fluid aufgrund des verringerten Drucks während des Durchströ¬ mens des verengten Abschnitts expandiert. Der Querschnitt der Drossel kann einstellbar sein. Der zwischen den beiden Expansionsvorrichtungen angeordnete Abscheider dient der Verbesserung des Wirkungsgrads der Wärmepumpe, indem die abgeschiede¬ ne gasförmige Phase mindestens teilweise dem Fluidkreislauf zwischen zwei Verdichtungsschritten zugeführt wird. Gemäß der erfindungsgemäßen Ausgestaltung ist die zweite Bypass-Leitung fluidisch mit einem für die Ansammlung der Flüssigphase ausgebildeten Bereich des Abscheiders verbunden. Der Abscheider kann einen Druckbehälter zur Trennung der Gas- und Flüssigphase umfassen. In dem Druckbehälter sammelt sich in einem oberen Bereich die gasförmige Phase des Fluids an, wobei in diesem Bereich das gasförmige Fluid über eine Zuleitung von dem mindestens einen Verdichter angesaugt werden kann. Die zweite Bypass-Leitung kann beispielsweise von dem unteren Bereich des Druckbehälters abzweigen.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung kann vorsehen, dass die zweite Bypass-Leitung fluidisch mit einem im Betrieb überfluteten Bereich des Verdampfers verbunden ist .
Diese Ausgestaltung der Erfindung eignet sich auch für Wärmepumpen ohne Abscheider.
Vorteilhafterweise kann weiter vorgesehen sein, dass die Wär- mepumpe Mittel zur Überhitzung des aus dem Verdampfer strömenden Fluids mit einem Wärmetauscher umfasst, welcher derart ausgebildet ist, dass er thermisch aus dem Verflüssiger strö¬ mendes Fluid vor Eintritt in die Expansionseinheit mit aus dem Verdampfer strömenden Fluid vor Eintritt in die Verdichter-Einheit verbindet, wobei die erste Bypass-Leitung stromab des Wärmetauschers in den Fluidkreislauf und die zweite By¬ pass-Leitung in die erste Bypass-Leitung oder ebenfalls stromab des Wärmetauschers in den Fluidkreislauf einmündet.
Diese Ausgestaltung der Erfindung ermöglicht die Verwendung von Hochtemperaturfluiden mit einer positiven Steigung der Taulinie in einem Temperatur-über-Entropie-Diagramm. Um wäh- rend der Verdichtung des Fluids (sowohl in Voll- als auch in Teillast) nicht in einen Zustandsbereich des Fluides zu ge¬ langen, in welchem es zu Tropfenbildung und damit zu Schäden durch Tropfenschlag in der Verdichter-Einheit kommt, muss das Fluid vor Eintritt in die Verdichter-Einheit überhitzt wer- den. Der Grad der Überhitzung kann mittels der Fläche des Wärmetauschers für den Volllastbetrieb ausgelegt werden.
Die beiden Bypass-Leitungen können beispielsweise in den Ausgangsbereich des Wärmetauschers in den Fluidkreislauf einmün¬ den. Für eine Startphase des Wärmepumpenbetriebs kann eine Heizquelle mit externer Energieversorgung zuschaltbar sein, welche zur Übertragung von Wärme auf das Fluid im Fluidkreis¬ lauf stromab des Wärmetauschers und stromauf der Verdichter- Einheit angeordnet und ausgebildet ist. Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren der eingangs genannten Art zum Betreiben einer Wärmepumpe anzuge¬ ben, mit welchem ein in Richtung niedriger Wärmequellen- Leistung erweiterter Bereich des Teillastbetriebes ermöglicht ist .
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einem Verfahren der ein¬ gangs genannten Art zum Betrieb einer Wärmepumpe dadurch ge¬ löst, dass vom Fluidkreislauf nach der teilweisen Verflüssi¬ gung und stromauf des Verdampfers über eine zweite Bypass- Leitung ein flüssiger Teilstrom abgezweigt und mit dem ersten Teilstrom vor der Verdichtung vermischt wird.
Im Teillastbetrieb der Wärmepumpe wird das über die zweite Bypass-Leitung strömende Fluid mit dem über die erste Bypass- Leitung strömenden Fluid vermischt und verdampft hierbei. Durch die Beimischung der flüssigen Phase wird die Temperatur des ersten Teilstroms von der Druckgastemperatur auf eine niedrigerer Mischtemperatur abgesenkt. Der über die zweite Bypass-Leitung abgezweigte zweite Teilstrom, welcher unabge- zweigt eigentlich in den Verdampfer geleitet werden würde, wird erfindungsgemäß mittels des ersten Teilstroms verdampft, ohne dass die Wärmequelle hierfür verwendet werden müsste. Die Vermischung erfolgt bevorzugt innerhalb der ersten By- pass-Leitung . Hierzu kann der flüssige Teilstrom in die erste Bypass-Leitung geleitet werden, indem beispielsweise die zweite Bypass-Leitung in die erste Bypass-Leitung einmündet. Die Vermischung kann aber auch zusätzlich oder alternativ innerhalb des Fluidkreislaufs stromab des Verdampfers und vor der Verdichtung des Fluids erfolgen, indem der flüssige Teilstrom zusätzlich oder alternativ in den Fluidkreislauf stromab des Verdampfers und vor der Verdichtung geleitet wird, beispielsweise indem die zweite Bypass-Leitung zusätzlich o- der alternativ in den Fluidkreislauf in diesem Bereich ein- mündet.
Durch die erfindungsgemäße Ausbildung des Verfahrens kann die Wärmepumpe im Teillastbetrieb mit höherem Volumenstrom be¬ trieben werden und eignet sich somit besonders zur Erweite- rung des Teillastbereiches bei Wärmepumpen mit mindestens ei¬ nem Turboverdichter. Bei einem Turboverdichter sollte auf einen ausreichend hohen Volumenstrom am jeweiligen Betriebspunkt des Turboverdichters geachtet werden, der einen be¬ triebspunktabhängigen Mindestvolumenstrom nicht unterschrei- ten sollte, damit die Strömung zur Druckseite des Verdichters hin nicht zusammenbricht.
Es kann auch als vorteilhaft angesehen werden, dass im Teillastbetrieb der Wärmepumpe das Verhältnis des ersten und zweiten Teilstroms derart eingestellt und/oder gesteuert und/oder geregelt wird, dass das Fluid zu Beginn, während und am Ende der Verdichtung mindestens gesättigt dampfförmig bis überhitzt ist. Diese Ausgestaltung der Erfindung verhindert insbesondere bei einer Wärmepumpe mit mindestens einem Turboverdichter Schäden durch Flüssigkeit im Verdichter. Um im Teillastbetrieb das Verhältnis des ersten und zweiten Teilstroms einzustellen und/oder zu steuern und/oder zu regeln, kann im Falle der ersten Bypass-Leitungen mindestens ein Ventil vorgesehen sein und im Fall der zweiten Bypass-Leitung Mittel zur Dosierung der Durchflussmenge wie beispielsweise eine Pumpe und/oder ein Ventil. Die Ventile bzw. die Pumpe können einstellbar und/oder steuerbar und/oder regelbar sein und beispielsweise mittels einer Steuer/Regeleinrichtung ansteuerbar und/oder regelbar sind. Die Einstellung und/oder Steuerung und/oder Regelung des Volumenstroms kann gemäß einem Ausführungsbei- spiel der Erfindung in Kombination mit einer Drehzahl- Einstellung und/oder -Steuerung und/oder -Regelung der Verdichter vorgenommen werden. Bei Turboverdichtern kann gemäß diesem Ausführungsbeispiel zusätzlich eine Kombination mit einer Einstellung und/oder Steuerung und/oder Regelung des Anstellwinkels von Leitschaufeln vorgenommen werden.
Es kann auch als vorteilhaft angesehen werden, dass im Teillastbetrieb der Wärmepumpe das Verhältnis des ersten und zweiten Teilstroms derart eingestellt und/oder gesteuert und/oder geregelt wird, dass eine material- oder gasabhängige Maximaltemperatur am Ende der Verdichtung nicht überschritten wird .
Diese Ausgestaltung der Erfindung eignet sich für den Betrieb von Wärmepumpen mit einer Wärmequelle, deren Leistung stark schwankt und zeitweise den Betrieb der Wärmepumpe im Grenzbe¬ reich des Betriebsbereichs der Wärmepumpe erforderlich macht. Die Ausgestaltung verhindert eine Zersetzung des Fluids und Materialschäden in dem mindestens einen zur Verdichtung ver- wendeten Verdichter aufgrund zu hoher Temperaturen.
Vorteilhafterweise kann weiter vorgesehen sein, dass im Teil¬ lastbetrieb der Volumenstrom des ersten und zweiten Teil- Stroms derart eingestellt und/oder gesteuert und/oder gere¬ gelt wird, dass ein vom Betriebspunkt des Verdichters abhän¬ giger Mindestvolumenstrom nicht unterschritten wird. Diese Ausgestaltung der Erfindung eignet sich besonders bei der Verwendung einer Wärmepumpe mit mindestens einem Turboverdichter zur Durchführung des Verfahrens.
Es kann auch als vorteilhaft angesehen werden, dass der flüs- sige Teilstrom in die erste Bypass-Leitung geleitet wird und/oder in den Fluidkreislauf stromab des Verdampfers und vor der Verdichtung.
Diese Ausgestaltung der Erfindung ermöglicht eine Vermischung der beiden Teilströme innerhalb der ersten Bypass-Leitung und/oder innerhalb des Fluidkreislaufs stromab des Verdamp¬ fers und vor der Verdichtung.
Die Vermischung erfolgt bevorzugt innerhalb der ersten By- pass-Leitung . Hierzu kann der flüssige Teilstrom in die erste Bypass-Leitung geleitet werden, indem beispielsweise die zweite Bypass-Leitung in die erste Bypass-Leitung einmündet. Die Vermischung kann aber auch zusätzlich oder alternativ innerhalb des Fluidkreislaufs stromab des Verdampfers und vor der Verdichtung des Fluids erfolgen, indem der flüssige Teilstrom zusätzlich oder alternativ in den Fluidkreislauf stromab des Verdampfers und vor der Verdichtung geleitet wird, beispielsweise indem die zweite Bypass-Leitung zusätzlich o- der alternativ in den Fluidkreislauf in diesem Bereich ein- mündet.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung kann vorsehen, dass die Wärmepumpe mit einem Hochtemperaturfluid betrieben wird, dessen Taulinie im Wesentlichen eine positive Steigung in einem Temperatur-über-Entropie-Diagramm aufweist, und Wärmeenergie des Fluidkreislaufs nach der Verflüssigung und vor der Expansion auf das Fluid stromab des Verdampfers und vor der Verdichtung übertragen wird, so dass das Fluid bei Beginn, während und nach der Verdichtung überhitzt ist, wobei im Teillastbetrieb der erste Teilstrom oder alternativ beide Teilströme nach der Übertragung der Wärmeenergie dem Fluidkreislauf zugeführt werden.
Die vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ermöglicht einen Betrieb der Wärmepumpe mit Hochtemperaturfluiden, die eine derartige Steigung der Taulinie aufweisen und deshalb vor der Verdichtung überhitzt werden müssen zur Vermeidung von Schä- den am Verdichter. Die Übertragung der Wärmeenergie kann mittels eines Wärmetauschers erfolgen. Durch die Auslegung der Fläche des Wärmetauschers lässt sich ein Grad der Überhitzung einstellen. Beispielsweise kann dieser derart gewählt werden, dass sowohl in Volllast als auch in Teillast das Fluid nach der Verdichtung sich in einem Zustand befindet, der einen Sicherheitsabstand (Temperaturdifferenz) zur Taulinie einhält.
Weiter kann vorteilhaft vorgesehen sein, dass die Expansion in mindestens zwei Expansionsschritten erfolgt, wobei mindes- tens zwischen zwei Expansionsschritten eine Gas-Phase des
Fluids von einer Flüssig-Phase des Fluids separiert wird, und der flüssige Teilstrom von der Flüssig-Phase abgezweigt wird.
Die zwischen zwei Expansionsschritten erfolgende Separierung einer Gas-Phase von einer Flüssig-Phase dient der Verbesse¬ rung des Wirkungsgrads der Wärmepumpe, indem die abgeschiede¬ ne gasförmige Phase mindestens teilweise dem Fluidkreislauf zwischen zwei Verdichtungsschritten zugeführt wird. Gemäß der erfindungsgemäßen Ausgestaltung wird die separierte Flüssig- Phase, die andernfalls vollständig dem Verdampfer zugeführt werden würde, teilweise über die zweite Bypass-Leitung als zweiter Teilstrom abgezweigt.
Es kann auch als vorteilhaft angesehen werden, dass der flüs- sige Teilstrom von einem überfluteten Bereich des Verdampfers abgezweigt wird. Diese Ausgestaltung der Erfindung eignet sich auch für den Betrieb von Wärmepumpen ohne Abscheider.
Weitere zweckmäßige Ausgestaltungen und Vorteile der Erfin- dung sind Gegenstand der Beschreibung von Ausführungsbeispie¬ len der Erfindung unter Bezug auf die Figur der Zeichnung, wobei gleiche Bezugszeichen auf gleich wirkende Bauteile ver¬ weisen .
Dabei zeigt die
Fig. 1 schematisch einen Fluidkreislauf einer Wärmepumpe nach dem Stand der Technik, Fig. 2 schematisch ein Temperatur-über-Entropie Diagramm des Fluids R134a mit eingezeichnetem Zustandsver- laufs während des in Figur 1 dargestellten Fluid- kreislaufs einer Wärmepumpe nach dem Stand der Technik,
Fig. 3 schematisch ein Temperatur-über-Entropie-Diagramm eines Fluids mit einer Taulinie mit im Wesentlichen positiver Steigung und eingezeichnetem Zustandsver- laufs des Fluids bei Durchlaufen des in Figur 1 dargestellten Fluidkreislaufs einer Wärmepumpe nach dem Stand der Technik,
Fig. 4 schematisch einen Fluidkreislauf einer Wärmepumpe gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfin- dung, und
Fig. 5 schematisch ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der Erfin¬ dung .
Figur 1 zeigt schematisch einen Fluidkreislauf 21 einer Wärme pumpe 12 nach dem Stand der Technik. Das Fluid 2 wird in ei¬ ner Strömungsrichtung 11 durch die Wärmepumpe 12 gefördert. Ein Verdampfer 10 verdampft das Fluid unter Aufnahme von Wär- meenergie der Wärmequelle 4, so dass es einen Dampfzustand 1 einnimmt. In diesem Dampfzustand 1 tritt das Fluid 2 in eine Verdichter-Einheit 7, welche einen Verdichter 7a umfasst, ein und wird auf einen Verdichtungszustand 3 verdichtet. In dem Verdichtungszustand 3 strömt es in einen Verflüssiger 8 unter Abgabe von Wärmeenergie an die Wärmesenke 20 und wird in ei¬ nen kondensierten Zustand 5 überführt, und schließlich in einer Expansionseinheit 9 mit einer Expansionsvorrichtung 9a expandiert. Infolgedessen nimmt das Fluid 2 einen Expansions- zustand 6 an, wobei es in diesem Zustand wiederum dem Verdampfer 10 zugeführt wird. Das Fluid wird also während des Betriebs der Wärmepumpe 12 kontinuierlich entsprechend der Strömungsrichtung 11 durch die Wärmepumpe 12 gefördert und nimmt hierbei bei der Verdampfung im Verdampfer 10 Wärme der Wärmequelle 4 auf und gibt während der Verflüssigung im Ver¬ flüssiger 8 Wärmeenergie auf einem höheren Temperaturniveau als das der Wärmequelle 4 an die Wärmesenke 20 ab.
Figur 2 zeigt ein Temperatur-über-Entropie-Diagramm 23, welches entsprechend der Bildebene nach rechts zu, also auf der Abszissenachse eine Entropie 14 und auf der Bildebene nach oben zu, also auf der Ordinatenachse eine Temperatur 13 dar¬ stellt. Das Temperatur-über-Entropie-Diagramm 23 stellt sowohl eine Taulinie 18, eine Siedelinie 19, sowie unterschied¬ liche Aggregatzustände eines Fluids dar. Die Taulinie 18 grenzt eine Gasphase 15 von einem 2-Phasengebiet 16 ab, wobei im 2-Phasengebiet 16 das Fluid sowohl in flüssigem, als auch in gasförmigem Zustand vorliegt. Die Siedelinie 19 grenzt das 2-Phasengebiet 16 von einer Flüssigkeitsphase 17 ab. Das dar¬ gestellte Temperatur-über-Entropie-Diagramm 23 zeigt eine Taulinie 18 eines Fluids mit im Wesentlichen negativer Stei¬ gung .
Ebenfalls in Figur 2 schematisch dargestellt, sind verschie- dene thermodynamische Zustände des Fluids, welches das Fluid beim Durchlaufen des in Figur 1 dargestellten Fluidkreislaufs einer Wärmepumpe nach dem Stand der Technik annimmt. Ausge¬ hend vom Dampfzustand 1 wird entsprechend der Strömungsrich- tung 11 durch Verdichtung der Verdichtungszustand 3 erreicht. Der Verdichtungszustand 3 befindet sich innerhalb der Gaspha¬ se 15, weshalb der Verdichter 7a bei einer Ausgestaltung als Turboverdichter keine Schäden durch Flüssigkeitsschläge in Folge von Tropfenbildung im Fluid nehmen würde. Die darge¬ stellte Verbindungslinie zwischen den einzelnen Zuständen sind in Figur 2 und Figur 3 als gerade Verbindungslinien dargestellt, können jedoch auch von diesem idealen Verlauf abweichen. Ausgehend vom Verdichtungszustand 3 wird durch den Verflüssiger 8 der kondensierte Zustand 5 eingestellt, wel¬ cher sich auf der Siedelinie befindet. Ausgehend vom konden¬ sierten Zustand 5 wird durch den Durchtritt des Fluids durch die Expansionsvorrichtung 9a der Expansionszustand 6 erreicht und anschließend durch Energiezufuhr im Verdampfer 10 wieder der Dampfzustand 1 des Fluids erreicht. Somit ist der Kreis¬ lauf der Wärmepumpe 12 geschlossen.
Figur 3 zeigt analog zu Figur 2 ein Temperatur-über-Entropie- Diagramm 24, allerdings für ein anderes Fluid. Der Verlauf der Siedelinie 19 und sowie der Taulinie 18 des Fluids grenzt ein stark überhängendes 2-Phasengebiet 16 ein, so dass die Taulinie 18 im Wesentlichen eine positive Steigung aufweist. Wird ein solches Fluid dem Fluidkreislauf der in Figur 1 dar¬ gestellten Wärmepumpe gemäß dem Stand der Technik unterwor- fen, liegt der Verdichtungszustand 3 innerhalb des 2-
Phasengebietes 16. Demzufolge kann es im Verdichter 7a im Falle eines Turboverdichters zu Schäden durch Flüssigkeits¬ schläge kommen. Figur 4 zeigt schematisch einen Fluidkreislauf 28 einer Wärmepumpe 26 gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfin¬ dung. Im Fluidkreislauf 28 sind in Strömungsrichtung auf ei¬ nen Verdampfer 10 folgend eine Verdichter-Einheit 7 mit zwei Verdichtern 7a, 7b angeordnet. Die Verdichter 7a und 7b sind in Reihe angeordnet und können als Turboverdichter ausgebil¬ det sein. Stromab der Verdichter-Einheit 7 umfasst der Fluid¬ kreislauf 28 einen Verflüssiger 8 und nachfolgend eine Expan¬ sionseinheit 9 mit zwei in Reihe angeordnete Expansionsvor- richtungen 9a, 9b. Die Expansionsvorrichtung 9a und/oder 9b kann als Drossel oder beispielsweise als Expansionsventil ausgebildet sein. Der Fluidkreislauf 28 der Wärmepumpe 26 um¬ fasst zudem zur Überhitzung des aus dem Verdampfer 10 aus- strömenden Fluids Mittel 34 mit einem Wärmetauscher 32. Der Wärmetauscher 32 ist derart ausgebildet, dass er thermisch das aus dem Verflüssiger 8 strömende Fluid vor Eintritt in die Expansionseinheit 9 mit dem aus dem Verdampfer 10 strö¬ menden Fluid vor Eintritt in die Verdichtereinheit 7 verbin- det. Zusätzlich ist ein Abscheider 30 zur Trennung einer Gas- und Flüssigphase zwischen die beiden Expansionsvorrichtungen 9a und 9b zwischengeschaltet mit einer zwischen den beiden Verdichtern 7a und 7b in den Fluidkreislauf 28 mündenden Gas¬ phasen-Einleitung 36. Um während einer Startphase eine aus- reichende Überhitzung des aus dem Verdampfer 10 strömenden Fluids zu gewährleisten, umfassen die Mittel 34 zusätzlich eine zuschaltbare Heizvorrichtung 38, welche mit einer exter¬ nen Energiequelle 40 beheizbar ist. Für den Betrieb in Teil¬ last umfasst die Wärmepumpe 26 eine erste Bypass-Leitung 42 mit einem Bypass-Ventil 43, so dass der Fluidkreislauf 28 stromab der Verdichter-Einheit 7 und stromauf des Verflüssi¬ gers 8 fluidisch mit dem Fluidkreislauf 28 stromab des Ver¬ dampfers 10 und stromauf der Verdichter-Einheit 7 verbunden ist und eine zweite Bypass-Leitung 45. Die zweite Bypass- Leitung umfasst Mittel 46 zur Dosierung der Durchflussmenge, welche als Ventil 47 ausgebildet sind. Die zweite Bypass- Leitung 45 zweigt vom Abscheider 30 ab und mündet in die ers¬ te Bypass-Leitung 42, so dass mittels der zweiten Bypass- Leitung 45 eine aus dem Abscheider 30 abgezweigte Flüssigpha- se des Fluids in die erste Bypass-Leitung 42 einleitbar ist.
Alternativ könnte die zweite Bypass-Leitung 45 anstatt vom Abscheider auch von einem überfluteten Bereich 49 abzweigen. Dieser alternative Verlauf der zweiten Bypass-Leitung ist in der Figur nicht dargestellt.
Das Verhältnis der im Teillastbetrieb über die Bypass- Leitungen strömenden Teilströme kann mittels des Ventils un- der Mittel zur Dosierung einer Durchflussmenge derart einge¬ stellt und/oder gesteuert und/oder geregelt werden, dass das Fluid zu Beginn (Dampfzustand lb) , während (Verdichtungszu¬ stand 3a und 3b) und am Ende der Verdichtung (Verdichtungszu- stand 3c) mindestens gesättigt dampfförmig bis überhitzt ist und eine material- oder gasabhängige Maximaltemperatur am En¬ de der Verdichtung (Verdichtungszustand 3c) nicht überschrit¬ ten wird. Im Unterschied zu dem in Figur 1 dargestellten Fluidkreislauf ermöglicht die erfindungsgemäße Wärmepumpe 26 einen Betrieb der Wärmepumpe bei niedrigeren Wärmequellen-Leistungen. Zusätzlich ermöglicht das dargestellte Ausführungsbeispiel die Verwendung eines Hochtemperaturfluid mit positiver Steigung der Taulinie in Verbindung mit einer hohen Leistungszahl.
Die Figur 5 zeigt schematisch in einem Ablaufdiagramm ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens, wobei in einem vorbereitenden Verfahrensschritt VS1 zum Betreiben der Wärmepumpe ein Fluid mit einer Taulinie mit im Wesentli¬ chen positiver Steigung in einem Druck-über-Enthalpie- Diagramm ausgewählt und verwendet wird.
In einem vorbereitenden Verfahrensschritt VS2 die Überhitzung des Fluids im Fluidkreislauf derart gewählt wird - z.B. mit- tels Auslegung der Wärmetauscherfläche -, dass der Abstand zur Taulinie am Verdichter-Endpunkt mindestens 10K, insbeson¬ dere 10K bis 20K beträgt.
In einem vorbereitenden Verfahrensschritt VS3 einer Steu- er/Regeleinheit Daten für einen Teillastbetrieb übergeben werden, insbesondere welche Maximaltemperatur des Druckgases einzuhalten ist und welche betriebspunktabhängigen Mindestvo- lumenströme in der Verdichter-Einheit einzuhalten sind. In einem Verfahrensschritt VS4 in einer Startphase des Be¬ triebs der Wärmepumpe zur Überhitzung des Fluids eine Heiz¬ vorrichtung zugeschaltet wird. In einem Verfahrensschritt VS5 Wärmeenergie von einer Wärmequelle auf ein Fluid in einem Verdampfer übertragen wird, wobei das Fluid zumindest teil¬ weise verdampft. In einem Verfahrensschritt VS6 das Fluid nach der Übertragung der Wärmeenergie und vor der Verdichtung überhitzt wird, und hierbei Wärmeenergie des den Verflüssiger verlassenden Fluids vor einer Expansion entnommen wird und auf das den Verdampfer verlassende Fluid vor einer Verdichtung übertragen wird.
In einem Verfahrensschritt VS7 das Fluid nachfolgend in einem ersten Verdichtungsschritt verdichtet wird.
In einem Verfahrensschritt VS8 das verdichtete Fluid in einem zweiten Verdichtungsschritt verdichtet wird. In einem Verfahrensschritt VS9 das Fluid zur Abgabe von Wär¬ meenergie an eine Wärmesenke auf einem höheren Temperaturniveau als die Wärmequelle mindestens teilweise verflüssigt wird. In einem Verfahrensschritt VS10 das Fluid zur Abkühlung in einem ersten Expansionsschritt expandiert wird. In einem Verfahrensschritt VS11 eine Gas-Phase des Fluids von einer Flüssig-Phase des Fluids separiert wird und das gasförmige Fluid mindestens teilweise dem Fluid zwischen mindestens zwei Verdichtungsschritten zugeführt wird. In einem Verfahrensschritt VS12 das Fluid in einem zweiten Expansionsschritt ex- pandiert wird, und erneut dem Verdampfer zugeführt wird und das im Fluidkreislauf der Wärmepumpe zirkulierende Fluid kon¬ tinuierlich die Verfahrensschritte VS5 bis VS12 durchläuft. Wird die Wärmepumpe in einem Teillastbetrieb betrieben, wird zusätzlich kontinuierlich der Verfahrensschritt VS13 und VS14 wiedeholt. Bei Verfahrensschritt VS13 werden vom Fluidkreis¬ lauf nach der Verdichtung und vor der Verflüssigung ein erster Teilstrom des Fluids über eine erste Bypass-Leitung abgezweigt und dem Fluidkreislauf stromab des Verdampfers und vor der Verdichtung wieder zugeführt und vom Fluidkreislauf nach der teilweisen Verflüssigung und stromauf des Verdampfers über eine zweite Bypass-Leitung ein flüssiger zweiter Teilstrom abgezweigt und mit dem ersten Teilstrom vermischt. Zu¬ dem werden in Abhängigkeit des aktuellen Volumenstroms im Dampfzustand la, der aktuellen Temperatur im Verdichtungszu¬ stand 3c und dem aktuellen Volumenstrom im Dampfzustand lb die Volumenströme über die beiden Bypass-Leitungen und deren Verhältnis zueinander derart geregelt, dass das Fluid zu Be- ginn, während und am Ende der Verdichtung mindestens gesät¬ tigt dampfförmig bis überhitzt ist und die Maximaltemperatur am Ende der Verdichtung nicht überschritten wird und ein vom Betriebspunkt des Verdichters abhängiger Mindestvolumenstrom nicht unterschritten wird. Bei Verfahrensschritt VS14 wird überprüft, ob alle Bedingungen des Verfahrensschritt VS13 ak¬ tuell eingehalten werden können. Falls nicht, wird in Verfahrensschritt VS15 die Wärmepumpe aufgrund zu geringer Leistung der Wärmequelle abgeschaltet. Falls ja, wird Verfahrens¬ schritt VS13 wiederholt.

Claims

Patentansprüche
1. Wärmepumpe (12, 26) mit einem Fluidkreislauf (21, 28) mit mindestens einem Verdampfer (10) zur Übertragung von Wärme- energie einer Wärmequelle (4) auf das Fluid (2), einer strom¬ ab nachfolgenden Verdichter-Einheit (7) zur Verdichtung des Fluids, mindestens einem stromab nachfolgenden Verflüssiger (8) zur Abgabe von Wärmeenergie des Fluids an eine Wärmesenke (20) auf höherem Temperaturniveau als die Wärmequelle (4), und einer stromab nachfolgenden Expansionseinheit (9) zur Ex¬ pansion des Fluids, und einer ersten Bypass-Leitung (42) mit mindestens einem Bypass-Ventil (43) , so dass der Fluidkreis¬ lauf stromab der Verdichter-Einheit (7) und stromauf des Ver¬ flüssigers (8) fluidisch mit dem Fluidkreislauf stromab des Verdampfers (10) und stromauf der Verdichter-Einheit (7) ver¬ bindbar ist,
g e k e n n z e i c h n e t d u r c h
eine zweite Bypass-Leitung (45) mit Mitteln zur Dosierung der Durchflussmenge (46), wobei mittels der zweiten Bypass- Leitung eine Flüssigphase des Fluids in die erste Bypass- Leitung (42) und/oder stromab des Verdampfers und stromauf der Verdichter-Einheit (7) in den Fluidkreislauf einleitbar ist .
2. Wärmepumpe (12, 26) nach Anspruch 1,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , d a s s die Verdichter-Einheit (7) mindestens einen Verdichter (7a, 7b) umfasst, wobei der Verdichter (7a, 7b) ein Turboverdichter ist.
3. Wärmepumpe (12, 26) nach einem der Ansprüche 1 oder 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , d a s s die Expansionseinheit (9) mindestens zwei in Reihe geschalte¬ te Expansionsvorrichtungen (9a, 9b) umfasst, wobei ein Ab- scheider (30) zur Trennung einer Gas- und Flüssigphase zwischen den beiden Expansionsvorrichtungen (9a, 9b) zwischengeschaltet ist, wobei die zweite Bypass-Leitung (45) fluidisch mit einem für die Ansammlung der Flüssigphase ausgebildeten Bereich des Abscheiders (30) verbunden ist.
4. Wärmepumpe (12, 26) nach einem der Ansprüche 1 oder 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , d a s s die zweite Bypass-Leitung (45) fluidisch mit einem im Betrieb überfluteten Bereich (49) des Verdampfers verbunden ist.
5. Wärmepumpe (12, 26) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , d a s s die Wärmepumpe Mittel (34) zur Überhitzung des aus dem Ver¬ dampfer strömenden Fluids (2) mit einem Wärmetauscher (32) umfasst, welcher derart ausgebildet ist, dass er thermisch aus dem Verflüssiger (8) strömendes Fluid vor Eintritt in die Expansionseinheit (9) mit aus dem Verdampfer (10) strömenden Fluid vor Eintritt in die Verdichter-Einheit (7) verbindet, wobei die erste Bypass-Leitung (42) stromab des Wärmetau¬ schers (32) in den Fluidkreislauf (28) und die zweite Bypass- Leitung (45) in die erste Bypass-Leitung oder ebenfalls stromab des Wärmetauschers in den Fluidkreislauf einmündet.
6. Verfahren zum Betreiben einer Wärmepumpe, wobei ein Fluid kontinuierlich in einem Fluidkreislauf geführt wird und hier¬ bei Wärmeenergie von einer Wärmequelle auf das Fluid in einem Verdampfer übertragen wird, wobei das Fluid zumindest teil¬ weise verdampft (VS5) und das Fluid nachfolgend verdichtet wird (VS7, VS8), und nachfolgend zur Abgabe von Wärmeenergie an eine Wärmesenke auf einem höheren Temperaturniveau als die Wärmequelle mindestens teilweise verflüssigt wird (VS9) , und nachfolgend zur Abkühlung expandiert wird (VS10, VS12),und in einem Teillastbetrieb vom Fluidkreislauf nach der Verdichtung und vor der Verflüssigung ein erster Teilstrom des Fluids über eine erste Bypass-Leitung abgezweigt wird und dem Fluid¬ kreislauf stromab des Verdampfers und vor der Verdichtung wieder zugeführt wird,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , d a s s im Teillastbetrieb vom Fluidkreislauf nach der teilweisen Verflüssigung und stromauf des Verdampfers über eine zweite Bypass-Leitung ein flüssiger zweiter Teilstrom abgezweigt und mit dem ersten Teilstrom vor der Verdichtung vermischt wird.
7. Verfahren nach Anspruch 6
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , d a s s das Verhältnis des ersten und zweiten Teilstroms derart ein¬ gestellt und/oder gesteuert und/oder geregelt wird, dass das Fluid zu Beginn, während und am Ende der Verdichtung mindes¬ tens gesättigt dampfförmig bis überhitzt ist.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 oder 7
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , d a s s das Verhältnis des ersten und zweiten Teilstroms derart ein¬ gestellt und/oder gesteuert und/oder geregelt wird, dass eine material- oder gasabhängige Maximaltemperatur am Ende der Verdichtung nicht überschritten wird.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 8,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , d a s s der Volumenstrom des ersten und zweiten Teilstroms derart eingestellt und/oder gesteuert und/oder geregelt wird, dass ein vom Betriebspunkt des Verdichters abhängiger Mindestvolu- menstrom nicht unterschritten wird.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 oder 9,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , d a s s der flüssige Teilstrom in die erste Bypass-Leitung (42) geleitet wird und/oder in den Fluidkreislauf stromab des Ver¬ dampfers (10) und vor der Verdichtung.
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 10,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , d a s s dass die Wärmepumpe (12, 26) mit einem Hochtemperaturfluid betrieben wird, dessen Taulinie (18) im Wesentlichen eine po- sitive Steigung in einem Temperatur-über-Entropie-Diagramm
(23, 24) aufweist, und Wärmeenergie des Fluidkreislaufs nach der Verflüssigung und vor der Expansion auf das Fluid stromab des Verdampfers und vor der Verdichtung übertragen wird, so dass das Fluid bei Beginn, während und nach der Verdichtung überhitzt ist (VS6) , wobei im Teillastbetrieb der erste Teil¬ strom oder alternativ beide Teilströme nach der Übertragung der Wärmeenergie dem Fluidkreislauf zugeführt werden.
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 11,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , d a s s die Expansion in mindestens zwei Expansionsschritten erfolgt, wobei mindestens zwischen zwei Expansionsschritten eine Gas- Phase des Fluids von einer Flüssig-Phase des Fluids separiert wird (VS11), und der flüssige Teilstrom von der Flüssig-Phase abgezweigt wird.
13. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 11,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , d a s s der flüssige Teilstrom von einem überfluteten Bereich des Verdampfers abgezweigt wird.
EP18716943.8A 2017-03-31 2018-03-28 Verfahren zum betreiben einer wärmepumpe Active EP3583365B1 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102017205484.0A DE102017205484A1 (de) 2017-03-31 2017-03-31 Wärmepumpe und Verfahren zum Betreiben einer Wärmepumpe
PCT/EP2018/057956 WO2018178169A1 (de) 2017-03-31 2018-03-28 Wärmepumpe und verfahren zum betreiben einer wärmepumpe

Publications (2)

Publication Number Publication Date
EP3583365A1 true EP3583365A1 (de) 2019-12-25
EP3583365B1 EP3583365B1 (de) 2022-06-08

Family

ID=61952654

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP18716943.8A Active EP3583365B1 (de) 2017-03-31 2018-03-28 Verfahren zum betreiben einer wärmepumpe

Country Status (7)

Country Link
EP (1) EP3583365B1 (de)
JP (1) JP7074969B2 (de)
KR (1) KR102344187B1 (de)
CN (1) CN110520683B (de)
DE (1) DE102017205484A1 (de)
DK (1) DK3583365T3 (de)
WO (1) WO2018178169A1 (de)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102020130063A1 (de) 2020-11-13 2022-05-19 CTS Clima Temperatur Systeme GmbH Temperieranlage und Verfahren zum Betreiben einer Temperieranlage
DE102024102689B3 (de) * 2024-01-31 2025-06-05 Man Energy Solutions Se Verfahren und Steuergerät zum Betreiben einer Wärmepumpe unter Stabilisierung einer Netzfrequenz eines elektrischen Stromnetzes

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5022364Y2 (de) * 1971-06-15 1975-07-05
JP2684845B2 (ja) * 1990-11-30 1997-12-03 ダイキン工業株式会社 空気調和装置の運転制御装置
JPH0490857U (de) * 1990-12-03 1992-08-07
JP2005257237A (ja) * 2004-03-15 2005-09-22 Sanyo Electric Co Ltd 冷凍装置
JP4859480B2 (ja) 2006-02-21 2012-01-25 三菱重工業株式会社 ターボ冷凍機およびその制御装置ならびにターボ冷凍機の制御方法
JP5324749B2 (ja) * 2006-09-11 2013-10-23 ダイキン工業株式会社 冷凍装置
EP2147264B1 (de) * 2007-04-24 2019-01-16 Carrier Corporation Kältemitteldampfkompressionssystem
EP2417406B1 (de) * 2009-04-09 2019-03-06 Carrier Corporation Kühlungsdampf-kompressionssystem mit heissgasumleitung
US9810464B2 (en) * 2012-04-27 2017-11-07 Mitsubishi Electric Corporation Air-conditioning apparatus with low outside air temperature mode
DE102013210175A1 (de) * 2013-05-31 2014-12-18 Siemens Aktiengesellschaft Wärmepumpe zur Verwendung von umweltverträglichen Kältemitteln
US10317112B2 (en) * 2014-04-04 2019-06-11 Johnson Controls Technology Company Heat pump system with multiple operating modes
US9982919B2 (en) * 2015-09-16 2018-05-29 Heatcraft Refrigeration Products Llc Cooling system with low temperature load

Also Published As

Publication number Publication date
CN110520683A (zh) 2019-11-29
EP3583365B1 (de) 2022-06-08
JP2020512519A (ja) 2020-04-23
DE102017205484A1 (de) 2018-10-04
WO2018178169A1 (de) 2018-10-04
CN110520683B (zh) 2021-12-21
KR20190130158A (ko) 2019-11-21
DK3583365T3 (da) 2022-08-29
KR102344187B1 (ko) 2021-12-30
JP7074969B2 (ja) 2022-05-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0248296B1 (de) Verfahren zur Erhoehung des Leistungsfaktors von hybriden Kaeltemaschinen oder Waermepumpen
EP3730873B1 (de) Verfahren zum betreiben einer wäremepumpe mit einem dampfkompressionssystem
EP3583365A1 (de) Wärmepumpe und verfahren zum betreiben einer wärmepumpe
WO2009065233A1 (de) Anlage für die kälte-, heiz- oder klimatechnik, insbesondere kälteanlagen
EP3922931B1 (de) Kompressionskälteanlage und verfahren zum betrieb selbiger
DE102007010646B4 (de) Wärmepumpenvorrichtung
EP3922932A1 (de) Verfahren zum betreiben einer kompressionskälteanlage und kompressionskälteanlage
DE102012004801B4 (de) Anordnung für eine Wärmepumpe mit Schraubenverdichter
DE102013008079A1 (de) Anordnung für eine Kälte-Wärmekopplung
EP2812638A2 (de) Wärmepumpenvorrichtung
WO2011097748A2 (de) Wärmepumpe
DE3406588C2 (de)
WO2016066338A1 (de) Vorrichtung und verfahren zum betreiben eines thermodynamischen kreisprozesses
EP4490451B1 (de) Wärmepumpe
EP3577397A1 (de) Wärmepumpe und verfahren zum betreiben einer wärmepumpe
WO2019043009A1 (de) Wärmepumpe mit geschlossener zwischenkühlung und verfahren zum pumpen von wärme oder verfahren zum herstellen der wärmepumpe
EP4582754A1 (de) Wärmepumpe und verfahren zum betreiben einer wärmepumpe
EP4483108A1 (de) Wärmepumpe
EP4466504A1 (de) Wärmepumpe zur erzeugung von prozesswärme
EP4490455A1 (de) Wärmepumpe
EP4490450A1 (de) Wärmepumpe
WO2023194473A1 (de) Wärmepumpe
DE102004014591B4 (de) Verfahren zum Betrieb einer Verdichtungskältemaschine mit einem inneren Wärmetauscher sowie Verwendung einer Verdichtungskältemaschine zur Ausübung des Verfahrens
EP4705695A1 (de) Wärmepumpenanordnung und verfahren zum betreiben einer wärmepumpenanordnung

Legal Events

Date Code Title Description
STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: UNKNOWN

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: THE INTERNATIONAL PUBLICATION HAS BEEN MADE

PUAI Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: REQUEST FOR EXAMINATION WAS MADE

17P Request for examination filed

Effective date: 20190918

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AL AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LI LT LU LV MC MK MT NL NO PL PT RO RS SE SI SK SM TR

AX Request for extension of the european patent

Extension state: BA ME

DAV Request for validation of the european patent (deleted)
DAX Request for extension of the european patent (deleted)
RAP1 Party data changed (applicant data changed or rights of an application transferred)

Owner name: SIEMENS ENERGY GLOBAL GMBH & CO. KG

GRAP Despatch of communication of intention to grant a patent

Free format text: ORIGINAL CODE: EPIDOSNIGR1

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: GRANT OF PATENT IS INTENDED

INTG Intention to grant announced

Effective date: 20220127

GRAS Grant fee paid

Free format text: ORIGINAL CODE: EPIDOSNIGR3

GRAA (expected) grant

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009210

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: THE PATENT HAS BEEN GRANTED

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: B1

Designated state(s): AL AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LI LT LU LV MC MK MT NL NO PL PT RO RS SE SI SK SM TR

REG Reference to a national code

Ref country code: AT

Ref legal event code: REF

Ref document number: 1497190

Country of ref document: AT

Kind code of ref document: T

Effective date: 20220615

Ref country code: CH

Ref legal event code: EP

REG Reference to a national code

Ref country code: DE

Ref legal event code: R096

Ref document number: 502018009869

Country of ref document: DE

REG Reference to a national code

Ref country code: IE

Ref legal event code: FG4D

Free format text: LANGUAGE OF EP DOCUMENT: GERMAN

REG Reference to a national code

Ref country code: DK

Ref legal event code: T3

Effective date: 20220823

REG Reference to a national code

Ref country code: LT

Ref legal event code: MG9D

REG Reference to a national code

Ref country code: NL

Ref legal event code: MP

Effective date: 20220608

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: SE

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20220608

Ref country code: NO

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20220908

Ref country code: LT

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20220608

Ref country code: HR

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20220608

Ref country code: GR

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20220909

Ref country code: FI

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20220608

Ref country code: ES

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20220608

Ref country code: BG

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20220908

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: RS

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20220608

Ref country code: LV

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20220608

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: NL

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20220608

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: SM

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20220608

Ref country code: SK

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20220608

Ref country code: RO

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20220608

Ref country code: PT

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20221010

Ref country code: EE

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20220608

Ref country code: CZ

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20220608

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: PL

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20220608

Ref country code: IS

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20221008

REG Reference to a national code

Ref country code: DE

Ref legal event code: R097

Ref document number: 502018009869

Country of ref document: DE

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: AL

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20220608

PLBE No opposition filed within time limit

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009261

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: NO OPPOSITION FILED WITHIN TIME LIMIT

26N No opposition filed

Effective date: 20230310

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: SI

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20220608

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: MC

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20220608

GBPC Gb: european patent ceased through non-payment of renewal fee

Effective date: 20230328

REG Reference to a national code

Ref country code: BE

Ref legal event code: MM

Effective date: 20230331

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: LU

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20230328

REG Reference to a national code

Ref country code: IE

Ref legal event code: MM4A

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: GB

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20230328

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: IT

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20220608

Ref country code: IE

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20230328

Ref country code: GB

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20230328

Ref country code: FR

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20230331

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: BE

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20230331

REG Reference to a national code

Ref country code: AT

Ref legal event code: MM01

Ref document number: 1497190

Country of ref document: AT

Kind code of ref document: T

Effective date: 20230328

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: AT

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20230328

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: AT

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20230328

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: BG

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20220608

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: BG

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20220608

PGFP Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: CH

Payment date: 20250401

Year of fee payment: 8

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: CY

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT; INVALID AB INITIO

Effective date: 20180328

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: HU

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT; INVALID AB INITIO

Effective date: 20180328

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: TR

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20220608

REG Reference to a national code

Ref country code: CH

Ref legal event code: U11

Free format text: ST27 STATUS EVENT CODE: U-0-0-U10-U11 (AS PROVIDED BY THE NATIONAL OFFICE)

Effective date: 20260401

PGFP Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: DK

Payment date: 20260323

Year of fee payment: 9

Ref country code: DE

Payment date: 20260320

Year of fee payment: 9