EP4279836A1 - Method for degassing a heating circuit, computer program, regulating and control device and air-conditioning device - Google Patents

Method for degassing a heating circuit, computer program, regulating and control device and air-conditioning device Download PDF

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EP4279836A1
EP4279836A1 EP23172999.7A EP23172999A EP4279836A1 EP 4279836 A1 EP4279836 A1 EP 4279836A1 EP 23172999 A EP23172999 A EP 23172999A EP 4279836 A1 EP4279836 A1 EP 4279836A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
heating circuit
liquid flow
degassing
flow
signal
Prior art date
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Pending
Application number
EP23172999.7A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Arnold Wohlfeil
Rasmus Hinke-Hannig
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.)
Vaillant GmbH
Original Assignee
Vaillant GmbH
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Filing date
Publication date
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Publication of EP4279836A1 publication Critical patent/EP4279836A1/en
Pending legal-status Critical Current

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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24H—FLUID HEATERS, e.g. WATER OR AIR HEATERS, HAVING HEAT-GENERATING MEANS, e.g. HEAT PUMPS, IN GENERAL
    • F24H15/00—Control of fluid heaters
    • F24H15/20—Control of fluid heaters characterised by control inputs
    • F24H15/238—Flow rate
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24D—DOMESTIC- OR SPACE-HEATING SYSTEMS, e.g. CENTRAL HEATING SYSTEMS; DOMESTIC HOT-WATER SUPPLY SYSTEMS; ELEMENTS OR COMPONENTS THEREFOR
    • F24D19/00—Details
    • F24D19/10—Arrangement or mounting of control or safety devices
    • F24D19/1006—Arrangement or mounting of control or safety devices for water heating systems
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24H—FLUID HEATERS, e.g. WATER OR AIR HEATERS, HAVING HEAT-GENERATING MEANS, e.g. HEAT PUMPS, IN GENERAL
    • F24H15/00—Control of fluid heaters
    • F24H15/30—Control of fluid heaters characterised by control outputs; characterised by the components to be controlled
    • F24H15/335—Control of pumps, e.g. on-off control
    • F24H15/34—Control of the speed of pumps
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24H—FLUID HEATERS, e.g. WATER OR AIR HEATERS, HAVING HEAT-GENERATING MEANS, e.g. HEAT PUMPS, IN GENERAL
    • F24H15/00—Control of fluid heaters
    • F24H15/40—Control of fluid heaters characterised by the type of controllers
    • F24H15/414—Control of fluid heaters characterised by the type of controllers using electronic processing, e.g. computer-based

Definitions

  • the invention relates to a method for degassing a heating circuit, a computer program, a control and control device and an air conditioning device.
  • Heating circuits are set up to transport heat, for example from a heating device to a consumer such as a radiator or underfloor heating, and for this purpose they contain a heat transfer medium, often water.
  • a heating circuit can contain air that restricts heat transport, which may have entered the heating circuit during filling or through leaks in the heating system. Therefore, heating circuits must be vented regularly to ensure proper operation and, in particular, efficient heat transport. In addition to restricting heat transport, air in the heating circuit can also cause unpleasant noises when circulating the heating circuit.
  • a heating circuit can be degassed manually, for example by opening degassing valves on radiators.
  • a manual degassing process is very time-consuming.
  • Automated degassing valves are proposed for closed heating systems. It seems difficult to determine a time for automated degassing.
  • a heat pump system with a heat pump in which a consumer circuit is connected to a cooling circuit of the heat pump.
  • a sensor arranged in the consumer circuit to detect gaseous refrigerant can initiate a safety measure if a threshold value is exceeded.
  • the safety measure can, among other things, consist of a degassing process.
  • the EP 3 275 524 A1 describes a negative pressure degassing device for a liquid and a method for its operation, in particular for a cooling circuit of a fuel cell.
  • a degassing space is provided in which the liquid to be degassed is expanded by means of a vacuum generating device, so that dissolved gases emerge.
  • a gas content or a gas saturation state of the liquid can be monitored and/or determined using the proposed method.
  • the provision and introduction of the liquid into a degassing room combined with the creation of a negative pressure for the same is complex and unsuitable for a heating circuit in a building.
  • the EP 2 700 940 A1 shows a method and a device for measuring the gas content in a liquid, in which at least a portion of the liquid is conveyed into a measuring cell in which a negative pressure is set.
  • maintaining a measuring cell with a negative pressure is complex.
  • the object of the invention to propose a method for degassing a heating circuit, a computer program, a control and control device and an air conditioning device that at least partially overcome the described problems of the prior art.
  • a simple, safe and cost-effective method for degassing a heating circuit should be specified.
  • the method should be suitable for being carried out at least partially automatically.
  • Steps a), b) and c) can be carried out at least once in the specified order during a regular operational procedure. It is also possible to carry out steps a) and b) at least partially at the same time or in parallel. Advantageously, steps a), b) and c) can also be repeated at regular intervals or triggered by an event. The process is used for (automated) degassing of a heating circuit of an air conditioning unit.
  • degassing here refers to the extensive or practically complete removal of gaseous substances from a heating circuit, in particular the removal of air.
  • gaseous substances such as fuel gas or refrigerant (e.g. R290), which can enter the heating circuit from a connected refrigeration circuit due to a leak in a heat exchanger and are removed in the process.
  • the air conditioning device is a device for heating or cooling a building or rooms in it.
  • the air conditioning device can be a (gas-powered) heater, which can be set up to burn a fuel gas, such as natural gas or hydrogen, while supplying ambient air and to generate thermal energy, for example to heat a heat transfer medium in a heating circuit or to provide a hot water supply.
  • the air conditioning device can also be an air conditioning or heat pump system, having an outdoor part and an inner part, which can be connected via a refrigerant circuit.
  • the inner part can have a heat exchanger that can transfer heat from the cooling circuit to the heating circuit or vice versa.
  • a step a) at least one signal from at least one device for detecting gas in a liquid stream can be detected.
  • the device can in particular be set up to sense at least one of the following parameters (directly or indirectly) to record or determine. It is possible that the device is in direct contact with the liquid flow.
  • the facility may be intended or set up exclusively for this purpose.
  • step a) several signals from different devices for detecting gas in a liquid stream arranged at different positions in the heating circuit can be detected, whereby the result of the analysis in step b) can be improved.
  • the heating circuit in step c), can be degassed by varying the speed of a circulation pump of the heating circuit.
  • turbulent flows can be promoted or generated, with the resulting negative pressure areas promoting outgassing of substances (air, refrigerant) from the heat transfer medium.
  • Gas bubbles that arise can be collected in a corresponding area of the heating circuit and removed from the heating circuit by opening, in particular automatically, a valve in this area.
  • step c) can be carried out for a predetermined period of time, in which sufficient degassing of the heating circuit can generally be achieved.
  • At least one signal from at least one device for detecting gas in a liquid stream can be detected in step a), the device for detecting gas being arranged in an area of the heating circuit with high flow turbulence.
  • the device for detecting gas in an area with high Flow turbulence promotes outgassing (phase change from liquid phase to gaseous phase), thus enabling early detection of gaseous substances in the liquid flow.
  • a device that causes flow turbulence seen in the flow direction of the heating circuit, can be arranged directly in front of the device for detecting gas in a liquid stream.
  • a device that causes flow turbulence can be, for example, a heat exchanger, a circulation pump or a deflection (pipe bend or pipe angle).
  • steps a) and b) can be carried out in parallel and if the analysis of the signal in step a) indicates sufficient degassing, the implementation of step c) can be aborted.
  • the proportion of gaseous substances in the liquid stream can also be analyzed during a degassing process according to step c) and the degassing can be stopped if no or a sufficiently small amount of gas is indicated by the device for detecting gas.
  • the at least one signal of at least one device for detecting gas detected in step a) changes opposite to the direction expected for a gas, the presence of solids in the heating circuit can be concluded.
  • Electrical or magnetic permittivity can be particularly suitable for detecting metallic components (rust) in the heating circuit.
  • a method proposed here can be carried out continuously, at regular intervals, at intervals, or triggered by the occurrence of an event.
  • An event can, for example, be a filling/refilling of heat transfer medium, a mass flow that has fallen (below a threshold value), a frequent shutdown of the heater or heat generator due to high temperatures in the heating circuit or high pressures in a heat pump decreasing pressure in the heating circuit and/or noises or vibrations occurring in or on the heating circuit lines.
  • step c) degassing can be carried out in an environment free of ignition sources. It can also make sense to divert gases from the heating circuit to the outside.
  • Such configurations can be particularly advantageous in systems where there is a risk of leakage of a flammable refrigerant, for example R290 (propane).
  • a flammable refrigerant for example R290 (propane).
  • Such systems can in particular be heat pump systems or air conditioning systems.
  • a method proposed here can therefore be part of a safety concept for the use of flammable refrigerants indoors.
  • a computer program is also proposed which is set up to (at least partially) carry out a method presented here is.
  • this applies in particular to a computer program (product), comprising instructions which, when the program is executed by a computer, cause it to carry out a method proposed here.
  • a machine-readable storage medium on which the computer program is stored is also proposed.
  • the machine-readable storage medium is usually a computer-readable data carrier.
  • a regulation and control device for an air conditioning device is also proposed, set up to carry out a method proposed here.
  • the control and control device can, for example, have and/or have a processor.
  • the processor can, for example, execute the method stored in a memory (of the control device).
  • operating data and reference values for example comparison data for the analysis in step b
  • an air conditioning device having a regulating and control device proposed here.
  • the heater is in particular a gas heater, in particular a hydrogen-operated gas heater.
  • the gas heater can have a burner and a conveying device with which a mixture of combustion gas (hydrogen) and combustion air can be supplied to the burner.
  • an air conditioning device is also proposed with at least one line connection specified here.
  • the air conditioning device can in particular be an air conditioning system or a heat pump system.
  • a method for the sealing connection of two end regions of a refrigeration circuit, a line connection for a refrigeration circuit of an air conditioning device and an air conditioning device are specified, which at least partially solve the problems described with reference to the prior art.
  • the method, the line connection and the air conditioning device at least contribute to providing a stable and secure line connection for a refrigeration circuit of an air conditioning device, which can be produced easily and without additional components using a forming process.
  • Fig. 1 shows an example and schematic of the process of a method proposed here.
  • the method is used for (automated) degassing of a heating circuit 2 of an air conditioning unit 1.
  • the sequence of steps a), b) and c) shown in blocks 110, 120 and 130 can occur during a regular operating procedure.
  • Fig. 2 shows an example and schematic of an air conditioning device 1 proposed here, here designed as a gas-operated heater.
  • This can have a heat generator and heat exchanger 3, which can generate heat by burning a fuel gas such as natural gas or hydrogen and transfer it to the heating circuit 2.
  • the heating circuit 2 has a flow 8 via which water heated by the heat generator and heat exchanger 3 is supplied as a heat transfer medium to consumers, such as radiators or surface heating systems (underfloor heating, wall heating) and can then be returned via a return line 9.
  • a circulation pump 5 can be arranged in the heating circuit 2, which can circulate the water in the heating circuit in a flow direction 13.
  • a device for detecting gases 12 can be arranged downstream of the circulation pump 5 in the flow direction 13 and can detect gases (gas bubbles) in the liquid stream flowing through the heating circuit 2.
  • a degassing area 6 can be arranged downstream of the device for detecting gases 12 in the flow direction 13, in which gas bubbles contained in the heating circuit can collect. The gas collected in the degassing area 6 can escape through a valve 7 arranged in the geodetically highest point of the degassing area. It should be noted that due to the schematic representation of the Fig. 1 the geodetic position of the valve 7 in the Fig. 3 is not recognizable.
  • the air conditioning device 1 can include a control and control device 4, which can carry out a method proposed here.
  • the control and control device 4 can be used with the Heat generator and heat exchanger 3, with the circulation pump 5, with the device for detecting gases 12, the valve 7, a display device 10 and a network 11 can be electrically connected.
  • step a) at least one signal of at least one device for detecting gas 12 in a liquid stream can be detected.
  • the liquid flow can circulate in the heating circuit 2, driven by the circulation pump 5.
  • the device for detecting gas 12 can be arranged in an area of the heating circuit 2 with high flow turbulence, in the present case downstream of the circulation pump 5 in the flow direction 13.
  • low pressures occurring in certain areas due to turbulence can promote outgassing and thus the detection of gas in the liquid flow.
  • step b) the signal detected in step a) can be analyzed.
  • degassing of the heating circuit 2 can take place according to step c) if the analysis of the signal in step b) indicates the presence of gas in the heating circuit 2.
  • step c) degassing of the heating circuit 2 can take place according to step c) if the analysis of the signal in step b) indicates the presence of gas in the heating circuit 2.
  • turbulent flows can be generated in the heating circuit 2, which can promote outgassing of gases in the heating circuit 2.
  • These can collect in the degassing area 6, which can be arranged geodetically in an upper area of the corresponding line area of the heating circuit 2.
  • a valve 7 can be opened, through which the gas collected in the degassing area 6 can escape from the heating circuit 2.
  • Fig. 3 shows an example and schematic of a parameter progression that can occur when carrying out a method proposed here.
  • the diagram presented shows a signal 14 depending on the time t.
  • the signal 14 can fluctuate around an average value 15 due to measurement scatter.
  • the signal 15 can deviate significantly from the mean value 14 and thus indicate the presence of gaseous substances in the heating circuit 2.

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Abstract

Vorgeschlagen wird ein Verfahren zur Entgasung eines Heizkreises (2) eines Klimagerätes (1) umfassend zumindest die folgenden Schritte:
a) Erfassen mindestens eines Signals mindestens einer Einrichtung zur Detektion von Gas (12) in einem Flüssigkeitsstrom;
b) Analysieren des in Schritt a) erfassten Signals,
c) Entgasen des Heizkreises (2), wenn die Analyse des Signals in Schritt b) ein Vorhandensein von Gas im Heizkreis (2) anzeigt, wobei
das in Schritt a) erfasste Signal charakteristisch ist für zumindest einen der folgenden Parameter, die den Flüssigkeitsstrom im Heizkreis (2) kennzeichnen: einen Druckverlust im Flüssigkeitsstrom des Heizkreises, eine elektrische oder magnetische Permittivität des Flüssigkeitsstromes im Heizkreis (2), eine Dichte des Flüssigkeitsstromes im Heizkreis (2), eine Wärmleitfähigkeit des Flüssigkeitsstromes im Heizkreis (2), eine Viskosität des Flüssigkeitsstromes im Heizkreis (2), einen Durchfluss des Flüssigkeitsstromes im Heizkreis (2), einen Betriebszustand einer Umwälzpumpe des Heizkreises (2).

Figure imgaf001
What is proposed is a method for degassing a heating circuit (2) of an air conditioning device (1), comprising at least the following steps:
a) detecting at least one signal from at least one device for detecting gas (12) in a liquid stream;
b) analyzing the signal recorded in step a),
c) degassing the heating circuit (2), if the analysis of the signal in step b) indicates the presence of gas in the heating circuit (2), where
the signal detected in step a) is characteristic of at least one of the following parameters that characterize the liquid flow in the heating circuit (2): a pressure loss in the liquid flow of the heating circuit, an electrical or magnetic permittivity of the liquid flow in the heating circuit (2), a density of the liquid flow in the heating circuit (2), a thermal conductivity of the liquid flow in the heating circuit (2), a viscosity of the liquid flow in the heating circuit (2), a flow of the liquid flow in the heating circuit (2), an operating state of a circulation pump in the heating circuit (2).
Figure imgaf001

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Entgasung eines Heizkreises, ein Computerprogramm, ein Regel- und Steuergerät und ein Klimagerät.The invention relates to a method for degassing a heating circuit, a computer program, a control and control device and an air conditioning device.

Heizkreise sind eingerichtet zum Wärmetransport, beispielsweise von einem Heizgerät zu einem Verbraucher wie einem Heizkörper oder einer Fußbodenheizung, und enthalten hierfür ein Wärmträgermedium, häufig Wasser. Dabei kann ein Heizkreis den Wärmetransport einschränkende Luft enthalten, welche beim Befüllen in den Heizkreis oder auch durch Undichtigkeiten im Heizsystem eingedrungen sein kann. Daher müssen Heizkreise regelmäßig entlüftet werden, um einen einwandfreien Betrieb und insbesondere einen effizienten Wärmetransport zu gewährleisten. Neben einer Einschränkung des Wärmetransportes kann Luft im Heizkreis zudem beim Umwälzen des Heizkreises unangenehme Geräusche verursachen.Heating circuits are set up to transport heat, for example from a heating device to a consumer such as a radiator or underfloor heating, and for this purpose they contain a heat transfer medium, often water. A heating circuit can contain air that restricts heat transport, which may have entered the heating circuit during filling or through leaks in the heating system. Therefore, heating circuits must be vented regularly to ensure proper operation and, in particular, efficient heat transport. In addition to restricting heat transport, air in the heating circuit can also cause unpleasant noises when circulating the heating circuit.

Ein Entgasen eines Heizkreises kann manuell erfolgen, beispielsweise durch Öffnen von Entgasungsventilen von Heizkörpern. Leider ist ein manueller Entgasungsvorgang sehr zeitintensiv. Daher bestehen Bestrebungen, einen Entgasungsvorgang zumindest teilweise zu automatisieren. Hierfür werden in der DE 198387U als auch in der DE 10 2004 003697 B3 automatisierte Entgasungsventile für geschlossene Heizungsanlagen vorgeschlagen. Schwierig erscheint, einen Zeitpunkt für eine automatisierte Entgasung festzustellen.A heating circuit can be degassed manually, for example by opening degassing valves on radiators. Unfortunately, a manual degassing process is very time-consuming. There are therefore efforts to at least partially automate a degassing process. For this purpose in the DE 198387U as well as in the DE 10 2004 003697 B3 Automated degassing valves are proposed for closed heating systems. It seems difficult to determine a time for automated degassing.

In der DE 20 2022 100 810 U1 wird eine Wärmepumpenanlage mit einer Wärmepumpe vorgestellt, bei der an einem Kältekreis der Wärmepumpe ein Verbraucherkreis angeschlossen ist. Ein im Verbraucherkreis angeordneter Sensor zur Erfassung von gasförmigen Kältemittel kann bei Überschreiten eines Schwellwertes eine Sicherheitsmaßnahme einleiten. Die Sicherheitsmaßnahme kann unter anderem in einem Entgasungsprozess bestehen.In the DE 20 2022 100 810 U1 A heat pump system with a heat pump is presented, in which a consumer circuit is connected to a cooling circuit of the heat pump. A sensor arranged in the consumer circuit to detect gaseous refrigerant can initiate a safety measure if a threshold value is exceeded. The safety measure can, among other things, consist of a degassing process.

Die EP 3 275 524 A1 beschreibt eine Unterdruck-Entgasungsvorrichtung für eine Flüssigkeit sowie ein Verfahren zu deren Betrieb, insbesondere für einen Kühlkreislauf einer Brennstoffzelle. Hierfür ist ein Entgasungsraum vorgesehen, in dem mittels einer Unterdruckerzeugungseinrichtung die zu entgasende Flüssigkeit entspannt wird, so dass gelöste Gase austreten. Zusätzlich kann mittels des vorgeschlagenen Verfahrens ein Gasgehalt oder ein Gassättigungszustand der Flüssigkeit überwacht und/ oder ermittelt werden. Allerdings ist das Vorhalten und Einleiten der Flüssigkeit in einen Entgasungsraum verbunden mit dem Erzeugen eines Unterdruckes für denselben aufwendig und für einen Heizkreis eines Gebäudes ungeeignet.The EP 3 275 524 A1 describes a negative pressure degassing device for a liquid and a method for its operation, in particular for a cooling circuit of a fuel cell. For this purpose, a degassing space is provided in which the liquid to be degassed is expanded by means of a vacuum generating device, so that dissolved gases emerge. In addition, a gas content or a gas saturation state of the liquid can be monitored and/or determined using the proposed method. However, the provision and introduction of the liquid into a degassing room combined with the creation of a negative pressure for the same is complex and unsuitable for a heating circuit in a building.

Auch die EP 2 700 940 A1 zeigt ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Messung des Gasgehalts in einer Flüssigkeit, bei der zumindest eine Teilmenge der Flüssigkeit in eine Messzelle befördert wird, in der ein Unterdruck eingestellt ist. Auch hier ist das Vorhalten eine Messzelle mit einem Unterdruck aufwendig.Also the EP 2 700 940 A1 shows a method and a device for measuring the gas content in a liquid, in which at least a portion of the liquid is conveyed into a measuring cell in which a negative pressure is set. Here too, maintaining a measuring cell with a negative pressure is complex.

Hiervon ausgehend ist es Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zur Entgasung eines Heizkreises, ein Computerprogramm, ein Regel- und Steuergerät und ein Klimagerät vorzuschlagen, die die geschilderten Probleme des Standes der Technik zumindest teilweise überwinden. Insbesondere soll ein einfaches, sowie sicher und kostengünstig, durchführbares Verfahren zur Entgasung eines Heizkreises angegeben werden. Zudem soll das Verfahren dazu geeignet sein, zumindest teilweise automatisiert durchgeführt zu werden.Based on this, it is the object of the invention to propose a method for degassing a heating circuit, a computer program, a control and control device and an air conditioning device that at least partially overcome the described problems of the prior art. In particular, a simple, safe and cost-effective method for degassing a heating circuit should be specified. In addition, the method should be suitable for being carried out at least partially automatically.

Diese Aufgaben werden gelöst durch die Merkmale der unabhängigen Patentansprüche. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der hier vorgeschlagenen Lösung sind in den unabhängigen Patentansprüchen angegeben. Es wird darauf hingewiesen, dass die in den abhängigen Patentansprüchen aufgeführten Merkmale in beliebiger, technologisch sinnvoller, Weise miteinander kombiniert werden können und weitere Ausgestaltungen der Erfindung definieren. Darüber hinaus werden die in den Patentansprüchen angegebenen Merkmale in der Beschreibung näher präzisiert und erläutert, wobei weitere bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung dargestellt werden.These tasks are solved by the features of the independent patent claims. Further advantageous embodiments of the solution proposed here are specified in the independent patent claims. It should be noted that the features listed in the dependent patent claims can be combined with one another in any technologically sensible manner and define further embodiments of the invention. In addition, the features specified in the patent claims are specified and explained in more detail in the description, with further preferred embodiments of the invention being presented.

Hierzu trägt ein Verfahren zur Entgasung eines Heizkreises eines Klimagerätes bei, umfassend zumindest die folgenden Schritte:

  1. a) Erfassen mindestens eines Signals mindestens einer Einrichtung zur Detektion von Gas in einem Flüssigkeitsstrom des Heizkreises,
  2. b) Analysieren des in Schritt a) erfassten Signals,
  3. c) Entgasen des Heizkreises, wenn die Analyse des Signals in Schritt b) ein Vorhandensein von Gas im Heizkreis anzeigt, wobei das in Schritt a) erfasste Signal charakteristisch ist für zumindest einen der folgenden Parameter, die den Flüssigkeitsstrom im Heizkreis (2) kennzeichnen:
    • einen Druckverlust im Flüssigkeitsstrom des Heizkreises,
    • eine elektrische oder magnetische Permittivität des Flüssigkeitsstromes im Heizkreis (2),
    • eine Dichte des Flüssigkeitsstromes im Heizkreis (2),
    • eine Wärmleitfähigkeit des Flüssigkeitsstromes im Heizkreis (2),
    • eine Viskosität des Flüssigkeitsstromes im Heizkreis (2),
    • eine erfasste Strömungsgeschwindigkeit des Flüssigkeitsstromes im Heizkreis (2),
    • ein Massestrom im Heizkreis (2),
    • eine Absorption von Licht des Flüssigkeitsstromes im Heizkreis (2),
    • einen Betriebszustand einer Umwälzpumpe des Heizkreises (2).
A method for degassing a heating circuit of an air conditioning unit, comprising at least the following steps, contributes to this:
  1. a) detecting at least one signal from at least one device for detecting gas in a liquid flow of the heating circuit,
  2. b) analyzing the signal recorded in step a),
  3. c) Degassing of the heating circuit if the analysis of the signal in step b) indicates the presence of gas in the heating circuit, the signal detected in step a) being characteristic of at least one of the following parameters that characterize the liquid flow in the heating circuit (2):
    • a pressure loss in the liquid flow of the heating circuit,
    • an electrical or magnetic permittivity of the liquid flow in the heating circuit (2),
    • a density of the liquid flow in the heating circuit (2),
    • a thermal conductivity of the liquid flow in the heating circuit (2),
    • a viscosity of the liquid flow in the heating circuit (2),
    • a recorded flow velocity of the liquid flow in the heating circuit (2),
    • a mass flow in the heating circuit (2),
    • an absorption of light from the liquid flow in the heating circuit (2),
    • an operating state of a circulation pump of the heating circuit (2).

Die Schritte a), b) und c) können bei einem regulären Betriebsablauf mindestens einmal in der angegebenen Reihenfolge durchgeführt werden. Dabei ist es auch möglich, die Schritte a) und b) zumindest teilweise zeitgleich oder parallel auszuführen. Vorteilhaft können die Schritte a), b) und c) auch in regelmäßigen Abständen oder durch ein Ereignis ausgelöst wiederholt werden. Das Verfahren dient einer (automatisierten) Entgasung eines Heizkreises eines Klimagerätes.Steps a), b) and c) can be carried out at least once in the specified order during a regular operational procedure. It is also possible to carry out steps a) and b) at least partially at the same time or in parallel. Advantageously, steps a), b) and c) can also be repeated at regular intervals or triggered by an event. The process is used for (automated) degassing of a heating circuit of an air conditioning unit.

Der Begriff "Entgasen" bezieht sich hier auf ein weitgehendes oder praktisch vollständiges Entfernen von gasförmigen Stoffen aus einem Heizkreis, insbesondere dem Entfernen von Luft. Es können auch andere gasförmigen Stoffe wie Brenngas oder Kältemittel (beispielsweise R290) vorhanden sein, die durch eine Leckage eines Wärmetauschers aus einem verbundenen Kältekreis in den Heizkreis gelangen können und hierbei entfernt werden.The term “degassing” here refers to the extensive or practically complete removal of gaseous substances from a heating circuit, in particular the removal of air. There may also be other gaseous substances such as fuel gas or refrigerant (e.g. R290), which can enter the heating circuit from a connected refrigeration circuit due to a leak in a heat exchanger and are removed in the process.

Bei dem Klimagerät handelt es sich um eine Einrichtung zum Heizen oder Kühlen eines Gebäudes oder von Räumen desselben. Beispielsweise kann das Klimagerät ein (gasbetriebenes) Heizgerät sein, das dazu eingerichtete sein kann, ein Brenngas, wie Erdgas oder Wasserstoff, unter Zufuhr von Umgebungsluft zu verbrennen und Wärmeenergie, beispielsweis zur Erwärmung eines Wärmeträgers eines Heizkreises oder auch zur Bereitstellung einer Warmwasserversorgung zu erzeugen. Das Klimagerät kann auch eine Klimaanlage oder Wärmepumpenanlage sein, aufweisend einen Außenteil und einen Innenteil, die über einen Kältemittelkreis verbunden sein können. Der Innenteil kann einen Wärmetauscher aufweisen, der Wärme vom Kältekreis auf den Heizkreis übertragen kann oder umgekehrt.The air conditioning device is a device for heating or cooling a building or rooms in it. For example, the air conditioning device can be a (gas-powered) heater, which can be set up to burn a fuel gas, such as natural gas or hydrogen, while supplying ambient air and to generate thermal energy, for example to heat a heat transfer medium in a heating circuit or to provide a hot water supply. The air conditioning device can also be an air conditioning or heat pump system, having an outdoor part and an inner part, which can be connected via a refrigerant circuit. The inner part can have a heat exchanger that can transfer heat from the cooling circuit to the heating circuit or vice versa.

Gemäß einem Schritt a) kann ein Erfassen mindestens eines Signals mindestens einer Einrichtung zur Detektion von Gas in einem Flüssigkeitsstrom erfolgen. Die Einrichtung kann insbesondere eingerichtet sein, zumindest einen der nachfolgenden Parameter sensorisch (direkt oder mittelbar) zu erfassen bzw. zu bestimmen. Es ist möglich, dass die Einrichtung unmittelbar in Kontakt mit dem Flüssigkeitsstrom ist. Die Einrichtung kann ausschließlich für diesen Zweck vorgesehen oder eingerichtet sein.According to a step a), at least one signal from at least one device for detecting gas in a liquid stream can be detected. The device can in particular be set up to sense at least one of the following parameters (directly or indirectly) to record or determine. It is possible that the device is in direct contact with the liquid flow. The facility may be intended or set up exclusively for this purpose.

Das in Schritt a) erfasste Signal ist dabei charakteristisch für zumindest einen der folgenden Parameter, die den Flüssigkeitsstrom im Heizkreis kennzeichnen, sein:

  • Ein Druckverlust in Abhängigkeit des Volumenstromes im Heizkreis: Zum Erfassen des Druckverlustes kann als geeignete Sensorik beispielsweise mindestens ein Durchflusssensor und/oder mindestens ein Drucksensor im Heizkreis herangezogen werden. Auf ein Vorhandensein von gasförmigen Stoffen im Heizkreis kann beispielsweise geschlossen werden, wenn bei gleichbleibendem Druck ein geringerer Durchfluss oder bei gleichbleibendem Druck ein geringerer Druck erfasst wird.
  • Eine elektrische und/oder magnetische Permittivität des Flüssigkeitsstromes im Heizkreis. Die deutlich abweichende elektrische oder magnetische Permittivität von Flüssigkeit (insbesondere Heizungswasser) bzw. vorhandener Gasblasen (insbesondere enthaltene Luft) im Flüssigkeitsstrom des Heizkreises erlauben ein Feststellen von Gasanteilen im Flüssigkeitsstrom. Einen Rückschluss auf die elektrische Permittivität erlaubt beispielsweise ein Erfassen der Kapazität des Flüssigkeitsstromes. Dies kann beispielsweise mit einer Anordnung ähnlich einer kapazitiven Füllstandsmessung erfolgen, bei der der Flüssigkeitsstrom zwischen zwei Platten eines Kondensators geleitet und vorhandene gasförmige Stoffe durch eine Kapazitätsänderung des Kondensators festgestellt wird. Ein Rückschluss auf eine magnetische Permittivität ermöglicht beispielsweise ein Erfassen von Daten einer Wirbelstromprüfung.
  • Eine Dichte des Flüssigkeitsstromes im Heizkreis: Anhand einer ermittelten Dichte des Flüssigkeitsstromes im Heizkreis kann gleichfalls aufgrund der deutlich geringeren Dichte eines Gases gegenüber der Dichte von Flüssigkeit im Heizkreist ein Gasanteil im Flüssigkeitsstrom des Heizkreises festgestellt werden. Hierzu kann beispielsweise ein Coriolis-Massestromsensor oder einem Schwingrohr eingesetzt werden. Einen Anteil von gasförmigen Stoffen im Flüssigkeitsstrom kann mit einem kurzzeitigen Absinken der ermittelten Dichte einhergehen.
  • Eine Wärmleitfähigkeit des Flüssigkeitsstromes im Heizkreis: Basis für eine Feststellung von Gasanteilen im Flüssigkeitsstrom des Heizkreises können hier die deutlich abweichende (spezifischen) Wärmeleitfähigkeiten von Flüssigkeit (insbesondere Heizungswasser) und auftretender Gasblasen (Luft) sein. Die Wärmeleitfähigkeit eines Flüssigkeitsstromes kann zum Beispiel mittels eines Heizdrahtes ermittelt werden. Ein Auftreten von gasförmigen Anteilen im Flüssigkeitsstrom und damit einhergehendem schlagartigen Rückgang der Heizleistung oder eines Ansteuersignals (beispielweise einem Pulsweitenmodulierten (PWM)-Signals einer Temperaturregelung des Heizdrahtes
  • Eine Viskosität des Flüssigkeitsstromes im Heizkreis: Die Viskosität des Flüssigkeitsstromes kann beispielsweise mit einem Rotationsviskosimeter ermittelt werden und würde bei einem Anteil von gasförmigen Stoffen im Flüssigkeitsstrom (schlagartig) kurzzeitig absinken.
  • Eine Strömungsgeschwindigkeit im Heizkreis: Diese kann beispielsweise mit einem magnetisch-induktiven Durchflussmesser oder einem Schwebekörperdurchflussmesser erfasst werden. Eine Änderung der erfassten Strömungsgeschwindigkeit kann auf ein Vorhandensein von gasförmigen Stoffen im Heizkreis hinweisen. Bei einem magnetisch-induktiven Durchflussmesser kann eine gemessene Strömungsgeschwindigkeit im Heizkreis beim Auftreten von gasförmigen Stoffen ansteigen.
  • Ein Massestrom im Heizkreis: Dieser kann beispielsweise mit einem Coriolismassestromsensor ermittelt werden. Charakteristisch für das Auftreten von Gasanteilen im Flüssigkeitsstrom kann ein Absinken des erfassten Massestromes sein.
  • Eine Wärmekapazität des Flüssigkeitsstromes im Heizkreis: Dies kann beispielsweise mittels eines Kalorimeters verwirklicht werden. Hierzu kann beispielsweise zyklisch ein definiertes Volumen des Heizkreises abgesperrt und (elektrisch) erwärmt werden. Eine Verkürzung der Aufheizzeit auf eine definierte Temperatur oder ein geringerer Temperaturgradient während der Erwärmung kann hierbei auf das Vorhandensein von gasförmigen Stoffen hinweisen.
  • Einen Betriebszustand einer Umwälzpumpe des Heizkreises: Der Betriebszustand kann dabei anhand von Betriebsparametern der Umwälzpumpe des Heizkreises erfasst werden, wobei insbesondere eine Druckverlustkennlinie, eine Drehmoment-/Drehzahl Kennlinie oder eine Spannungs-/Stromaufnahme der Umwälzpumpe des Heizkreises geeignete Mittel sein können.
The signal detected in step a) is characteristic of at least one of the following parameters that characterize the liquid flow in the heating circuit:
  • A pressure loss depending on the volume flow in the heating circuit: To detect the pressure loss, for example, at least one flow sensor and/or at least one pressure sensor in the heating circuit can be used as suitable sensors. The presence of gaseous substances in the heating circuit can be concluded, for example, if a lower flow is detected at a constant pressure or a lower pressure is detected at a constant pressure.
  • An electrical and/or magnetic permittivity of the liquid flow in the heating circuit. The significantly different electrical or magnetic permittivity of liquid (particularly heating water) or gas bubbles present (particularly contained air) in the liquid flow of the heating circuit allow gas components in the liquid flow to be determined. For example, it is possible to draw conclusions about the electrical permittivity by detecting the capacity of the liquid flow. This can be done, for example, with an arrangement similar to a capacitive level measurement, in which the liquid flow is directed between two plates of a capacitor and any gaseous substances present are detected by a change in the capacitance of the capacitor. A conclusion about magnetic permittivity makes it possible, for example, to record data from an eddy current test.
  • A density of the liquid flow in the heating circuit: Based on a determined density of the liquid flow in the heating circuit, a proportion of gas in the liquid flow of the heating circuit can also be determined due to the significantly lower density of a gas compared to the density of liquid in the heating circuit. For this purpose, for example, a Coriolis mass flow sensor or an oscillating tube can be used. A proportion of gaseous Substances in the liquid flow can be accompanied by a brief drop in the determined density.
  • Thermal conductivity of the liquid flow in the heating circuit: The basis for determining gas proportions in the liquid flow of the heating circuit can be the significantly different (specific) thermal conductivities of liquid (especially heating water) and gas bubbles (air) that occur. The thermal conductivity of a liquid stream can be determined, for example, using a heating wire. An appearance of gaseous components in the liquid flow and the associated sudden drop in heating power or a control signal (for example a pulse width modulated (PWM) signal from a temperature control of the heating wire
  • A viscosity of the liquid flow in the heating circuit: The viscosity of the liquid flow can be determined, for example, with a rotational viscometer and would drop (suddenly) for a short time if there was a proportion of gaseous substances in the liquid flow.
  • A flow velocity in the heating circuit: This can be recorded, for example, with a magnetic-inductive flow meter or a variable area flow meter. A change in the recorded flow velocity can indicate the presence of gaseous substances in the heating circuit. With a magnetic-inductive flow meter, a measured flow velocity in the heating circuit can increase when gaseous substances occur.
  • A mass flow in the heating circuit: This can be determined, for example, with a Coriolis mass flow sensor. A decrease in the measured mass flow can be characteristic of the appearance of gas components in the liquid flow.
  • A heat capacity of the liquid flow in the heating circuit: This can be achieved, for example, using a calorimeter. For this purpose, for example, a defined volume of the heating circuit can be shut off and (electrically) heated cyclically. A shortening of the heating time to a defined temperature or a lower temperature gradient during heating can indicate the presence of gaseous substances.
  • An operating state of a circulation pump of the heating circuit: The operating state can be detected based on operating parameters of the circulation pump of the heating circuit, whereby in particular a pressure loss characteristic, a torque/speed characteristic or a voltage/current consumption of the circulation pump of the heating circuit can be suitable means.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung können in Schritt a) mehrere Signale verschiedener, an verschiedenen Positionen im Heizkreis angeordneter Einrichtungen zur Detektion von Gas in einem Flüssigkeitsstrom erfasst werden, wodurch das Ergebnis der Analyse in Schritt b) verbessert werden kann.According to an advantageous embodiment, in step a) several signals from different devices for detecting gas in a liquid stream arranged at different positions in the heating circuit can be detected, whereby the result of the analysis in step b) can be improved.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung kann in Schritt c) ein Entgasen des Heizkreises durch eine Variation der Drehzahl einer Umwälzpumpe des Heizkreises erfolgen. Durch die Variation der Drehzahl der Umwälzpumpe können turbulente Strömungen begünstigt bzw. erzeugt werden, wobei dabei entstehende Unterdruckbereiche ein Ausgasen von Stoffen (Luft, Kältemittel) aus dem Wärmeträger begünstigen. Entstehende Gasblasen können in einem entsprechenden Bereich des Heizkreises gesammelt werden und durch ein, insbesondere automatisiertes, Öffnen eines Ventils in diesem Bereich aus dem Heizkreis entfernt werden.According to an advantageous embodiment, in step c), the heating circuit can be degassed by varying the speed of a circulation pump of the heating circuit. By varying the speed of the circulation pump, turbulent flows can be promoted or generated, with the resulting negative pressure areas promoting outgassing of substances (air, refrigerant) from the heat transfer medium. Gas bubbles that arise can be collected in a corresponding area of the heating circuit and removed from the heating circuit by opening, in particular automatically, a valve in this area.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung kann Schritt c) für einen vorbestimmten Zeitraum durchgeführt werden, in dem in der Regel eine ausreichende Entgasung des Heizkreises erreicht werden kann.According to an advantageous embodiment, step c) can be carried out for a predetermined period of time, in which sufficient degassing of the heating circuit can generally be achieved.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung kann in Schritt a) mindestsens ein Signal mindestens einer Einrichtung zur Detektion von Gas in einem Flüssigkeitsstrom erfasst werden, wobei die Einrichtung zur Detektion von Gas in einem Bereich des Heizkreises mit hohen Strömungsturbulenzen angeordnet ist. In vorteilhafter Weise kann in einem Bereich mit hohen Strömungsturbulenzen ein Ausgasen (Phasenwechsel von flüssiger Phase in die gasförmige Phase) gefördert werden und so ein frühzeitiges Erkennen von gasförmigen Stoffen im Flüssigkeitsstrom ermöglicht werden. Beispielsweise kann hierzu eine Einrichtung die Strömungsturbulenzen verursacht, in Strömungsrichtung des Heizkreises gesehen, unmittelbar vor der Einrichtung zur Detektion von Gas in einem Flüssigkeitsstrom angeordnet sein. Eine Einrichtung die Strömungsturbulenzen verursacht kann beispielsweise ein Wärmetauscher, eine Umwälzpumpe oder eine Umlenkung (Rohrbogen oder Rohrwinkel) sein.According to an advantageous embodiment, at least one signal from at least one device for detecting gas in a liquid stream can be detected in step a), the device for detecting gas being arranged in an area of the heating circuit with high flow turbulence. Advantageously, in an area with high Flow turbulence promotes outgassing (phase change from liquid phase to gaseous phase), thus enabling early detection of gaseous substances in the liquid flow. For example, a device that causes flow turbulence, seen in the flow direction of the heating circuit, can be arranged directly in front of the device for detecting gas in a liquid stream. A device that causes flow turbulence can be, for example, a heat exchanger, a circulation pump or a deflection (pipe bend or pipe angle).

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung können während der Durchführung des Schrittes c) die Schritte a) und b) parallel durchgeführt werden und wenn die Analyse des Signals in Schritt a) auf eine ausreichende Entgasung hinweist, die Durchführung von Schritt c) abgebrochen werden. Mit anderen Worten kann auch während eines Entgasungsvorganges nach Schritt c) der Anteil von gasförmigen Stoffen im Flüssigkeitsstrom analysiert werden und die Entgasung abgebrochen werden, wenn keine oder eine ausreichend geringe Menge Gas durch die Einrichtung zur Detektion von Gas angezeigt wird.According to an advantageous embodiment, while step c) is being carried out, steps a) and b) can be carried out in parallel and if the analysis of the signal in step a) indicates sufficient degassing, the implementation of step c) can be aborted. In other words, the proportion of gaseous substances in the liquid stream can also be analyzed during a degassing process according to step c) and the degassing can be stopped if no or a sufficiently small amount of gas is indicated by the device for detecting gas.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung kann bei einer Veränderung des in Schritt a) erfassten mindestens einen Signals mindestens einer Einrichtung zur Detektion von Gas entgegen der für ein Gas zu erwartenden Richtung auf ein Vorhandensein von Feststoffen im Heizkreis geschlossen werden. Insbesondere geeignet zur Feststellung von metallischen Bestandteilen (Rost) im Heizkreis kann eine elektrische oder magnetische Permittivität sein.According to an advantageous embodiment, if the at least one signal of at least one device for detecting gas detected in step a) changes opposite to the direction expected for a gas, the presence of solids in the heating circuit can be concluded. Electrical or magnetic permittivity can be particularly suitable for detecting metallic components (rust) in the heating circuit.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung kann eine Durchführung eines hier vorgeschlagenen Verfahrens kontinuierlich, regelmäßig zeitlich beabstandet, in Intervallen durchgeführt, oder durch Auftreten eines Ereignisses ausgelöst werden. Ein Ereignis kann beispielsweise ein Befüllen/ Nachfüllen von Wärmträger, ein (unter einen Schwellwert) abgesunkener Massestrom eine gehäufte Abschaltung des Heizgerätes bzw. Wärmeerzeugers aufgrund hoher Temperaturen im Heizkreis bzw. hoher Drücke bei einer Wärmepumpe, ein sinkender Druck im heizkreis und/ oder auftretende Geräusche oder Schwingungen in oder an Leitungen des Heizkreises sein.According to an advantageous embodiment, a method proposed here can be carried out continuously, at regular intervals, at intervals, or triggered by the occurrence of an event. An event can, for example, be a filling/refilling of heat transfer medium, a mass flow that has fallen (below a threshold value), a frequent shutdown of the heater or heat generator due to high temperatures in the heating circuit or high pressures in a heat pump decreasing pressure in the heating circuit and/or noises or vibrations occurring in or on the heating circuit lines.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung kann in einem Schritt d) eine Information über:

  • das in Schritt a) erfasste Signal,
  • das Ergebnis der Analyse aus Schritt b), und/ oder
  • ein Beginnen oder Beenden eines Entgasungsvorganges aus Schritt c) und/ oder
  • ein Erkennen von Feststoffen im Heizkreis
über eine Anzeigeeinrichtung angezeigt, über ein Netzwerk zum Abruf bereitgestellt und/ oder als Nachricht versandt werden. Das Netzwerk kann dabei insbesondere das Internet sein. In vorteilhafter Weise kann so ein Nutzer, Anlagenbetreiber und/ oder ein betreuender Fachbetrieb informiert werden und gegebenenfalls kann selbstständig ein Wartungstermin geplant und durchgeführt werden.According to an advantageous embodiment, in step d) information about:
  • the signal recorded in step a),
  • the result of the analysis from step b), and/or
  • starting or ending a degassing process from step c) and/or
  • detecting solids in the heating circuit
displayed via a display device, made available for retrieval via a network and/or sent as a message. The network can in particular be the Internet. Advantageously, a user, system operator and/or a supervising specialist company can be informed and, if necessary, a maintenance appointment can be planned and carried out independently.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung kann eine Durchführung des Schrittes c), die Entgasung, in einer zündquellenfreien Umgebung erfolgen. Gleichfalls sinnvoll kann eine Ableitung von Gasen aus dem Heizkreis nach außen sein. Derartige Ausgestaltungen können besonders vorteilhaft bei Anlagen sein, bei denen das Risiko eines Austretens eines brennbaren Kältemittels, beispielsweise R290 (Propan), besteht. Derartige Anlagen können insbesondere Wärmepumpenanlagen oder Klimaanlagen sein. Somit kann ein hier vorgeschlagenes Verfahren Teil eines Sicherheitskonzeptes für die Verwendung brennbarer Kältemittel in Innenräumen sein.According to an advantageous embodiment, step c), degassing, can be carried out in an environment free of ignition sources. It can also make sense to divert gases from the heating circuit to the outside. Such configurations can be particularly advantageous in systems where there is a risk of leakage of a flammable refrigerant, for example R290 (propane). Such systems can in particular be heat pump systems or air conditioning systems. A method proposed here can therefore be part of a safety concept for the use of flammable refrigerants indoors.

Nach einem weiteren Aspekt wird auch ein Computerprogramm vorgeschlagen, welches zur (zumindest teilweisen) Durchführung eines hier vorgestellten Verfahrens eingerichtet ist. Dies betrifft mit anderen Worten insbesondere ein Computerprogramm (-produkt), umfassend Befehle, die bei der Ausführung des Programms durch einen Computer, diesen veranlassen, ein hier vorgeschlagenes Verfahren auszuführen.According to a further aspect, a computer program is also proposed which is set up to (at least partially) carry out a method presented here is. In other words, this applies in particular to a computer program (product), comprising instructions which, when the program is executed by a computer, cause it to carry out a method proposed here.

Nach einem weiteren Aspekt wird auch ein maschinenlesbares Speichermedium vorgeschlagen, auf dem das Computerprogramm gespeichert ist.According to a further aspect, a machine-readable storage medium on which the computer program is stored is also proposed.

Regelmäßig handelt es sich bei dem maschinenlesbaren Speichermedium um einen computerlesbaren Datenträger.The machine-readable storage medium is usually a computer-readable data carrier.

Nach einem weiteren Aspekt wird auch ein Regel- und Steuergerät für ein Klimagerät vorgeschlagen, eingerichtet zur Durchführung eines hier vorgeschlagenen Verfahrens. Das Regel- und Steuergerät kann hierzu beispielsweise einen Prozessor aufweisen, und/ oder über diesen verfügen. In diesem Zusammenhang kann der Prozessor beispielsweise das auf einem Speicher (des Regel- und Steuergeräts) hinterlegte Verfahren ausführen. In vorteilhafter Weise können auf dem Speicher des Regel- und Steuergeräts auch Betriebsdaten und Referenzwerte, beispielsweise Vergleichsdaten für die Analyse in Schritt b), zur Durchführung eines hier vorgestellten Verfahrens hinterlegt werden oder sein.According to a further aspect, a regulation and control device for an air conditioning device is also proposed, set up to carry out a method proposed here. For this purpose, the control and control device can, for example, have and/or have a processor. In this context, the processor can, for example, execute the method stored in a memory (of the control device). Advantageously, operating data and reference values, for example comparison data for the analysis in step b), can also be stored in the memory of the control device in order to carry out a method presented here.

Nach einem weiteren Aspekt wird auch ein Klimagerät vorgeschlagen, aufweisend ein hier vorgeschlagenes Regel- und Steuergerät. Bei dem Heizgerät handelt sich insbesondere um ein Gasheizgerät insbesondere um ein wasserstoffbetriebenes Gasheizgerät. Das Gasheizgerät kann einen Brenner und eine Fördereinrichtung aufweisen, mit der ein Gemisch aus Verbrennungsgas (Wasserstoff) und Verbrennungsluft dem Brenner zugeführt werden kann.According to a further aspect, an air conditioning device is also proposed, having a regulating and control device proposed here. The heater is in particular a gas heater, in particular a hydrogen-operated gas heater. The gas heater can have a burner and a conveying device with which a mixture of combustion gas (hydrogen) and combustion air can be supplied to the burner.

Nach einem weiteren Aspekt wird auch ein Klimagerät vorgeschlagen mit mindestens einer hier angegebenen Leitungsverbindung. Bei dem Klimagerät kann es sich insbesondere um eine Klimaanlage oder eine Wärmepumpenanlage handeln.According to a further aspect, an air conditioning device is also proposed with at least one line connection specified here. The air conditioning device can in particular be an air conditioning system or a heat pump system.

Die im Zusammenhang mit dem Verfahren erörterten Details, Merkmale und vorteilhaften Ausgestaltungen können entsprechend auch bei der hier vorgestellten Leitungsverbindung und dem Klimagerät auftreten und umgekehrt. Insoweit wird auf die dortigen Ausführungen zur näheren Charakterisierung der Merkmale vollumfänglich Bezug genommen.The details, features and advantageous configurations discussed in connection with the method can also occur in the line connection and the air conditioning device presented here and vice versa. In this respect, full reference is made to the statements there regarding the more detailed characterization of the features.

Hier werden somit ein Verfahren zur dichtenden Verbindung zweier Endbereiche eines Kältekreises, eine Leitungsverbindung für einen Kältekreis eines Klimagerätes und ein Klimagerät angegeben, welche die mit Bezug auf den Stand der Technik geschilderten Probleme zumindest teilweise lösen. Insbesondere tragen das Verfahren, die Leitungsverbindung sowie das Klimagerät zumindest dazu bei, eine standfeste und sichere Leitungsverbindung für einen Kältekreis eines Klimagerätes anzugeben, die einfach und ohne zusätzliche Bauelemente mittels Umformverfahren herstellbar ist.Here, a method for the sealing connection of two end regions of a refrigeration circuit, a line connection for a refrigeration circuit of an air conditioning device and an air conditioning device are specified, which at least partially solve the problems described with reference to the prior art. In particular, the method, the line connection and the air conditioning device at least contribute to providing a stable and secure line connection for a refrigeration circuit of an air conditioning device, which can be produced easily and without additional components using a forming process.

Die Erfindung sowie das technische Umfeld werden nachfolgend anhand der beiliegenden Figuren näher erläutert. Es ist darauf hinzuweisen, dass die Erfindung durch die angeführten Ausführungsbeispiele nicht beschränkt werden soll. Insbesondere ist es, soweit nicht explizit anders dargestellt, auch möglich, Teilaspekte der in den Figuren erläuterten Sachverhalte zu extrahieren und mit anderen Bestandteilen und Erkenntnissen aus der vorliegenden Beschreibung zu kombinieren. Insbesondere ist darauf hinzuweisen, dass die Figuren und insbesondere die dargestellten Größenverhältnisse nur schematisch sind. Es zeigen:

Fig. 1:
einen Ablauf eines hier vorgestellten Verfahrens,
Fig. 2:
ein hier vorgeschlagenes Klimagerät, und
Fig. 3:
ein Parameterverlauf, der sich bei Durchführung eines hier vorgeschlagenen Verfahrens einstellen kann.
The invention and the technical environment are explained in more detail below using the accompanying figures. It should be noted that the invention is not intended to be limited by the exemplary embodiments given. In particular, unless explicitly stated otherwise, it is also possible to extract partial aspects of the facts explained in the figures and combine them with other components and findings from the present description. In particular, it should be noted that the figures and in particular the proportions shown are only schematic. Show it:
Fig. 1:
a sequence of a procedure presented here,
Fig. 2:
an air conditioning device proposed here, and
Fig. 3:
a parameter progression that can occur when carrying out a method proposed here.

Fig. 1 zeigt beispielhaft und schematisch einen Ablauf eines hier vorgeschlagenen Verfahrens. Das Verfahren dient einem (automatisierten) Entgasen eines Heizkreises 2 eines Klimagerätes 1. Die mit den Blöcken 110,120 und 130 dargestellte Reihenfolge der Schritte a), b) und c) kann sich bei einem regulären Betriebsablauf einstellen. Fig. 1 shows an example and schematic of the process of a method proposed here. The method is used for (automated) degassing of a heating circuit 2 of an air conditioning unit 1. The sequence of steps a), b) and c) shown in blocks 110, 120 and 130 can occur during a regular operating procedure.

Fig. 2 zeigt beispielhaft und schematisch ein hier vorgeschlagenes Klimagerät 1, hier ausgeführt als ein gasbetriebenes Heizgerät. Dieses kann einen Wärmeerzeuger und Wärmetauscher 3 aufweisen, der durch die Verbrennung eines Brenngases wie Erdgas oder Wasserstoff Wärme erzeugen und auf den Heizkreis 2 übertragen kann. Der Heizkreis 2 hat einen Vorlauf 8 über den vom Wärmeerzeuger und Wärmtauscher 3 erwärmtes Wasser als Wärmeträger Verbrauchern, wie Heizkörpern oder Flächenheizungen (Fußbodenheizung, Wandheizung) zugeführt und anschließend über einen Rücklauf 9 rückgeführt werden kann. Fig. 2 shows an example and schematic of an air conditioning device 1 proposed here, here designed as a gas-operated heater. This can have a heat generator and heat exchanger 3, which can generate heat by burning a fuel gas such as natural gas or hydrogen and transfer it to the heating circuit 2. The heating circuit 2 has a flow 8 via which water heated by the heat generator and heat exchanger 3 is supplied as a heat transfer medium to consumers, such as radiators or surface heating systems (underfloor heating, wall heating) and can then be returned via a return line 9.

Im Heizkreis 2 kann eine Umwälzpumpe 5 angeordnet sein, die das Wasser im Heizkreis in einer Strömungsrichtung 13 zirkulieren lassen kann. In Strömungsrichtung 13 der Umwälzpumpe 5 nachgeordnet kann eine Einrichtung zur Detektion von Gasen 12 angeordnet sein, die Gase (Gasblasen) im, den Heizkreis 2 durchströmenden Flüssigkeitsstrom, detektieren kann. In Strömungsrichtung 13 der Einrichtung zur Detektion von Gasen 12 nachgeordnet kann ein Entgasungsbereich 6 angeordnet sein, in dem sich im Heizkreis enthaltene Gasblasen sammeln können. Durch ein im geodätisch weitestgehend höchsten Punkt des Entgasungsbereiches angeordnetes Ventil 7 kann das im Entgasungsbereich 6 gesammelte Gas entweichen. Es wird darauf hingewiesen, dass aufgrund der schematischen Darstellung der Fig. 1 die geodätische Position des Ventils 7 in der Fig. 3 nicht erkennbar ist.A circulation pump 5 can be arranged in the heating circuit 2, which can circulate the water in the heating circuit in a flow direction 13. A device for detecting gases 12 can be arranged downstream of the circulation pump 5 in the flow direction 13 and can detect gases (gas bubbles) in the liquid stream flowing through the heating circuit 2. A degassing area 6 can be arranged downstream of the device for detecting gases 12 in the flow direction 13, in which gas bubbles contained in the heating circuit can collect. The gas collected in the degassing area 6 can escape through a valve 7 arranged in the geodetically highest point of the degassing area. It should be noted that due to the schematic representation of the Fig. 1 the geodetic position of the valve 7 in the Fig. 3 is not recognizable.

Das Klimagerät 1 kann ein Regel- und Steuergerät 4 umfassen, das ein hier vorgeschlagenes Verfahren ausführen kann. Hierzu kann das Regel- und Steuergerät 4 mit dem Wärmeerzeuger und Wärmetauscher 3, mit der Umwälzpumpe 5, mit der Einrichtung zur Detektion von Gasen 12, dem Ventil 7, einer Anzeigeeinrichtung 10 und einem Netzwerk 11 elektrisch verbunden sein.The air conditioning device 1 can include a control and control device 4, which can carry out a method proposed here. For this purpose, the control and control device 4 can be used with the Heat generator and heat exchanger 3, with the circulation pump 5, with the device for detecting gases 12, the valve 7, a display device 10 and a network 11 can be electrically connected.

In Block 110 kann gemäß Schritt a) ein Erfassen mindestens eines Signals mindestens einer Einrichtung zur Detektion von Gas 12 in einem Flüssigkeitsstrom erfolgen. Der Flüssigkeitsstrom kann dabei im Heizkreis 2 von der Umwälzpumpe 5 angetrieben, zirkulieren. Die Einrichtung zur Detektion von Gas 12 kann in einem Bereich des Heizkreises 2 mit hohen Strömungsturbulenzen angeordnet sein, vorliegend in Strömungsrichtung 13 der Umwälzpumpe 5 nachgeordnet. Vorteilhaft kann durch turbulenzbedingt bereichsweise auftretende Unterdücke ein Ausgasen und damit die Detektion von Gas im Flüssigkeitsstrom begünstigt werden.In block 110, according to step a), at least one signal of at least one device for detecting gas 12 in a liquid stream can be detected. The liquid flow can circulate in the heating circuit 2, driven by the circulation pump 5. The device for detecting gas 12 can be arranged in an area of the heating circuit 2 with high flow turbulence, in the present case downstream of the circulation pump 5 in the flow direction 13. Advantageously, low pressures occurring in certain areas due to turbulence can promote outgassing and thus the detection of gas in the liquid flow.

In Block 120 kann gemäß Schritt b) ein Analysieren des in Schritt a) erfassten Signals erfolgen.In block 120, according to step b), the signal detected in step a) can be analyzed.

In Block 130 kann gemäß Schritt c) ein Entgasen des Heizkreises 2 stattfinden, wenn die Analyse des Signals in Schritt b) auf das Vorhandensein von Gas im Heizkreis 2 hinweist. Hierzu können durch eine Variation der Drehzahl der Umwälzpumpe 5 turbulente Strömungen im Heizkreis 2 erzeugt werden, die ein Ausgasen von Gasen im Heizkreis 2 begünstigen können. Diese können sich im Entgasungsbereich 6 sammeln, der hierzu geodätisch in einem oberen Bereich des entsprechenden Leitungsbereiches des Heizkreises 2 angeordnet sein kann. Zudem kann ein Ventil 7 geöffnet werden, durch das, das im Entgasungsbereich 6 gesammelte Gas aus dem Heizkreis 2 austreten kann.In block 130, degassing of the heating circuit 2 can take place according to step c) if the analysis of the signal in step b) indicates the presence of gas in the heating circuit 2. For this purpose, by varying the speed of the circulation pump 5, turbulent flows can be generated in the heating circuit 2, which can promote outgassing of gases in the heating circuit 2. These can collect in the degassing area 6, which can be arranged geodetically in an upper area of the corresponding line area of the heating circuit 2. In addition, a valve 7 can be opened, through which the gas collected in the degassing area 6 can escape from the heating circuit 2.

Fig. 3 zeigt beispielhaft und schematisch einen Parameterverlauf, der sich bei Durchführung eines hier vorgeschlagenen Verfahrens einstellen kann. Das dargestellte Diagramm zeigt ein Signal 14 in Abhängigkeit der Zeit t. Das Signal 14 kann dabei aufgrund einer Messstreuung um einen Mittelwert 15 schwanken. In einem Zeitraum des Auftretens einer oder mehrerer Gasblasen 16 kann das Signal 15 deutlich vom Mittelwert 14 abweichen und somit das Vorhandsein von gasförmigen Stoffen im Heizkreis 2 anzeigen. Fig. 3 shows an example and schematic of a parameter progression that can occur when carrying out a method proposed here. The diagram presented shows a signal 14 depending on the time t. The signal 14 can fluctuate around an average value 15 due to measurement scatter. During a period in which one or more gas bubbles 16 occur, the signal 15 can deviate significantly from the mean value 14 and thus indicate the presence of gaseous substances in the heating circuit 2.

BezugszeichenlisteReference symbol list

11
KlimagerätAir conditioning unit
22
Heizkreisheating circuit
33
Wärmeerzeuger und WärmetauscherHeat generators and heat exchangers
44
Regel- uns SteuergerätControl and control device
55
Umwälzpumpecirculation pump
66
EntgasungsbereichDegassing area
77
VentilValve
88th
Vorlaufleader
99
RücklaufRewind
1010
AnzeigeeinrichtungDisplay device
1111
Netzwerknetwork
1212
Einrichtung zur Detektion von GasenDevice for detecting gases
1313
StrömungsrichtungDirection of flow
1414
Signalsignal
1515
MittelwertAverage
1616
Zeitraum Auftreten GasblasePeriod of occurrence of gas bubble

Claims (12)

Verfahren zur Entgasung eines Heizkreises (2) eines Klimagerätes (1), umfassend zumindest die folgenden Schritte: a) Erfassen mindestens eines Signals mindestens einer Einrichtung zur Detektion von Gas (12) in einem Flüssigkeitsstrom des Heizkreises (2); b) Analysieren des in Schritt a) erfassten Signals, c) Entgasen des Heizkreises (2), wenn die Analyse des Signals in Schritt b) ein Vorhandensein von Gas im Heizkreis (2) anzeigt, wobei das in Schritt a) erfasste Signal charakteristisch ist für zumindest einen der folgenden Parameter, die den Flüssigkeitsstrom im Heizkreis (2) kennzeichnen: - einen Druckverlust im Flüssigkeitsstrom des Heizkreises, - eine elektrische oder magnetische Permittivität des Flüssigkeitsstromes im Heizkreis (2), - eine Dichte des Flüssigkeitsstromes im Heizkreis (2), - eine Wärmleitfähigkeit des Flüssigkeitsstromes im Heizkreis (2), - eine Viskosität des Flüssigkeitsstromes im Heizkreis (2), - eine erfasste Strömungsgeschwindigkeit des Flüssigkeitsstromes im Heizkreis (2), - ein Massestrom im Heizkreis (2), - eine Absorption von Licht des Flüssigkeitsstromes im Heizkreis (2), - einen Betriebszustand einer Umwälzpumpe des Heizkreises (2). Method for degassing a heating circuit (2) of an air conditioning device (1), comprising at least the following steps: a) detecting at least one signal from at least one device for detecting gas (12) in a liquid flow of the heating circuit (2); b) analyzing the signal recorded in step a), c) degassing the heating circuit (2), if the analysis of the signal in step b) indicates a presence of gas in the heating circuit (2), the signal detected in step a) being characteristic of at least one of the following parameters, which determine the liquid flow in Mark heating circuit (2): - a pressure loss in the liquid flow of the heating circuit, - an electrical or magnetic permittivity of the liquid flow in the heating circuit (2), - a density of the liquid flow in the heating circuit (2), - a thermal conductivity of the liquid flow in the heating circuit (2), - a viscosity of the liquid flow in the heating circuit (2), - a recorded flow velocity of the liquid flow in the heating circuit (2), - a mass flow in the heating circuit (2), - an absorption of light from the liquid flow in the heating circuit (2), - an operating state of a circulation pump of the heating circuit (2). Verfahren nach Anspruch 1, wobei in Schritt c) ein Entgasen des Heizkreises (2) durch eine Variation der Drehzahl einer Umwälzpumpe (5) des Heizkreises (2) erfolgt.Method according to claim 1, wherein in step c) the heating circuit (2) is degassed by varying the speed of a circulation pump (5) of the heating circuit (2). Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei in Schritt a) mindestsens ein Signal mindestens einer Einrichtung zur Detektion von Gas (12) in einem Flüssigkeitsstrom erfasst wird, wobei die Einrichtung zur Detektion von Gas (12) im Heizkreis (2) in Strömungsrichtung (13) einer Strömungsturbulenzen verursachenden Einrichtung nachgeordnet ist.Method according to one of the preceding claims, wherein in step a) at least one signal from at least one device for detecting gas (12) in a liquid stream is detected, the device for detecting gas (12) in the heating circuit (2) in the flow direction (13 ) is downstream of a device that causes flow turbulence. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei während der Durchführung des Schrittes c) die Schritte a) und b) parallel durchgeführt werden und wenn die Analyse des Signals in Schritt a) auf eine ausreichende Entgasung hinweist, die Durchführung von Schritt c) abgebrochen wird.Method according to one of the preceding claims, wherein during the implementation of step c), steps a) and b) are carried out in parallel and if the analysis of the signal in step a) indicates sufficient degassing, the implementation of step c) is aborted. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei bei einer Veränderung des in Schritt a) erfassten mindestens einen Signals mindestens einer Einrichtung zur Detektion von Gas (12) entgegen der für ein Gas zu erwartenden Richtung auf ein Vorhandensein von Feststoffen im Heizkreis (2) geschlossen wird.Method according to one of the preceding claims, wherein if the at least one signal of at least one device for detecting gas (12) detected in step a) changes against the direction expected for a gas, the presence of solids in the heating circuit (2) is concluded . Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei eine Durchführung kontinuierlich, regelmäßig zeitlich beabstandet oder durch Auftreten eines Ereignisses ausgelöst wird.Method according to one of the preceding claims, wherein an implementation is carried out continuously, at regular intervals or is triggered by the occurrence of an event. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei in einem Schritt d) eine Information über: - das in Schritt a) erfasste Signal, - das Ergebnis der Analyse aus Schritt b), und/ oder - ein Beginnen oder Beenden eines Entgasungsvorganges aus Schritt c). über ein Netzwerk (11) zum Abruf bereitgestellt und/ oder als Nachricht versandt wird.Method according to one of the preceding claims, wherein in step d) information about: - the signal recorded in step a), - the result of the analysis from step b), and/or - starting or ending a degassing process from step c). is made available for retrieval via a network (11) and/or sent as a message. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die bei der Durchführung des Schrittes c) die Entgasung in einer zündquellenfreien Umgebung oder mit einer Ableitung nach Außen erfolgt.Method according to one of the preceding claims, wherein when carrying out step c) the degassing takes place in an environment free of ignition sources or with a discharge to the outside. Regel- und Steuergerät (4) eingerichtet zur Durchführung eines Verfahrens nach einem der der Ansprüche 1 bis 8.Regulating and control device (4) set up to carry out a method according to one of claims 1 to 8. Klimagerät (1), aufweisend ein Regel- und Steuergerät (4) nach Anspruch 10 sowie Mittel zur Durchführung eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 8.Air conditioning device (1), comprising a control and control device (4) according to claim 10 and means for carrying out a method according to one of claims 1 to 8. Klimagerät (1) nach Anspruch 10, wobei eine Einrichtung zur Detektion von Gas (12) in einem Flüssigkeitsstrom im Heizkreis (2) in Strömungsrichtung (13) einer Einrichtung, die die Ausbildung einer turbulenten Strömung bewirkt, nachgeordnet ist.Air conditioning device (1) according to claim 10, wherein a device for detecting gas (12) in a liquid flow in the heating circuit (2) in the flow direction (13) is arranged downstream of a device which causes the formation of a turbulent flow. Computerprogramm, umfassend Befehle, die einen Klimagerät (1) nach Anspruch 10 oder 11 dazu veranlassen, ein Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8 durchzuführen.Computer program comprising commands which cause an air conditioning device (1) according to claim 10 or 11 to carry out a method according to one of claims 1 to 8.
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