EP4305357A1 - Method, computer program product and system for monitoring a heat pump - Google Patents

Method, computer program product and system for monitoring a heat pump

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Publication number
EP4305357A1
EP4305357A1 EP22708930.7A EP22708930A EP4305357A1 EP 4305357 A1 EP4305357 A1 EP 4305357A1 EP 22708930 A EP22708930 A EP 22708930A EP 4305357 A1 EP4305357 A1 EP 4305357A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
heat pump
operating
reference data
interval
pause
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.)
Pending
Application number
EP22708930.7A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Marie Michel
Bernd Wenzel
Bernd Hafner
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.)
Viessmann Climate Solutions SE
Original Assignee
Viessmann Climate Solutions SE
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 Viessmann Climate Solutions SE filed Critical Viessmann Climate Solutions SE
Publication of EP4305357A1 publication Critical patent/EP4305357A1/en
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F11/00—Control or safety arrangements
    • F24F11/30—Control or safety arrangements for purposes related to the operation of the system, e.g. for safety or monitoring
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F11/00—Control or safety arrangements
    • F24F11/30—Control or safety arrangements for purposes related to the operation of the system, e.g. for safety or monitoring
    • F24F11/32—Responding to malfunctions or emergencies
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F11/00—Control or safety arrangements
    • F24F11/30—Control or safety arrangements for purposes related to the operation of the system, e.g. for safety or monitoring
    • F24F11/32—Responding to malfunctions or emergencies
    • F24F11/38—Failure diagnosis
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F11/00—Control or safety arrangements
    • F24F11/62—Control or safety arrangements characterised by the type of control or by internal processing, e.g. using fuzzy logic, adaptive control or estimation of values
    • F24F11/63—Electronic processing
    • F24F11/64—Electronic processing using pre-stored data

Definitions

  • a heat pump is a machine that uses technical work to absorb thermal energy from a reservoir at a lower temperature and - together with the drive energy - transfers it as useful heat to a system to be heated at a higher temperature. This process is used for both heat generation and cold generation. In the cooling process, the useful energy is the heat absorbed from the room to be cooled, which, together with the drive energy, is dissipated to the environment as waste heat.
  • a refrigeration circuit of a heat pump can include an evaporator, a compressor, a condenser and/or an expansion valve.
  • the evaporator can be set up to change a state of aggregation of a fluid in the refrigeration circuit from liquid to gaseous by supplying thermal energy from a heat source or from a cooling circuit/primary circuit.
  • the compressor can be configured to compress the gaseous fluid such that the pressure and a temperature of the gaseous fluid are increased.
  • the condenser can be set up to change the physical state of the fluid from gaseous to liquid by releasing thermal energy to a secondary circuit, in particular to a heating circuit or a heat sink.
  • the expansion valve can be set up to cause the liquid fluid to expand so that the pressure of the liquid fluid drops. As a result, thermal energy can be supplied from a heat source or a cooling circuit to a heating circuit/secondary circuit or a heat sink.
  • the heat medium circulating system includes a heater for heating a liquid heat medium, a pump configured to circulate the heat medium through a circulation circuit passing through an indoor heat port and the heater; a controller electrically connected to the heater and the pump, the controller configured to perform an indoor heating operation for supplying the heat medium heated by the heater to the indoor heat connector and a defrosting operation to remove frost adhered to the air heat exchanger , to let melt; and means for detecting a supply temperature representing a temperature of the heating medium supplied to the indoor heating connector from the heating means.
  • the heating device includes an air heat exchanger configured to exchange heat between a coolant and air; and a compressor configured to compress the refrigerant.
  • the controller disables the compressor when the supply temperature exceeds a first disable temperature in the indoor heating operation after a predetermined period of time has elapsed from a switch timing from the defrosting operation to the internal heating operation, and does not disable the compressor when the supply temperature exceeds the first disable temperature in the internal heating operation exceeds a post-defrost period, which is a period until the predetermined period of time has elapsed from the switching time.
  • One aspect of the invention relates to a method for monitoring a heat pump.
  • the method can include the steps of providing reference data; detecting a running time of the heat pump; comparing the running time of the heat pump with the reference data; and determining a monitoring result as a function of the result of the comparison of the running time of the heat pump with the reference data.
  • the provision of reference data can include querying data from a reference heat pump, from cloud storage, from a storage unit, etc.
  • an error message can be issued.
  • a control intervention in a control method of the heat pump can be carried out depending on the monitoring result. Carrying out the control-technical intervention can be suggested in particular in the error message and only carried out after confirmation by a user or operator of the heat pump.
  • a control intervention means that a control method of the heat pump is changed or adapted, for example by changing one or more control parameters.
  • parameters of a heating curve can be adjusted.
  • Further examples of a control intervention include increasing or decreasing a volume flow in a heating circuit of the heat pump.
  • an output of the heat pump can be changed depending on the monitoring result.
  • the technical control intervention can be carried out by changing one or more setpoints, for example a volume flow in the heating circuit and/or a temperature (e.g. flow temperature) and/or an output (e.g. heating output of the heat pump).
  • the recording of a running time of the heat pump can include recording different modes of the heat pump as a function of time.
  • a mode are power operation, standby operation, heat pump off, heat production mode, refrigeration mode, operation at a specified power, operation in a specified power interval, on Demand-response operation, normal operation, heating operation, operation for heating water, etc.
  • the detection of a running time can include the detection of electrical energy consumption.
  • the reference data can include running times of a reference operation, in particular from a simulation and/or from a reference heat pump. This has the advantage that the heat pump can be monitored particularly easily with regard to efficiency, since data collection and an evaluation of the data with regard to efficiency take place in a particularly simple and expedient manner.
  • the provision of reference data can include providing a minimum length of an operating interval
  • recording the runtime of the heat pump can include recording the duration of an operating interval of the heat pump as the length of the operating interval
  • comparing the runtime of the heat pump with the reference data can include comparing the Minimum operating interval length with the operating interval length.
  • An operating interval of the heat pump can be a period of time in which the heat pump is operated with the aim of heating and/or cooling. This has the advantage that short operating intervals, which are particularly inefficient, can be detected in a simple manner. Furthermore, faults in the operation of a heating system with a heat pump can be detected in a particularly simple manner, so that the faults can be corrected and the wear and tear on the heat pump can be reduced.
  • the provision of reference data can include providing a minimum length of an operating pause
  • detecting the runtime of the heat pump can include detecting a duration of an operating pause of the heat pump as the pause interval length
  • comparing the runtime of the heat pump with the reference data can include comparing the minimum length of the pause in operation with the length of the pause interval.
  • An operating pause is an operating state of the heat pump in which the heat pump is operated neither with the aim of generating heat nor with the aim of generating cold. Examples of corresponding operating states can be a standby mode and/or a switched-off heat pump.
  • short pause intervals in the operation of the heat pump can be determined and, based on the determined short pause intervals, a fault in the operation of the heat pump can be detected. Since switching from a pause in operation the heat pump is particularly inefficient in a load operation of the heat pump, operating pauses of short duration are recorded accordingly.
  • the provision of reference data can include the provision of an upper and/or a lower limit value of a ratio between the length of the operating interval and the length of the pause interval.
  • the method can include the step of determining a ratio between the length of the operating interval and the length of the pause interval as a runtime ratio, the comparison of the runtime of the heat pump with the reference data including a comparison of the runtime ratio with the upper and/or lower limit value.
  • the reference data can be provided depending on one or more, in particular all, from the group: a heat pump device type, in particular air-to-water heat pump, brine-to-water heat pump, water-to-water heat pump, etc.; a control method of the heat pump, in particular a power control of the heat pump or a constant power of the heat pump; a performance class to which the heat pump is assigned; an operating mode of the heat pump, in particular demand-response operation, normal operation, hot water preparation, heating operation, cooling operation, etc.; a climate zone in which the heat pump is installed; an age of the heat pump; an outside temperature; a humidity level; a time, especially a season, a time of day, a Weekday; a wind force.
  • the reference data can be adapted in particular to influences that affect the operation of the heat pump and/or its running time, and the number of errors that are incorrectly detected or errors that are incorrectly not detected can be reduced.
  • the reference data can be provided as a function of a plurality of operating data from heat pumps and/or as a function of a simulation, in particular a number of simulations, of a heat pump system.
  • a simulation in particular a number of simulations, of a heat pump system.
  • the reference data for the heat pump system can be comprehensively adapted to the heat pump by means of a simulation.
  • the simulation(s) can be used to generate reference data for heat pump systems for which no practical data is available.
  • the recording of a running time of the heat pump can include recording the duration of a plurality of operating intervals.
  • the method can include the step of determining an operating interval length as a function of the duration of the plurality of operating intervals. This can improve the informative value of the comparison, since short-term fluctuations in operation can be filtered out in the majority of operating intervals, so that the actual efficiency of the heat pump is falsified as little as possible by these fluctuations.
  • the detection of a running time of the heat pump can include the detection of the duration of a plurality of operating pauses.
  • the method can include the step of determining a pause interval length as a function of the duration of the plurality of operational pauses.
  • the detection of a running time of the heat pump can include detecting the duration of a plurality of operating intervals as a plurality of operating interval lengths, comparing the running time of the heat pump with the reference data, comparing the minimum length of the operating interval with the plurality of operating interval lengths, and that A monitoring result is determined as a function of the results of the comparisons of the minimum length of the operating interval with the plurality of operating interval lengths. This can ensure that a duration of an operating interval of the heat pump, which can indicate a safety risk of the heat pump, for example, is used to determine the monitoring result.
  • detecting a runtime of the heat pump can include detecting the duration of a plurality of operating pauses as a plurality of pause interval lengths, wherein comparing the runtime of the heat pump with the reference data includes comparing the minimum length of the operating pause with the plurality of pause interval lengths, and a monitoring result is determined as a function of the results of the comparisons of the minimum length of the operating pause with the plurality of pause interval lengths. It can thereby be ensured that a duration of an operating break of the heat pump, which can indicate a safety risk of the heat pump, for example, is used to determine the monitoring result.
  • the detection of a running time of the heat pump can include a detection of a plurality of operating data, each of which includes a duration of an operating interval of the heat pump as an operating interval length and a duration of an operating pause of the heat pump as a pause interval length.
  • the method can include the step of determining a ratio between the length of the operating interval and the length of the pause interval as a runtime ratio for each of the plurality of operating data, the comparison of the runtime of the heat pump with the reference data including a comparison of the runtime ratios with the upper and/or lower limit value.
  • An operating interval advantageously follows a pause interval in terms of time, or the pause interval follows the operating interval in terms of time, the duration/length of which is used to determine a corresponding running time ratio.
  • a ratio between the length of the operating interval and the length of the pause interval of the heat pump, which can indicate a safety risk of the heat pump, for example, is used to determine the monitoring result.
  • a particularly further developed embodiment can additionally include the steps of determining stochastic operating data from the plurality of operating interval lengths, from the plurality of pause interval lengths and/or from the plurality of runtime ratios; and determining stochastic reference data as a function of the reference data if the reference data does not include any stochastic reference data.
  • the comparison of the running time of the heat pump with the reference data can then include a comparison of the stochastic operating data with the (corresponding) stochastic reference data.
  • the determination of stochastic operating data and/or stochastic reference data can include, for example, determining one or more from the group: a distribution function, a frequency distribution, a probability distribution, a mean value, a standard deviation, a variance.
  • a particularly safety-conscious embodiment can include the steps of providing one or more reference outputs of the heat pump, in particular a maximum and/or minimum output of the heat pump; detecting an electrical power during the duration of the operation interval of the heat pump; Comparing the detected electrical power with the one or more reference power of the heat pump include.
  • the monitoring result can then also be determined as a function of the result of the comparison of the electrical power recorded with the one or more reference powers.
  • the one or more reference services can be provided depending on one or more, in particular all, from the group: a device type of heat pump, in particular air-to-water heat pump, brine-to-water heat pump, water-to-water heat pump, etc .; a control method of the heat pump, in particular a power control of the heat pump or a constant power of the heat pump; a performance class to which the heat pump is assigned; an operating mode of the heat pump, in particular demand-response operation, normal operation, hot water preparation, heating operation, cooling operation, etc.; a climate zone in which the heat pump is installed; an age of the heat pump; an outside temperature; a humidity level; a time, in particular a season, a time of day, a day of the week; a wind force; etc.
  • the reference data can be adapted in particular to influences that affect the operation of the heat pump and/or its running time, and the number of errors that are incorrectly detected or errors that are incorrectly not detected can be
  • the one or more reference powers can be provided as a function of a plurality of operating data from heat pumps and/or as a function of a simulation, in particular a number of simulations, of a heat pump system.
  • a large number of operating data from heat pumps other heat pumps
  • practical reference performance can be collected for efficient operation of a heat pump.
  • Simulation data can be provided by simulating a heat pump system.
  • the one or more reference outputs can then be adjusted to the heat pump system, including the heat pump, as a function of the simulation data.
  • the simulation(s) can be used to generate reference outputs for heat pump systems for which no practical data is available.
  • a particularly advantageous method can include the step of outputting an error message as a function of the monitoring result and possibly as a function of one or more comparison results. In this way, a fault in the operation of the heat pump can be pointed out in a particularly targeted manner. If the error message is output as a function of one or more comparison results, an expert/user can also be given assistance in eliminating the error.
  • an error message can also be output as a function of a result of one or more of the following comparisons: a specified return temperature with a detected return temperature of the heat pump; a predetermined flow temperature with a detected flow temperature of the heat pump; a first predetermined reference value with a difference between the detected return temperature and the detected flow temperature; a second predetermined reference value with a detected primary volume flow; a third predetermined reference value with a detected pressure in the heat pump system; a fourth predetermined reference value with a detected primary temperature; a fifth predetermined reference value with a difference between the recorded inlet and outlet temperature of the primary side.
  • a primary volume flow is, for example, a volume flow in the primary circuit of the heat pump.
  • a heat pump can regularly include a primary circuit, a cooling circuit and a secondary circuit.
  • a primary circuit and/or secondary circuit can be integrated in the refrigeration circuit.
  • a primary circuit is used to absorb heat from the environment, e.g. from the air, from water, from the ground, etc.
  • the secondary circuit is used to emit heat, e.g. to a heating circuit, a hot water circuit, a heat sink, etc.
  • the primary circuit and/or the secondary circuit can be connected to the refrigeration circuit via a heat exchanger.
  • the numbering of the reference values as first, second, third, fourth, fifth is not intended to represent any sequence or order of the reference values among one another, but only serves to distinguish the individual reference values from one another.
  • the refrigeration circuit emits generated heat/cold, for example by means of a heat exchanger/cold exchanger, to the secondary circuit.
  • the secondary circuit can include a high-temperature flow (heating circuit) and a return.
  • the primary circuit can include a low-temperature flow (cooling circuit) and a return.
  • both a secondary circuit in the form of a heating circuit and a primary circuit in the form of a cooling circuit can be connected to the cooling circuit through a heat exchanger for heat/cold transfer.
  • a primary temperature is a temperature measured in the primary circuit.
  • a primary volume flow is a volume flow in the primary circuit.
  • a detected pressure in the heat pump system can be a detected pressure in the primary circuit, a detected pressure in the secondary circuit and/or a detected pressure in the refrigeration circuit.
  • running times and/or detected electrical powers of a first time interval can be compared with running times and/or detected electrical powers of a second time interval, in particular several second time intervals, for example by comparing operating interval lengths, pause interval lengths, running time ratios, detected powers, etc.
  • This can have the advantage that a drop in efficiency can be detected particularly easily.
  • the system may include a reference data providing unit configured to provide reference data; a detection unit that is set up to detect a running time of the heat pump; a comparison unit configured to compare the running time of the heat pump with the reference data; and a monitoring result determination unit that is set up to determine a monitoring result depending on the result of the comparison of the running time of the heat pump with the reference data.
  • a runtime can include data about operation of the heat pump as a function of time.
  • the running time can include data about the duration of an operating interval and/or a length of a pause interval, for example as a function of time.
  • the detection unit can include a memory unit in which corresponding data are stored.
  • the detection unit can include one/or more sensors.
  • the detection unit a communication unit for receiving and/or querying data, in particular a runtime, for example from a sensor, a storage unit, a cloud storage etc.
  • the unit for providing reference data can include a memory in which reference data is stored.
  • the unit for providing reference data can include a communication unit that is set up to receive reference data, for example from a storage unit, a cloud storage device, a simulation unit that is set up to carry out a simulation as a function of provided data, a further heat pump , etc. to receive and/or query.
  • a communication unit and/or a storage unit can be used equally by the acquisition unit and the unit for providing reference data.
  • the reference data can include data relating to a reference runtime, in particular a reference operating time, a reference interval length, etc.
  • a particularly advanced system can include an output unit that is set up to output an error message depending on the monitoring result and possibly depending on one or more comparison results.
  • the output unit can be set up, for example, to output the error message acoustically, in particular by means of a loudspeaker, and/or visually, in particular by means of a display unit.
  • the output unit can be set up to send a message to an external device using a communication unit.
  • An external device can be a PC, a mobile phone, a server, etc., for example.
  • the output unit can be set up to output a signal for carrying out a control intervention in a control method of the heat pump as a function of the monitoring result.
  • the message may be an SMS, an email, a markup language message, and so on.
  • a message can be sent to a specialist (customer service fitter), to a user, to a maintenance service, to a heat pump operator and/or to a manufacturer etc., in particular depending on a monitoring result and/or one or more comparison results. In the following, this list is summarized by the terms "user or operator of the heat pump". As a result, a heat pump can be operated in a particularly targeted manner in terms of safety and efficiency.
  • a message can be sent to an external device depending on a monitoring result and/or one or more comparison results.
  • the message can include an error message.
  • the message can contain a suggestion for carrying out the control-related intervention.
  • a user or operator of the heat pump can trigger the implementation of the proposed control intervention by entering a confirmation.
  • a further aspect of the invention relates to a computer program product comprising instructions which, when the program is executed by a computer, cause the latter to carry out the steps of the method according to one of claims 1 to 15.
  • 1, 2 and 3 each show schematically a method for monitoring a heat pump according to an embodiment of the invention.
  • FIG. 4 schematically shows a system for monitoring a heat pump according to an embodiment of the invention.
  • 5 schematically shows a heat pump system according to an embodiment of the invention.
  • FIG. 6a shows a performance diagram as a function of time for an inefficient heat pump
  • FIG. 6b shows a frequency distribution of the running time of this
  • FIG. 6c shows a power diagram of an efficient heat pump as a function of time
  • FIG. 6d shows a frequency distribution of the running time of this
  • FIG. 7 schematically shows a frequency distribution of the pause interval lengths and operating interval lengths of an optimized heat pump according to an embodiment of the invention.
  • the method can include a step S10 providing reference data.
  • Providing reference data can include providing a reference runtime for the heat pump.
  • a reference runtime can include a minimum length of an operating interval of the heat pump and/or a minimum length of an operating pause.
  • providing reference data can include providing an upper and/or a lower limit value of a ratio between an operating interval length and a pause interval length of the heat pump.
  • the provision of reference data can include reading out and/or storing reference data from or in a storage unit.
  • the provision of reference data can include initializing a variable or a constant in a computer program product.
  • the method includes the step Sil detecting a running time of the heat pump.
  • the recording of a running time can include recording a duration of an operating interval of the heat pump as an operating interval length and/or recording a duration of an operating pause of the heat pump as a pause interval length.
  • An operating interval length gives the duration of an operating interval of the heat pump in one load operation again.
  • a load operation is preferably an operation in which the heat pump is operated with the aim of generating heat or cold.
  • a break in operation can be present, for example, in a standby mode or when the heat pump etc. is switched off.
  • the heat pump is not operated with the aim of generating heat and/or cold during a pause in operation.
  • the recorded running time of the heat pump is compared with the reference data.
  • the comparison can include a qualitative and/or quantitative comparison, for example.
  • the result of the comparison can be an absolute or a relative result.
  • a monitoring result is determined as a function of the result of the comparison of the running time of the heat pump with the reference data.
  • the method can include an optional step S14 outputting an error message depending on the monitoring result.
  • the error message can contain an error code depending on the monitoring result.
  • the error message, in particular an error code can also be output as a function of one or more comparison results.
  • a unit for outputting the error message in particular a display unit, a loudspeaker unit and/or a communication unit, can be selected depending on an error code and/or one or more comparison results.
  • the method can include an optional step S15 determining a ratio between the operating interval length and the pause interval length as a runtime ratio, in which case comparing the runtime of the heat pump with the reference data includes comparing the runtime ratio with an upper and/or lower limit value in step S12 .
  • step S21 Determining stochastic operating data from a plurality of operating interval lengths, from a plurality of pause interval lengths and/or from a plurality of runtime ratios.
  • step S21 can be performed after step S11 and before step S12.
  • the comparison in step S12 can include a comparison of the stochastic operating data with the stochastic reference data.
  • the method can include a further optional step S22 of determining stochastic reference data as a function of the reference data, in particular if the reference data does not include any stochastic reference data or stochastic reference data is only available for part of the reference data. This can ensure that the recorded transit times can be optimally compared with the reference data.
  • step S22 can be omitted.
  • FIG. 3 schematically shows a method for monitoring a heat pump according to an embodiment of the invention.
  • the method shown in FIG. 3 is based on the method shown in FIG. 1 and differs from it in that it optionally includes steps S31 to S33.
  • one or more reference outputs of the heat pump in particular a maximum and/or a minimum reference output of the heat pump, can be provided.
  • a reference output can be provided, for example, using a simulation or using output values from another heat pump.
  • step S32 an electric power is detected during an operation interval of the heat pump.
  • the detected electrical power is compared with the one or more reference powers of the heat pump.
  • the monitoring result can then be determined in step S13 depending on the result of the comparison of the electrical power with the one or more reference powers from step S32.
  • steps S21, S22, S14, S15, S31 to S33 can be combined independently of one another with steps S10 to S13 or S11 to S13.
  • Process steps are executed in parallel, combined, split up, combined, added etc. without changing the essence of the invention.
  • the order of the method steps can be interchanged without thereby affecting the essence of the invention.
  • a computer program product may include instructions which, when the program is executed by a computer, cause the computer to carry out method steps of the methods shown in FIGS. 1 to 3.
  • the system 40 includes a unit 41 for providing reference data, an acquisition unit 42, a comparison unit 43, and a monitoring result determination unit 44.
  • the system 40 can additionally include an output unit 45.
  • the unit 41 for providing reference data is set up to provide reference data.
  • the unit 41 can comprise a memory unit in which the reference data is stored and/or a communication unit, by means of which the reference data can be received or queried.
  • the detection unit 42 is set up to detect a running time of the heat pump.
  • the detection unit 42 can be connected to a control unit of the heat pump and/or to one or more sensors.
  • the detection unit 42 can include a communication unit that is set up to receive or query the runtime of the heat pump from the heat pump or a cloud storage device.
  • the unit 41 and the detection unit 42 may share a communication unit and/or a storage unit.
  • the comparison unit 43 is set up to compare the running time of the heat pump with the reference data.
  • the comparison unit 43 can comprise one or more analog and/or digital circuits, in particular a computing unit.
  • the monitoring result determination unit 44 is set up to determine a monitoring result depending on the result of the comparison of the running time of the heat pump with the reference data. In some embodiments, the monitoring result determination unit 44 may be set up to additionally determine the monitoring result as a function of one or more further comparison results.
  • the monitoring result determination unit 44 can include one or more analog and/or digital circuits, in particular a computing unit. In some embodiments, units 43 and 44 may share a computing unit.
  • the output unit 45 is set up to output an error message depending on the monitoring result and possibly depending on one or more comparison results.
  • the output unit 15 can be set up to output an error message visually, for example using a display, and/or acoustically, in particular using a loudspeaker, possibly depending on the monitoring result and/or one or more comparison results.
  • the output unit can include a communication unit that is set up to transmit an error message to an external unit, in particular depending on the monitoring result and/or one or more comparison results.
  • An external unit can be a mobile radio device, a server, a maintenance device, etc., for example.
  • the output unit 45 can also be set up to output a signal that brings about a control intervention.
  • the technical control intervention can be carried out after confirmation by a user or operator of the heat pump.
  • the technical control intervention can be suggested in the error message that is output.
  • a long running time of the heat pump with short breaks in operation can be recorded.
  • exceeding the maximum return temperature can be detected.
  • the user or operator of the heat pump can receive an error message that the maximum return temperature has been exceeded.
  • a possible control intervention includes, for example, increasing the volume flow by appropriately controlling a circulating pump in the heating circuit and/or reducing the output of the heat pump.
  • the proposed or implemented control intervention can Among other things, it can also depend on whether the heat pump is being operated in heating mode or for hot water preparation.
  • the output unit may share a communication unit with unit 41 and/or 42.
  • the output unit can be set up to output an error code as a function of the monitoring result and possibly as a function of one or more comparison results in the course of outputting the error message.
  • An error code can be a code word representing a given error/type of error.
  • an error code may also include a description of the error.
  • units of system 40 may be separated, combined, etc. without affecting the essence of the invention. In some embodiments, further units can also be added without affecting the gist of the invention.
  • FIG. 5 schematically shows a heat pump system according to an embodiment of the invention.
  • a heat pump 51 a cooling side 52 and a heating side 53 are shown.
  • the heat pump 51 shown in FIG. 5 comprises a compressor 512, a condenser/condenser 513, an expansion valve 514 and an evaporator 511, which are connected to one another in a refrigeration circuit 515.
  • the heat pump may differ from the heat pump shown in FIG. 5 without changing the essence of the invention.
  • the evaporator 511 can also function as a heat exchanger, as a heat exchanger between the refrigeration circuit 515 and the cooling side 52 .
  • the cooling side 52 can be a simple source of heat, such as e.g. B.
  • the cooling side 52 can include one or more cooling circuits 523, 524. In some embodiments, the cooling side 52 can form a primary circuit 522 . In some embodiments, cooling side 52 may be integrated with refrigeration circuit 515 .
  • the heating side 53 can form a secondary circuit 532 (heating circuit and/or hot water circuit).
  • the condenser/condenser 513 can be used as Heat exchangers for transferring the heat from the refrigeration cycle circuit 515 to the heating side 53 function.
  • One or more heating circuits 533, 534 and/or hot water circuits 535 can be arranged on the heating side 53, for example.
  • the heat side 53 may comprise a heat sink in addition to or instead of the heating circuits.
  • the warm side 53 may be integrated with the refrigeration circuit.
  • the heat pump system shown in FIG. 5 is only for illustration and basic understanding of a heat pump and is not intended to limit the scope of the invention in any way. Furthermore, individual sections of the heat pump 51 and on the cooling side 52 and on the heating side 53 can be designed differently without restricting the functionality of the invention in any way.
  • FIG. 6a shows a performance diagram of an inefficient heat pump as a function of time
  • FIG. 6b shows a frequency distribution of the running time of this heat pump
  • FIG. 6c shows a power diagram of an efficient heat pump as a function of time
  • FIG. 6d shows a frequency distribution of the running time of this heat pump.
  • the days of a year are plotted on the x-axis and the time of a day is plotted on the y-axis.
  • the resolution with respect to the y-axis is 10 minutes.
  • a color scheme is shown as a legend on the right-hand side of FIGS. 6a and 6c. The color scheme represents the electrical power consumed by the heat pump in watts.
  • the pause interval length in hours is plotted on the x-axis
  • the operating interval length in hours is plotted on the y-axis
  • the number of events is plotted in the z-direction.
  • the data of the graph of Figure 6b is taken from the graph of Figure 6a and the data of the graph of Figure 6c is taken from the graph of Figure 6d.
  • the inefficient heat pump is very often operated at a very high output, ie at more than 4000 watts, for a relatively short time, ie less than 40 minutes. Break intervals are also usually very short, especially at the beginning and end of the year. This can be seen in particular from the diagram in FIG. 6b. So accumulates the bulk of the events of the inefficient Heat pump in the front corner, ie the heat pump is operated with particularly short operating intervals and particularly short pause intervals.
  • an operating interval usually lasts between one and three hours and the pause interval usually lasts between one and three hours.
  • the events of the efficient heat pump are concentrated around an operating interval length of 1.5 hours and a pause interval length of 1.5 hours.
  • the efficient heat pump is operated with much less power. In most cases, the efficient heat pump is operated with an output of between 500 and 1500 watts.
  • a cumulative frequency for a specified range of a distribution function in particular a frequency distribution/probability distribution, can be determined and compared with a reference value.
  • 7 schematically shows a diagram of a frequency distribution of the pause interval lengths and operating interval lengths of an optimized heat pump according to an embodiment of the invention.
  • the pause interval length is plotted on the x-axis and the operating interval length on the y-axis.
  • the number of events is plotted on the z-axis. It can be seen from FIG. 7 that an operating interval of the heat pump lasts at least five minutes.
  • a pause interval of the heat pump also lasts at least five minutes.
  • an efficient heat pump in particular in one of the embodiments shown in Figures 1 to 7, between 0.05 and 3.0, in particular between 0.07 and 2.4 activations per hour of operation (number of operating interval starts per hour of operation) of an efficient heat pump can be assumed.
  • An operating hour is an hour in which the heat pump is in operation.
  • the total of all operating hours corresponds to the total of all operating interval lengths.
  • a heat pump of a variable capacity - geothermal type can be considered an efficient heat pump at an average of between 0.05 and 0.2 starts per hour of operation. In some embodiments, a heat pump of a variable capacity - air type can be considered an efficient heat pump at an average of between 0.2 and 0.6 starts per hour of operation. In some embodiments, a heat pump of a "constant output - geothermal" type can be assumed to be an efficient heat pump with an average of between 0.8 and 2.4 starts per hour of operation.

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Abstract

Disclosed is a method, a system and a computer program product for monitoring a heat pump. The method comprises the steps of: providing reference data; detecting a heat pump running time; comparing the heat pump running time with the reference data; and determining a monitoring result depending on the result of the comparison of the heat pump running time with the reference data.

Description

VERFAHREN, COMPUTERPROGRAMM-PRODUKT UND SYSTEM ZUM ÜBERWACHEN EINER WÄRMEPUMPE METHOD, COMPUTER PROGRAM PRODUCT AND SYSTEM FOR MONITORING A HEAT PUMP
Technischer Hintergrund Technical background
Eine Wärmepumpe ist eine Maschine, die unter Aufwendung von technischer Arbeit thermische Energie aus einem Reservoir mit niedrigerer Temperatur aufnimmt und - zusammen mit der Antriebsenergie - als Nutzwärme auf ein zu beheizendes System mit höherer Temperatur überträgt. Dieser Prozess wird sowohl zur Wärmeerzeugung als auch zur Kälteerzeugung verwendet. Beim Kühlprozess ist die Nutzenergie die aus dem zu kühlenden Raum aufgenommene Wärme, die zusammen mit der Antriebsenergie als Abwärme an die Umgebung abgeführt wird. A heat pump is a machine that uses technical work to absorb thermal energy from a reservoir at a lower temperature and - together with the drive energy - transfers it as useful heat to a system to be heated at a higher temperature. This process is used for both heat generation and cold generation. In the cooling process, the useful energy is the heat absorbed from the room to be cooled, which, together with the drive energy, is dissipated to the environment as waste heat.
Ein Kältekreis einer Wärmepumpe kann einen Verdampfer, einen Verdichter, einen Kondensator und/oder ein Expansionsventil umfassen. Der Verdampfer kann dazu eingerichtet sein, einen Aggregatszustand eines Fluids im Kältekreis von flüssig zu gasförmig durch hinzuführen von Wärmeenergie einer Wärmequelle bzw. aus einem Kühlkreis/Primärkreis zu ändern. Der Verdichter kann dazu eingerichtet sein, das gasförmige Fluid zu komprimieren, sodass der Druck und eine Temperatur des gasförmigen Fluids erhöht werden. Der Kondensator kann dazu eingerichtet sein, den Aggregatzustand des Fluids von gasförmig zu flüssig durch die Abgabe von Wärmeenergie an einen Sekundärkreis, insbesondere an einen Heizkreis, bzw. eine Wärmesenke zu ändern. Das Expansionsventil kann dazu eingerichtet sein, eine Ausdehnung des flüssigen Fluids zu bewirken, sodass der Druck des flüssigen Fluids absinkt. Dadurch kann eine Wärmeenergie von einer Wärmequelle bzw. einem Kühlkreis einem Heizkreis/Sekundärkreis bzw. einer Wärmesenke zugeführt werden. A refrigeration circuit of a heat pump can include an evaporator, a compressor, a condenser and/or an expansion valve. The evaporator can be set up to change a state of aggregation of a fluid in the refrigeration circuit from liquid to gaseous by supplying thermal energy from a heat source or from a cooling circuit/primary circuit. The compressor can be configured to compress the gaseous fluid such that the pressure and a temperature of the gaseous fluid are increased. The condenser can be set up to change the physical state of the fluid from gaseous to liquid by releasing thermal energy to a secondary circuit, in particular to a heating circuit or a heat sink. The expansion valve can be set up to cause the liquid fluid to expand so that the pressure of the liquid fluid drops. As a result, thermal energy can be supplied from a heat source or a cooling circuit to a heating circuit/secondary circuit or a heat sink.
Da eine Wärmepumpe unabhängig eines Brennstoffs arbeitet, ist die Benutzerinteraktion mit der Wärmepumpe meist sehr gering. Dies führt dazu, dass eine Überwachung der Funktionsweise der Wärmepumpe meist durch den Benutzer vernachlässigt und ein ineffizienter Betrieb der Wärmepumpe, das heißt mit unnötigem Energieverbrauch und/oder hohem Verschleiß, häufig nicht bemerkt wird. Zudem ist die Überwachung einer Wärmepumpe mit herkömmlichen Verfahren meist sehr komplex, sodass das Fachwissen eines Fachmanns zum Überwachen der Wärmepumpe erforderlich ist. Die EP 3 608 603 Bl zeigt dazu beispielsweise ein Wärmemedium-Zirkulationssystem. Das Wärmemedium-Zirkulationssystem umfasst eine Erwärmungseinrichtung zum Erwärmen eines flüssigen Wärmemediums, eine Pumpe, die zum Zirkulieren des Wärmemediums durch einen Zirkulationskreis eingerichtet ist, der durch einen Innenwärmeanschluss und die Erwärmungseinrichtung verläuft; eine Steuereinrichtung, die elektrisch mit der Erwärmungseinrichtung und der Pumpe verbunden ist, wobei die Steuereinrichtung zum Ausführen eines Innenerwärmungsbetriebs zum Liefern des Wärmemediums, das durch die Erwärmungseinrichtung erwärmt wird, an den Innenwärmeanschluss und eines Abtaubetriebs eingerichtet ist, um Frost, der an dem Luftwärmetauscher haftet, schmelzen zu lassen; und eine Einrichtung zum Erfassen einer Versorgungstemperatur, die eine Temperatur des Wärmemediums darstellt, das an den Innenwärmeanschluss von der Erwärmungseinrichtung geliefert wird. Since a heat pump works independently of a fuel, user interaction with the heat pump is usually very low. As a result, monitoring of the functioning of the heat pump is mostly neglected by the user and inefficient operation of the heat pump, ie with unnecessary energy consumption and/or high wear, often goes unnoticed. In addition, monitoring a heat pump using traditional methods is usually very complex, requiring the expertise of a professional to monitor the heat pump. For example, EP 3 608 603 B1 shows a heating medium circulation system. The heat medium circulating system includes a heater for heating a liquid heat medium, a pump configured to circulate the heat medium through a circulation circuit passing through an indoor heat port and the heater; a controller electrically connected to the heater and the pump, the controller configured to perform an indoor heating operation for supplying the heat medium heated by the heater to the indoor heat connector and a defrosting operation to remove frost adhered to the air heat exchanger , to let melt; and means for detecting a supply temperature representing a temperature of the heating medium supplied to the indoor heating connector from the heating means.
Die Erwärmungseinrichtung weist einen Luftwärmetauscher, der zum Tauschen von Wärme zwischen einem Kühlmittel und Luft eingerichtet ist; und einen Kompressor, der zum Komprimieren des Kühlmittels eingerichtet ist, auf. Die Steuereinrichtung deaktiviert den Kompressor, wenn die Versorgungstemperatur eine erste Deaktivierungstemperatur bei dem Innenerwärmungsbetrieb überschreitet, nachdem eine vorbestimmte Zeitdauer gegenüber einem Umschaltzeitpunkt von dem Auftaubetrieb zum Innenerwärmungs betrieb abgelaufen ist, und deaktiviert den Kompressor nicht, wenn die Versorgungstemperatur die erste Deaktivierungstemperatur bei dem Innenerwärmungs betrieb in einer Nachabtaudauer überschreitet, die eine Dauer darstellt, bis die vorbestimmte Zeitdauer vom Umschaltzeitpunkt abgelaufen ist. The heating device includes an air heat exchanger configured to exchange heat between a coolant and air; and a compressor configured to compress the refrigerant. The controller disables the compressor when the supply temperature exceeds a first disable temperature in the indoor heating operation after a predetermined period of time has elapsed from a switch timing from the defrosting operation to the internal heating operation, and does not disable the compressor when the supply temperature exceeds the first disable temperature in the internal heating operation exceeds a post-defrost period, which is a period until the predetermined period of time has elapsed from the switching time.
Ausgehend davon ist es Aufgabe der Erfindung ein einfaches, effizientes und kostengünstiges Verfahren, Computerprogramm-Produkt und System zum Überwachen einer Wärmepumpe bereitzustellen. Proceeding from this, it is the object of the invention to provide a simple, efficient and cost-effective method, computer program product and system for monitoring a heat pump.
Beschreibung der Erfindung Description of the invention
Die Aufgabe der Erfindung wird mit den unabhängigen Patenansprüchen gelöst. Die abhängigen Patentansprüche beziehen sich auf besondere Ausführungsformen der Erfindung. Ein Aspekt der Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Überwachen einer Wärmepumpe. Das Verfahren kann die Schritte Bereitstellen von Referenzdaten; Erfassen einer Laufzeit der Wärmepumpe; Vergleichen der Laufzeit der Wärmepumpe mit den Referenzdaten; und Ermitteln eines Überwachungsergebnisses in Abhängigkeit des Ergebnisses des Vergleichs der Laufzeit der Wärmepumpe mit den Referenzdaten umfassen. Das Bereitstellen von Referenzdaten kann ein Abfragen von Daten einer Referenzwärmepumpe, aus einem Cloudspeicher, von einer Speichereinheit etc. umfassen. The object of the invention is achieved with the independent patent claims. The dependent claims relate to particular embodiments of the invention. One aspect of the invention relates to a method for monitoring a heat pump. The method can include the steps of providing reference data; detecting a running time of the heat pump; comparing the running time of the heat pump with the reference data; and determining a monitoring result as a function of the result of the comparison of the running time of the heat pump with the reference data. The provision of reference data can include querying data from a reference heat pump, from cloud storage, from a storage unit, etc.
In Abhängigkeit des Überwachungsergebnisses kann eine Fehlermeldung ausgegeben werden. Alternativ oder zusätzlich zum Ausgeben der Fehlermeldung kann in Abhängigkeit des Überwachungsergebnisses ein regelungstechnischer Eingriff in ein Regelungsverfahren der Wärmepumpe durchgeführt werden. Das Durchführen des regelungstechnischen Eingriffs kann insbesondere in der Fehlermeldung vorgeschlagen werden und erst nach Bestätigen durch einen Benutzer oder Betreiber der Wärmepumpe ausgeführt werden. Depending on the monitoring result, an error message can be issued. As an alternative or in addition to outputting the error message, a control intervention in a control method of the heat pump can be carried out depending on the monitoring result. Carrying out the control-technical intervention can be suggested in particular in the error message and only carried out after confirmation by a user or operator of the heat pump.
Ein regelungstechnischer Eingriff bedeutet, dass ein Regelungsverfahren der Wärmepumpe verändert bzw. angepasst wird, beispielsweise indem ein oder mehrere Regelparameter verändert werden. Insbesondere können Parameter einer Heizkurve angepasst werden. Weitere Beispiele für einen regelungstechnischen Eingriff umfassen ein Erhöhen oder Absenken eines Volumenstroms in einem Heizkreis der Wärmepumpe. Außerdem kann eine Leistung der Wärmepumpe in Abhängigkeit des Überwachungsergebnisses verändert werden. Ferner kann der regelungstechnische Eingriff durch Verändern von eines oder mehrerer Sollwerte, beispielsweise eines Volumenstroms im Heizkreis und/oder einer Temperatur (z.B. Vorlauftemperatur) und/oder einer Leistung (z.B. Heizleistung der Wärmepumpe) durchgeführt werden. A control intervention means that a control method of the heat pump is changed or adapted, for example by changing one or more control parameters. In particular, parameters of a heating curve can be adjusted. Further examples of a control intervention include increasing or decreasing a volume flow in a heating circuit of the heat pump. In addition, an output of the heat pump can be changed depending on the monitoring result. Furthermore, the technical control intervention can be carried out by changing one or more setpoints, for example a volume flow in the heating circuit and/or a temperature (e.g. flow temperature) and/or an output (e.g. heating output of the heat pump).
Das Erfassen einer Laufzeit der Wärmepumpe kann ein Erfassen verschiedener Modi der Wärmepumpe in Abhängigkeit der Zeit umfassen. Nicht-Iimitierende Beispiele für einen Modus sind ein Leistungsbetrieb, ein Standby-Betrieb, eine Ausgeschaltete Wärmepumpe, ein Wärmeerzeugungsmodus, ein Kälteerzeugungsmodus, ein Betrieb mit einer vorgegebenen Leistung, ein Betrieb in einem vorgegebenen Leistungsintervall, ein Demand-Response Betrieb, ein Normalbetrieb, ein Heizbetrieb, ein Betrieb zur Warmwasserbereitung etc. In manchen Ausführungsformen kann das Erfassen einer Laufzeit ein Erfassen eines elektrischen Energieverbrauchs umfassen. Die Referenzdaten können Laufzeiten eines Referenzbetriebs, insbesondere aus einer Simulation und/oder von einer Referenzwärmepumpe umfassen. Dies hat den Vorteil, dass die Wärmepumpe hinsichtlich der Effizienz besonders einfach überwacht werden kann, da eine Datenerhebung und eine Auswertung der Daten hinsichtlich der Effizienz besonders einfach und zielführend erfolgt. The recording of a running time of the heat pump can include recording different modes of the heat pump as a function of time. Non-limiting examples of a mode are power operation, standby operation, heat pump off, heat production mode, refrigeration mode, operation at a specified power, operation in a specified power interval, on Demand-response operation, normal operation, heating operation, operation for heating water, etc. In some embodiments, the detection of a running time can include the detection of electrical energy consumption. The reference data can include running times of a reference operation, in particular from a simulation and/or from a reference heat pump. This has the advantage that the heat pump can be monitored particularly easily with regard to efficiency, since data collection and an evaluation of the data with regard to efficiency take place in a particularly simple and expedient manner.
In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform kann das Bereitstellen von Referenz daten ein Bereitstellen einer Mindestlänge eines Betriebsintervalls umfassen, das Erfassen der Laufzeit der Wärmepumpe ein Erfassen einer Dauer eines Betriebsintervalls der Wärmepumpe als Betriebsintervalllänge beinhalten, und das Vergleichen der Laufzeit der Wärmepumpe mit den Referenzdaten ein Vergleichen der Mindestlänge des Betriebsintervalls mit der Betriebsintervalllänge umfassen. Ein Betriebsintervall der Wärmepumpe kann ein Zeitraum sein, indem die Wärmepumpe mit dem Ziel der Wärme- und/oder Kälteerzeugung betrieben wird. Dies hat den Vorteil, dass auf einfache Art und Weise kurze Betriebsintervalle, die besonders ineffizient sind, detektiert werden können. Des Weiteren können dadurch besonders einfach Fehler im Betrieb einer Heizungsanlage mit einer Wärmepumpe detektiert werden, sodass die Fehler behoben werden können und der Verschleiß der Wärmepumpe reduziert werden kann. In a particularly advantageous embodiment, the provision of reference data can include providing a minimum length of an operating interval, recording the runtime of the heat pump can include recording the duration of an operating interval of the heat pump as the length of the operating interval, and comparing the runtime of the heat pump with the reference data can include comparing the Minimum operating interval length with the operating interval length. An operating interval of the heat pump can be a period of time in which the heat pump is operated with the aim of heating and/or cooling. This has the advantage that short operating intervals, which are particularly inefficient, can be detected in a simple manner. Furthermore, faults in the operation of a heating system with a heat pump can be detected in a particularly simple manner, so that the faults can be corrected and the wear and tear on the heat pump can be reduced.
In einer besonders Vorteilhaften Ausführungsformen kann das Bereitstellen von Referenzdaten ein Bereitstellen einer Mindestlänge einer Betriebspause umfassen, das Erfassen der Laufzeit der Wärmepumpe ein Erfassen einer Dauer einer Betriebspause der Wärmepumpe als Pausenintervalllänge beinhalten, und das Vergleichen der Laufzeit der Wärmepumpe mit den Referenzdaten ein Vergleichen der Mindestlänge der Betriebspause mit der Pausenintervalllänge umfassen. Eine Betriebspause ist ein Betriebszustand der Wärmepumpe, in dem die Wärmepumpe weder mit dem Ziel der Wärmeerzeugung noch mit dem Ziel einer Kälteerzeugung betrieben wird. Beispiele für entsprechende Betriebszustände können ein Standby-Modus und/oder eine ausgeschaltete Wärmepumpe sein. Dadurch können kurze Pausenintervalle im Betrieb der Wärmepumpe ermittelt werden und basierend auf den ermittelten kurzen Pausenintervallen ein Fehler im Betrieb der Wärmepumpe detektiert werden. Da das Wechseln von einer Betriebspause der Wärmepumpe in einen Lastbetrieb der Wärmepumpe besonders ineffizient ist, werden Betriebspausen von kurzer Dauer entsprechend erfasst. In a particularly advantageous embodiment, the provision of reference data can include providing a minimum length of an operating pause, detecting the runtime of the heat pump can include detecting a duration of an operating pause of the heat pump as the pause interval length, and comparing the runtime of the heat pump with the reference data can include comparing the minimum length of the pause in operation with the length of the pause interval. An operating pause is an operating state of the heat pump in which the heat pump is operated neither with the aim of generating heat nor with the aim of generating cold. Examples of corresponding operating states can be a standby mode and/or a switched-off heat pump. As a result, short pause intervals in the operation of the heat pump can be determined and, based on the determined short pause intervals, a fault in the operation of the heat pump can be detected. Since switching from a pause in operation the heat pump is particularly inefficient in a load operation of the heat pump, operating pauses of short duration are recorded accordingly.
In einer besonders weiterentwickelten Ausführungsform kann das Bereitstellen von Referenzdaten ein Bereitstellen eines oberen und/oder eines unteren Grenzwerts eines Verhältnisses zwischen der Betriebsintervalllänge und der Pausenintervalllänge umfassen. Des Weiteren kann das Verfahren den Schritt Ermitteln eines Verhältnisses zwischen der Betriebsintervalllänge und der Pausenintervalllänge als Laufzeitverhältnis umfassen, wobei das Vergleichen der Laufzeit der Wärmepumpe mit den Referenzdaten ein Vergleichen des Laufzeitverhältnisses mit dem oberen und/oder unteren Grenzwert umfasst. In a particularly further developed embodiment, the provision of reference data can include the provision of an upper and/or a lower limit value of a ratio between the length of the operating interval and the length of the pause interval. Furthermore, the method can include the step of determining a ratio between the length of the operating interval and the length of the pause interval as a runtime ratio, the comparison of the runtime of the heat pump with the reference data including a comparison of the runtime ratio with the upper and/or lower limit value.
Dadurch können Fehler im Betrieb einer Heizungsanlage umfassend die Wärmepumpe, die negative Auswirkungen auf die Effizienz der Anlage haben, erfasst werden. Beispielsweise können fehlerhaft eingestellte Ein- und Ausschalttemperaturen der Wärmepumpe detektiert werden. Des Weiteren können dadurch insbesondere ineffiziente Sollwerte von Heizkreisen erfasst werden, die zu kurzen Betriebsintervalldauern und langen Pausenintervalllängen führen. Zudem können bei langen Betriebsintervallen und kurzen Pausenintervallen, kurzzeitige Überschreitungen der Vorlauf- und/oder Rücklauftemperatur bzw. sowie Schwankungen im Primärvolumenstrom der Wärmepumpe ursächlich sein. Somit kann die Wärmepumpe besonders einfach hinsichtlich weiterer Fehlerquellen überwacht werden. As a result, errors in the operation of a heating system, including the heat pump, which have a negative impact on the efficiency of the system, can be detected. For example, incorrectly set switch-on and switch-off temperatures of the heat pump can be detected. In addition, in particular inefficient target values of heating circuits can be detected, which lead to short operating intervals and long pause interval lengths. In addition, in the case of long operating intervals and short pause intervals, short-term exceeding of the flow and/or return temperature or fluctuations in the primary volume flow of the heat pump can be the cause. The heat pump can thus be monitored particularly easily with regard to other sources of error.
In einer besonders angepassten Ausführungsform können die Referenzdaten in Abhängigkeit eines oder mehrerer, insbesondere aller, aus der Gruppe bereitgestellt werden: eines Gerätetyps der Wärmepumpe, insbesondere Luft-Wasser-Wärmepumpe, Sole-Wasser-Wärmepumpe, Wasser-Wasser-Wärmepumpe etc.; eines Regelungsverfahrens der Wärmepumpe, insbesondere einer Leistungsregelung der Wärmepumpe oder einer Konstantleistung der Wärmepumpe; einer Leistungsklasse, der die Wärmepumpe zugeordnet ist; eines Betriebsmodus der Wärmepumpe, insbesondere eines Demand-Response Betriebs, eines Normalbetriebs, einer Warmwasserbereitung, eines Heizbetriebs, eines Kühlbetriebs etc.; einer Klimazone, in der die Wärmepumpe aufgestellt ist; einem Alter der Wärmepumpe; einer Außentemperatur; einer Luftfeuchtigkeit; einer Zeit, insbesondere einer Jahreszeit, einer Tageszeit, einem Wochentag; einer Windstärke. Dadurch können die Referenzdaten besonders an Einflüsse, die den Betrieb der Wärmepumpe und/oder deren Laufzeit beeinflussen, angepasst und die Anzahl an fälschlicherweise detektierten Fehlern bzw. fälschlicherweise nicht- detektierten Fehlern können reduziert werden. In a particularly adapted embodiment, the reference data can be provided depending on one or more, in particular all, from the group: a heat pump device type, in particular air-to-water heat pump, brine-to-water heat pump, water-to-water heat pump, etc.; a control method of the heat pump, in particular a power control of the heat pump or a constant power of the heat pump; a performance class to which the heat pump is assigned; an operating mode of the heat pump, in particular demand-response operation, normal operation, hot water preparation, heating operation, cooling operation, etc.; a climate zone in which the heat pump is installed; an age of the heat pump; an outside temperature; a humidity level; a time, especially a season, a time of day, a Weekday; a wind force. As a result, the reference data can be adapted in particular to influences that affect the operation of the heat pump and/or its running time, and the number of errors that are incorrectly detected or errors that are incorrectly not detected can be reduced.
In einer besonders zuverlässigen Ausführungsform können die Referenzdaten in Abhängigkeit einer Mehrzahl an Betriebsdaten von Wärmepumpen und/oder in Abhängigkeit einer Simulation, insbesondere mehrerer Simulationen, eines Wärmepumpensystems bereitgestellt werden. Durch das Fieranziehen von einer Mehrzahl an Betriebsdaten von Wärmepumpen (weiteren Wärmepumpen) können praxisnahe Referenzdaten über einen effizienten Betrieb einer Wärmepumpe erhoben werden. Mittels einer Simulation können die Referenzdaten an die Wärmepumpenanlage umfassend die Wärmepumpe angepasst werden. Des Weiteren können mittels der Simulation/en Referenzdaten für Wärmepumpenanlagen erzeugt werden, für die keine Daten aus der Praxis vorliegen. In a particularly reliable embodiment, the reference data can be provided as a function of a plurality of operating data from heat pumps and/or as a function of a simulation, in particular a number of simulations, of a heat pump system. By collecting a large number of operating data from heat pumps (further heat pumps), practical reference data on efficient operation of a heat pump can be collected. The reference data for the heat pump system can be comprehensively adapted to the heat pump by means of a simulation. Furthermore, the simulation(s) can be used to generate reference data for heat pump systems for which no practical data is available.
In einer besonders zuverlässigen Ausführungsform kann das Erfassen einer Laufzeit der Wärmepumpe ein Erfassen der Dauer einer Mehrzahl an Betriebsintervallen umfassen. Zudem kann das Verfahren den Schritt Ermitteln einer Betriebsintervalllänge in Abhängigkeit der Dauer der Mehrzahl an Betriebsintervallen umfassen. Dadurch kann die Aussagekraft des Vergleichs verbessert werden, da kurzfristige Schwankungen im Betrieb in der Mehrzahl an Betriebsintervallen rausgefiltert werden können, sodass die eigentliche Effizienz der Wärmepumpe möglichst geringfügig durch diese Schwankungen verfälscht wird. In a particularly reliable embodiment, the recording of a running time of the heat pump can include recording the duration of a plurality of operating intervals. In addition, the method can include the step of determining an operating interval length as a function of the duration of the plurality of operating intervals. This can improve the informative value of the comparison, since short-term fluctuations in operation can be filtered out in the majority of operating intervals, so that the actual efficiency of the heat pump is falsified as little as possible by these fluctuations.
In einer ebenfalls besonders zuverlässigen Ausführungsform kann das Erfassen einer Laufzeit der Wärmepumpe ein Erfassen der Dauer einer Mehrzahl an Betriebspausen umfassen. Zudem kann das Verfahren den Schritt Ermitteln einer Pausenintervalllänge in Abhängigkeit der Dauer der Mehrzahl an Betriebspausen umfassen. Dadurch kann die Aussagekraft des Vergleichs verbessert werden, da kurzfristige Schwankungen im Betrieb durch die Mehrzahl an Betriebspausen rausgefiltert werden können, sodass die eigentliche Effizienz der Wärmepumpe möglichst geringfügig durch diese Schwankungen verfälscht wird. Dadurch kann das Ergebnis der Überwachung wiederum verbessert werden. ln einer besonders genauen Ausführungsform kann das Erfassen einer Laufzeit der Wärmepumpe ein Erfassen der Dauer einer Mehrzahl an Betriebsintervallen als Mehrzahl an Betriebsintervalllängen umfassen, das Vergleichen der Laufzeit der Wärmepumpe mit den Referenzdaten ein Vergleichen der Mindestlänge des Betriebsintervalls mit der Mehrzahl an Betriebsintervalllängen umfassen, und das Ermitteln eines Überwachungsergebnisses in Abhängigkeit der Ergebnisse der Vergleiche der Mindestlänge des Betriebsintervalls mit der Mehrzahl an Betriebsintervalllängen erfolgen. Dadurch kann gewährleistet werden, dass eine Dauer eines Betriebsintervalls der Wärmepumpe, die beispielsweise auf ein Sicherheitsrisiko der Wärmepumpe hinweisen kann, zum Ermitteln des Überwachungsergebnisses herangezogen wird. In a likewise particularly reliable embodiment, the detection of a running time of the heat pump can include the detection of the duration of a plurality of operating pauses. In addition, the method can include the step of determining a pause interval length as a function of the duration of the plurality of operational pauses. As a result, the informative value of the comparison can be improved, since short-term fluctuations in operation can be filtered out due to the majority of operating breaks, so that the actual efficiency of the heat pump is falsified as little as possible by these fluctuations. This can in turn improve the result of the monitoring. In a particularly precise embodiment, the detection of a running time of the heat pump can include detecting the duration of a plurality of operating intervals as a plurality of operating interval lengths, comparing the running time of the heat pump with the reference data, comparing the minimum length of the operating interval with the plurality of operating interval lengths, and that A monitoring result is determined as a function of the results of the comparisons of the minimum length of the operating interval with the plurality of operating interval lengths. This can ensure that a duration of an operating interval of the heat pump, which can indicate a safety risk of the heat pump, for example, is used to determine the monitoring result.
In einer besonders gründlichen Ausführungsform kann das Erfassen einer Laufzeit der Wärmepumpe ein Erfassen der Dauer einer Mehrzahl an Betriebspausen als Mehrzahl an Pausenintervalllängen umfassen, wobei das Vergleichen der Laufzeit der Wärmepumpe mit den Referenzdaten ein Vergleichen der Mindestlänge der Betriebspause mit der Mehrzahl an Pausenintervalllängen umfasst, und das Ermitteln eines Überwachungsergebnisses in Abhängigkeit der Ergebnisse der Vergleiche der Mindestlänge der Betriebspause mit der Mehrzahl an Pausenintervalllängen erfolgt. Dadurch kann gewährleistet werden, dass eine Dauer einer Betriebspause der Wärmepumpe, die beispielsweise auf ein Sicherheitsrisiko der Wärmepumpe hinweisen kann, zum Ermitteln des Überwachungsergebnisses herangezogen wird. In a particularly thorough embodiment, detecting a runtime of the heat pump can include detecting the duration of a plurality of operating pauses as a plurality of pause interval lengths, wherein comparing the runtime of the heat pump with the reference data includes comparing the minimum length of the operating pause with the plurality of pause interval lengths, and a monitoring result is determined as a function of the results of the comparisons of the minimum length of the operating pause with the plurality of pause interval lengths. It can thereby be ensured that a duration of an operating break of the heat pump, which can indicate a safety risk of the heat pump, for example, is used to determine the monitoring result.
In einer besonders weiterentwickelten Ausführungsform kann das Erfassen einer Laufzeit der Wärmepumpe ein Erfassen einer Mehrzahl an Betriebsdaten, die jeweils eine Dauer eines Betriebsintervalls der Wärmepumpe als Betriebsintervalllänge und eine Dauer einer Betriebspause der Wärmepumpe als Pausenintervalllänge umfassen, beinhalten. Zudem kann das Verfahren den Schritt Ermitteln eines Verhältnisses zwischen der Betriebsintervalllänge und der Pausenintervalllänge als Laufzeitverhältnis für jedes der Mehrzahl an Betriebsdaten umfassen, wobei das Vergleichen der Laufzeit der Wärmepumpe mit den Referenzdaten ein Vergleichen der Laufzeitverhältnisse mit dem oberen und/oder unteren Grenzwert umfasst. Vorteilhafterweise folgt ein Betriebsintervall einem Pausenintervall zeitlich oder folgt das Pausenintervall dem Betriebsintervall zeitlich, deren Dauer/Länge zum Ermitteln eines entsprechenden Laufzeitverhältnisses herangezogen wird. Bei dieser Ausführungsform kann gewährleistet werden, dass ein Verhältnis zwischen Betriebsintervalllänge und Pausenintervalllänge der Wärmepumpe, das beispielsweise auf ein Sicherheitsrisiko der Wärmepumpe hinweisen kann, für das Ermitteln des Überwachungsergebnisses herangezogen wird. In a particularly further developed embodiment, the detection of a running time of the heat pump can include a detection of a plurality of operating data, each of which includes a duration of an operating interval of the heat pump as an operating interval length and a duration of an operating pause of the heat pump as a pause interval length. In addition, the method can include the step of determining a ratio between the length of the operating interval and the length of the pause interval as a runtime ratio for each of the plurality of operating data, the comparison of the runtime of the heat pump with the reference data including a comparison of the runtime ratios with the upper and/or lower limit value. An operating interval advantageously follows a pause interval in terms of time, or the pause interval follows the operating interval in terms of time, the duration/length of which is used to determine a corresponding running time ratio. In this embodiment, it can be ensured that a ratio between the length of the operating interval and the length of the pause interval of the heat pump, which can indicate a safety risk of the heat pump, for example, is used to determine the monitoring result.
Eine besonders weiterentwickelte Ausführungsform kann zusätzlich die Schritte Ermitteln von stochastischen Betriebsdaten aus der Mehrzahl an Betriebsintervalllängen, aus der Mehrzahl an Pausenintervalllängen und/oder aus der Mehrzahl an Laufzeitverhältnissen; und Ermitteln von stochastischen Referenzdaten in Abhängigkeit der Referenzdaten, wenn die Referenzdaten keine stochastischen Referenzdaten umfassen, beinhalten. Das Vergleichen der Laufzeit der Wärmepumpe mit den Referenzdaten kann dann ein Vergleichen der stochastischen Betriebsdaten mit den (entsprechenden) stochastischen Referenzdaten umfassen. Dadurch kann auf einfache Art und Weise eine aussagekräftige Aussage über die Effizienz der Wärmepumpe in Abhängigkeit einer Mehrzahl, insbesondere einer Mehrzahl erfasster Laufzeiten gemacht werden. Als Konsequenz kann die Wärmepumpe einfach und zielführend überwacht werden. A particularly further developed embodiment can additionally include the steps of determining stochastic operating data from the plurality of operating interval lengths, from the plurality of pause interval lengths and/or from the plurality of runtime ratios; and determining stochastic reference data as a function of the reference data if the reference data does not include any stochastic reference data. The comparison of the running time of the heat pump with the reference data can then include a comparison of the stochastic operating data with the (corresponding) stochastic reference data. In this way, a meaningful statement can be made in a simple manner about the efficiency of the heat pump as a function of a plurality, in particular a plurality of running times recorded. As a consequence, the heat pump can be monitored easily and purposefully.
Das Ermitteln von stochastischen Betriebsdaten und/oder stochastischen Referenzdaten kann beispielsweise ein Ermitteln eines oder mehrerer aus der Gruppe: einer Verteilungsfunktion, einer Häufigkeitsverteilung, einer Wahrscheinlichkeitsverteilung, eines Mittelwerts, einer Standardabweichung, einer Varianz umfassen. The determination of stochastic operating data and/or stochastic reference data can include, for example, determining one or more from the group: a distribution function, a frequency distribution, a probability distribution, a mean value, a standard deviation, a variance.
Eine besonders sicherheitsbedachte Ausführungsform kann die Schritte Bereitstellen eines oder mehrerer Referenzleistungen der Wärmepumpe, insbesondere einer maximalen und/oder minimalen Leistung der Wärmepumpe; Erfassen einer elektrischen Leistung während der Dauer des Betriebsintervalls der Wärmepumpe; Vergleichen der erfassten elektrischen Leistung mit den einen oder mehreren Referenzleistungen der Wärmepumpe umfassen. Das Ermitteln des Überwachungsergebnisses kann dann zusätzlich in Abhängigkeit des Ergebnisses des Vergleichs der erfassten elektrischen Leistung mit den einen oder mehreren Referenzleistungen erfolgen. Dadurch können Abnutzungen der Wärmepumpe, die zu einem erhöhten oder niedrigeren elektrischen Energieverbrauch führen, erfasst und beim Überwachen der Wärmepumpe berücksichtigt werden. In einer besonders angepassten Ausführungsform können die einen oder mehreren Referenzleistungen in Abhängigkeit eines oder mehrerer, insbesondere aller, aus der Gruppe bereitgestellt werden: eines Gerätetyps der Wärmepumpe, insbesondere Luft- Wasser-Wärmepumpe, Sole-Wasser-Wärmepumpe, Wasser-Wasser-Wärmepumpe etc.; eines Regelungsverfahrens der Wärmepumpe, insbesondere einer Leistungsregelung der Wärmepumpe oder einer Konstantleistung der Wärmepumpe; einer Leistungsklasse, der die Wärmepumpe zugeordnet ist; eines Betriebsmodus der Wärmepumpe, insbesondere eines Demand-Response Betriebs, eines Normalbetriebs, einer Warmwasserbereitung, eines Heizbetriebs, eines Kühlbetriebs etc.; einer Klimazone, in der die Wärmepumpe aufgestellt ist; einem Alter der Wärmepumpe; einer Außentemperatur; einer Luftfeuchtigkeit; einer Zeit, insbesondere einer Jahreszeit, einer Tageszeit, einem Wochentag; einer Windstärke; etc. Dadurch können die Referenzdaten besonders an Einflüsse, die den Betrieb der Wärmepumpe und/oder deren Laufzeit beeinflussen, angepasst und die Anzahl an fälschlicherweise detektierten Fehlern bzw. fälschlicherweise nicht-detektierten Fehlern können reduziert werden. A particularly safety-conscious embodiment can include the steps of providing one or more reference outputs of the heat pump, in particular a maximum and/or minimum output of the heat pump; detecting an electrical power during the duration of the operation interval of the heat pump; Comparing the detected electrical power with the one or more reference power of the heat pump include. The monitoring result can then also be determined as a function of the result of the comparison of the electrical power recorded with the one or more reference powers. As a result, wear and tear on the heat pump that leads to increased or reduced electrical energy consumption can be recorded and taken into account when monitoring the heat pump. In a particularly adapted embodiment, the one or more reference services can be provided depending on one or more, in particular all, from the group: a device type of heat pump, in particular air-to-water heat pump, brine-to-water heat pump, water-to-water heat pump, etc .; a control method of the heat pump, in particular a power control of the heat pump or a constant power of the heat pump; a performance class to which the heat pump is assigned; an operating mode of the heat pump, in particular demand-response operation, normal operation, hot water preparation, heating operation, cooling operation, etc.; a climate zone in which the heat pump is installed; an age of the heat pump; an outside temperature; a humidity level; a time, in particular a season, a time of day, a day of the week; a wind force; etc. As a result, the reference data can be adapted in particular to influences that affect the operation of the heat pump and/or its running time, and the number of errors that are incorrectly detected or errors that are incorrectly not detected can be reduced.
In einer besonders zuverlässigen Ausführungsform können die einen oder mehreren Referenzleistungen in Abhängigkeit einer Mehrzahl an Betriebsdaten von Wärmepumpen und/oder in Abhängigkeit einer Simulation, insbesondere mehrerer Simulationen, eines Wärmepumpensystems bereitgestellt werden. Durch das Heranziehen von einer Mehrzahl an Betriebsdaten von Wärmepumpen (weiteren Wärmepumpen) können praxisnahe Referenzleistungen über einen effizienten Betrieb einer Wärmepumpe erhoben werden. Mittels einer Simulation einer Wärmepumpenanlage können Simulationsdaten bereitgestellt werden. Die eine oder mehreren Referenzleistungen können dann in Abhängigkeit der Simulationsdaten an die Wärmepumpenanlage umfassend die Wärmepumpe angepasst werden. Des Weiteren können mittels der Simulation/en Referenzleistungen für Wärmepumpenanlagen erzeugt werden, für die keine Daten aus der Praxis vorliegen. In a particularly reliable embodiment, the one or more reference powers can be provided as a function of a plurality of operating data from heat pumps and/or as a function of a simulation, in particular a number of simulations, of a heat pump system. By using a large number of operating data from heat pumps (other heat pumps), practical reference performance can be collected for efficient operation of a heat pump. Simulation data can be provided by simulating a heat pump system. The one or more reference outputs can then be adjusted to the heat pump system, including the heat pump, as a function of the simulation data. Furthermore, the simulation(s) can be used to generate reference outputs for heat pump systems for which no practical data is available.
Ein besonders vorteilhaftes Verfahren kann den Schritt Ausgeben einer Fehlermeldung in Abhängigkeit des Überwachungsergebnisses und gegebenenfalls in Abhängigkeit eines oder mehrerer Vergleichsergebnisse beinhalten. Dadurch kann besonders zielführend auf einen Fehler im Betrieb der Wärmepumpe hingewiesen werden. Wenn die Fehlermeldung in Abhängigkeit eines oder mehrerer Vergleichsergebnisse ausgegeben wird, kann zudem einem Fachmann/Benutzer eine Hilfestellung zum Beseitigen des Fehlers gegeben werden. A particularly advantageous method can include the step of outputting an error message as a function of the monitoring result and possibly as a function of one or more comparison results. In this way, a fault in the operation of the heat pump can be pointed out in a particularly targeted manner. If the error message is output as a function of one or more comparison results, an expert/user can also be given assistance in eliminating the error.
In einem besonders wartungsfreundlichen Verfahren kann das Ausgeben einer Fehlermeldung zusätzlich in Abhängigkeit eines Ergebnisses eines oder mehrerer der Folgenden Vergleiche erfolgen: einer vorgegebenen Rücklauftemperatur mit einer erfassten Rücklauftemperatur der Wärmepumpe; einer vorgegebenen Vorlauftemperatur mit einer erfassten Vorlauftemperatur der Wärmepumpe; eines ersten vorgegebenen Referenzwerts mit einer Differenz zwischen der erfassten Rücklauftemperatur und der erfassten Vorlauftemperatur; einem zweiten vorgegebenen Referenzwert mit einem erfassten Primärvolumenstrom; einem dritten vorgegebenen Referenzwert mit einem erfassten Druck im Wärmepumpensystem; einem vierten vorgegebenen Referenzwert mit einer erfassten Primärtemperatur; eines fünften vorgegebenen Referenzwerts mit einer Differenz zwischen der erfassten Ein- und Austrittstemperatur der Primärseite. Ein Primärvolumenstrom ist beispielsweise ein Volumenstrom im Primärkreis der Wärmepumpe. Eine Wärmepumpe kann regelmäßig einen Primärkreis, einen Kältekreis und einen Sekundärkreis umfassen. In manchen Ausführungsformen kann ein Primärkreis und/oder Sekundärkreis im Kältekreis integriert sein. Ein Primärkreis dient zur Wärmeaufnahme aus der Umwelt, beispielsweise aus der Luft, aus einem Wasser, vom Boden etc. Der Sekundärkreis dient der Wärmeabgabe, beispielsweise der Abgabe an einen Heizkreis, an einen Warmwasserkreis, an eine Wärmesenke etc. In a particularly maintenance-friendly method, an error message can also be output as a function of a result of one or more of the following comparisons: a specified return temperature with a detected return temperature of the heat pump; a predetermined flow temperature with a detected flow temperature of the heat pump; a first predetermined reference value with a difference between the detected return temperature and the detected flow temperature; a second predetermined reference value with a detected primary volume flow; a third predetermined reference value with a detected pressure in the heat pump system; a fourth predetermined reference value with a detected primary temperature; a fifth predetermined reference value with a difference between the recorded inlet and outlet temperature of the primary side. A primary volume flow is, for example, a volume flow in the primary circuit of the heat pump. A heat pump can regularly include a primary circuit, a cooling circuit and a secondary circuit. In some embodiments, a primary circuit and/or secondary circuit can be integrated in the refrigeration circuit. A primary circuit is used to absorb heat from the environment, e.g. from the air, from water, from the ground, etc. The secondary circuit is used to emit heat, e.g. to a heating circuit, a hot water circuit, a heat sink, etc.
In manchen Ausführungsformen kann der Primärkreis und/oder der Sekundärkreis mit dem Kältekreis über einen Wärmetauscher verbunden sein. In some embodiments, the primary circuit and/or the secondary circuit can be connected to the refrigeration circuit via a heat exchanger.
Die Nummerierung der Referenzwerte mit erster, zweiter, dritter, vierter, fünfter soll keine Reihenfolge oder Ordnung der Referenzwerte untereinander darstellen, sondern dient nur zum Unterscheiden der einzelnen Referenzwerte voneinander. The numbering of the reference values as first, second, third, fourth, fifth is not intended to represent any sequence or order of the reference values among one another, but only serves to distinguish the individual reference values from one another.
Der Kältekreis gibt beispielsweise eine erzeugte Wärme/Kälte beispielsweise mittels eines Wärmetauschers/Kältetauschers an den Sekundärkreis ab. Der Sekundärkreis kann einen Vorlauf mit hoher Temperatur (Heizkreis) und einen Rücklauf umfassen. Der Primärkreis kann einen Vorlauf mit niedriger Temperatur (Kühlkreis) und einen Rücklauf umfassen. In manchen Ausführungsformen kann sowohl ein Sekundärkreis in Form eines Heizkreises als auch ein Primärkreis in Form eines Kühlkreises durch einen Wärmetauscher zur Wärme-/Kälteübertragung mit dem Kältekreis verbunden sein. Eine Primärtemperatur ist eine im Primärkreis gemessene Temperatur. Ein Primärvolumenstrom ist ein Volumenstrom im Primärkreis. Ein erfasster Druck im Wärmepumpensystem kann ein erfasster Druck im Primärkreis, ein erfasster Druck im Sekundärkreis und/oder ein erfasster Druck im Kältekreis sein. The refrigeration circuit emits generated heat/cold, for example by means of a heat exchanger/cold exchanger, to the secondary circuit. The secondary circuit can include a high-temperature flow (heating circuit) and a return. The primary circuit can include a low-temperature flow (cooling circuit) and a return. In In some embodiments, both a secondary circuit in the form of a heating circuit and a primary circuit in the form of a cooling circuit can be connected to the cooling circuit through a heat exchanger for heat/cold transfer. A primary temperature is a temperature measured in the primary circuit. A primary volume flow is a volume flow in the primary circuit. A detected pressure in the heat pump system can be a detected pressure in the primary circuit, a detected pressure in the secondary circuit and/or a detected pressure in the refrigeration circuit.
Dies hat den Vorteil, dass ein Fehler im Betrieb oder im Zusammenhang mit dem Betrieb der Wärmepumpe besonders einfach ermittelt und somit eine Wartung bzw. Fehlerbeseitigung besonders effizient und zielführend durchgeführt werden kann. This has the advantage that a fault during operation or in connection with the operation of the heat pump can be determined in a particularly simple manner and maintenance or troubleshooting can therefore be carried out in a particularly efficient and targeted manner.
In manchen Ausführungsformen können Laufzeiten und/oder erfasste elektrische Leistungen eines ersten Zeitintervalls mit Laufzeiten und/oder erfassten elektrischen Leistungen eines zweiten Zeitintervalls, insbesondere mehreren zweiten Zeitintervallen, verglichen werden, beispielsweise durch Vergleichen von Betriebsintervalllängen, Pausenintervalllängen, Laufzeitverhältnissen, erfassten Leistungen etc. Dies kann den Vorteil haben, dass ein Abfall der Effizienz besonders einfach erfasst werden kann. In some embodiments, running times and/or detected electrical powers of a first time interval can be compared with running times and/or detected electrical powers of a second time interval, in particular several second time intervals, for example by comparing operating interval lengths, pause interval lengths, running time ratios, detected powers, etc. This can have the advantage that a drop in efficiency can be detected particularly easily.
Ein Aspekt der Erfindung bezieht sich auf ein System zum Überwachen einer Wärmepumpe. Das System kann eine Einheit zum Bereitstellen von Referenzdaten, die dazu eingerichtet ist, Referenzdaten bereitzustellen; eine Erfassungseinheit, die dazu eingerichtet ist, eine Laufzeit der Wärmepumpe zu erfassen; eine Vergleichseinheit, die dazu eingerichtet ist, die Laufzeit der Wärmepumpe mit den Referenzdaten zu vergleichen; und eine Überwachungsergebnisermittlungseinheit, die dazu eingerichtet ist, ein Überwachungsergebnis in Abhängigkeit des Ergebnisses des Vergleichs der Laufzeit der Wärmepumpe mit den Referenzdaten zu ermitteln, umfassen. One aspect of the invention relates to a system for monitoring a heat pump. The system may include a reference data providing unit configured to provide reference data; a detection unit that is set up to detect a running time of the heat pump; a comparison unit configured to compare the running time of the heat pump with the reference data; and a monitoring result determination unit that is set up to determine a monitoring result depending on the result of the comparison of the running time of the heat pump with the reference data.
Eine Laufzeit kann Daten über einen Betrieb der Wärmepumpe in Abhängigkeit der Zeit umfassen. Insbesondere kann die Laufzeit, Daten über eine Dauer eines Betriebsintervalls und/oder eine Pausenintervalllänge, beispielsweise in Abhängigkeit der Zeit, umfassen. Die Erfassungseinheit kann eine Speichereinheit, in der entsprechende Daten gespeichert sind, umfassen. In manchen Ausführungsformen kann die Erfassungseinheit eine/oder mehrere Sensoren umfassen. In manchen Ausführungsformen kann die Erfassungseinheit eine Kommunikationseinheit zum Empfangen und/oder Abfragen von Daten, insbesondere einer Laufzeit, beispielsweise von einem Sensor, einer Speichereinheit, einem Cloud- Speicher etc. umfassen. A runtime can include data about operation of the heat pump as a function of time. In particular, the running time can include data about the duration of an operating interval and/or a length of a pause interval, for example as a function of time. The detection unit can include a memory unit in which corresponding data are stored. In some embodiments, the detection unit can include one/or more sensors. In some embodiments, the detection unit a communication unit for receiving and/or querying data, in particular a runtime, for example from a sensor, a storage unit, a cloud storage etc.
In manchen Ausführungsformen kann die Einheit zum Bereitstellen von Referenzdaten einen Speicher umfassen, in dem Referenzdaten gespeichert sind. In manchen Ausführungsformen kann die Einheit zum Bereitstellen von Referenzdaten eine Kommunikationseinheit umfassen, die dazu eingerichtet ist, Referenzdaten, beispielsweise von einer Speichereinheit, einem Cloud-Speicher, einer Simulationseinheit, die dazu eingerichtet ist, in Abhängigkeit bereitgestellter Daten eine Simulation durchzuführen, einer weiteren Wärmepumpe, etc. zu empfangen und/oder abzufragen. In manchen Ausführungsformen kann eine Kommunikationseinheit und/oder eine Speichereinheit von der Erfassungseinheit und der Einheit zum Bereitstellen von Referenzdaten gleichermaßen genutzt werden. In some embodiments, the unit for providing reference data can include a memory in which reference data is stored. In some embodiments, the unit for providing reference data can include a communication unit that is set up to receive reference data, for example from a storage unit, a cloud storage device, a simulation unit that is set up to carry out a simulation as a function of provided data, a further heat pump , etc. to receive and/or query. In some embodiments, a communication unit and/or a storage unit can be used equally by the acquisition unit and the unit for providing reference data.
In manchen Ausführungsformen können die Referenzdaten Daten bezüglich einer Referenzlaufzeit, insbesondere einer Referenzbetriebsdauer, einer Referenzintervalllänge etc. umfassen. In some embodiments, the reference data can include data relating to a reference runtime, in particular a reference operating time, a reference interval length, etc.
Ein besonders weiterentwickeltes System kann eine Ausgabeeinheit umfassen, die dazu eingerichtet ist, eine Fehlermeldung in Abhängigkeit des Überwachungsergebnisses und gegebenenfalls in Abhängigkeit eines oder mehrerer Vergleichsergebnisse auszugeben. Die Ausgabeeinheit kann beispielsweise dazu eingerichtet sein, die Fehlermeldung akustisch, insbesondere mittels eines Lautsprechers, und/oder visuell, insbesondere mittels einer Anzeigeeinheit, auszugeben. In manchen Ausführungsformen kann die Ausgabeeinheit dazu eingerichtet sein, eine Nachricht mittels einer Kommunikationseinheit an ein externes Gerät zu senden. Ein Externes Gerät kann beispielsweise ein PC, ein Handy, ein Server etc. sein. A particularly advanced system can include an output unit that is set up to output an error message depending on the monitoring result and possibly depending on one or more comparison results. The output unit can be set up, for example, to output the error message acoustically, in particular by means of a loudspeaker, and/or visually, in particular by means of a display unit. In some embodiments, the output unit can be set up to send a message to an external device using a communication unit. An external device can be a PC, a mobile phone, a server, etc., for example.
Die Ausgabeeinheit kann dazu eingerichtet sein ein Signal zum Durchführen eines regelungstechnischen Eingriffs in ein Regelungsverfahren der Wärmepumpe in Abhängigkeit des Überwachungsergebnisses auszugeben. In manchen Ausführungsformen kann die Nachricht eine SMS, eine E-Mail, eine Nachricht in einer Markup-Language etc. sein. In manchen Ausführungsformen kann eine Nachricht, insbesondere in Abhängigkeit eines Überwachungsergebnisses und/oder eines oder mehrerer Vergleichsergebnisse, an einen Fachmann (Kundendienstmonteur), an einen Benutzer, an einen Wartungsdienst, einen Wärmepumpenbetreiber und/oder an einen Hersteller etc. gesendet werden. Im Folgenden wird diese Liste durch die Begriffe „Benutzer oder Betreiber der Wärmepumpe“ zusammengefasst. Dadurch kann eine Wärmepumpe besonders zielführend hinsichtlich der Sicherheit und Effizienz betrieben werden. In manchen Ausführungsformen kann eine Nachricht in Abhängigkeit eines Überwachungsergebnisses und/oder eines oder mehrerer Vergleichsergebnisse an ein externes Gerät gesendet werden. The output unit can be set up to output a signal for carrying out a control intervention in a control method of the heat pump as a function of the monitoring result. In some embodiments, the message may be an SMS, an email, a markup language message, and so on. In some embodiments, a message can be sent to a specialist (customer service fitter), to a user, to a maintenance service, to a heat pump operator and/or to a manufacturer etc., in particular depending on a monitoring result and/or one or more comparison results. In the following, this list is summarized by the terms "user or operator of the heat pump". As a result, a heat pump can be operated in a particularly targeted manner in terms of safety and efficiency. In some embodiments, a message can be sent to an external device depending on a monitoring result and/or one or more comparison results.
Die Nachricht kann insbesondere eine Fehlermeldung umfassen. Ferner kann die Nachricht einen Vorschlag zum Durchführen des regelungstechnischen Eingriffs enthalten. Ein Benutzer oder Betreiber der Wärmepumpe kann durch Eingeben einer Bestätigung das Durchführen des vorgeschlagenen regelungstechnischen Eingriffs auslösen. In particular, the message can include an error message. Furthermore, the message can contain a suggestion for carrying out the control-related intervention. A user or operator of the heat pump can trigger the implementation of the proposed control intervention by entering a confirmation.
Ein weiterer Aspekt der Erfindung bezieht sich auf ein Computerprogramm-Produkt umfassend Befehle, die bei der Ausführung des Programms durch einen Computer diesen veranlassen, die Schritte des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 15 auszuführen. Dadurch können auf einfache Weise bestehende Anlagen mit dem erfindungsgemäßen Verfahren ausgestattet werden und die Effizienz und Sicherheit einer bereits installierten Wärmepumpe verbessert und Ausfälle der bereits installierten Wärmepumpe vermieden werden. A further aspect of the invention relates to a computer program product comprising instructions which, when the program is executed by a computer, cause the latter to carry out the steps of the method according to one of claims 1 to 15. As a result, existing systems can easily be equipped with the method according to the invention and the efficiency and safety of an already installed heat pump can be improved and failures of the already installed heat pump can be avoided.
Beischreibung der Figuren Description of the characters
Fig. 1, 2 und 3 zeigen jeweils schematisch ein Verfahren zum Überwachen einer Wärmepumpe gemäß einer Ausführungsform der Erfindung. 1, 2 and 3 each show schematically a method for monitoring a heat pump according to an embodiment of the invention.
Fig. 4 zeigt schematisch ein System zum Überwachen einer Wärmepumpe gemäß einer Ausführungsform der Erfindung. Fig. 5 zeigt schematisch ein Wärmepumpensystem gemäß einer Ausführungsform der Erfindung. 4 schematically shows a system for monitoring a heat pump according to an embodiment of the invention. 5 schematically shows a heat pump system according to an embodiment of the invention.
Fig. 6a zeigt ein Leistungsdiagramm in Abhängigkeit der Zeit einer ineffizienten Wärmepumpe und Fig. 6b zeigt eine Häufigkeitsverteilung der Laufzeit dieserFIG. 6a shows a performance diagram as a function of time for an inefficient heat pump, and FIG. 6b shows a frequency distribution of the running time of this
Wärmepumpe. heat pump.
Fig. 6c zeigt ein Leistungsdiagramm in Abhängigkeit der Zeit einer effizienten Wärmepumpe und Fig. 6d zeigt eine Häufigkeitsverteilung der Laufzeit dieserFIG. 6c shows a power diagram of an efficient heat pump as a function of time, and FIG. 6d shows a frequency distribution of the running time of this
Wärmepumpe. heat pump.
Fig. 7 zeigt schematisch eine Häufigkeitsverteilung der Pausenintervalllängen und Betriebsintervalllängen einer optimierten Wärmepumpe gemäß einer Ausführungsform der Erfindung. 7 schematically shows a frequency distribution of the pause interval lengths and operating interval lengths of an optimized heat pump according to an embodiment of the invention.
Fig. 1 zeigt schematisch ein Verfahren zum Überwachen einer Wärmepumpe gemäß einer Ausführungsform der Erfindung. Das Verfahren kann einen Schritt S10 Bereitstellen von Referenzdaten umfassen. Das Bereitstellen von Referenzdaten kann ein Bereitstellen einer Referenzlaufzeit für die Wärmepumpe umfassen. Eine Referenzlaufzeit kann eine Mindestlänge eines Betriebsintervalls der Wärmepumpe und/oder eine Mindestlänge einer Betriebspause beinhalten. In manchen Ausführungsformen kann das Bereitstellen von Referenzdaten ein Bereitstellen eines oberen und/oder eines unteren Grenzwerts eines Verhältnisses zwischen einer Betriebsintervalllänge und einer Pausenintervalllänge der Wärmepumpe umfassen. In manchen Ausführungsformen kann das Bereitstellen von Referenzdaten ein Auslesen und/oder ein Speichern von Referenzdaten aus bzw. in einer Speichereinheit umfassen. In manchen Ausführungsformen kann das Bereitstellen von Referenzdaten ein Initialisieren einer Variablen bzw. einer Konstante in einem Computerprogrammprodukt beinhalten. 1 schematically shows a method for monitoring a heat pump according to an embodiment of the invention. The method can include a step S10 providing reference data. Providing reference data can include providing a reference runtime for the heat pump. A reference runtime can include a minimum length of an operating interval of the heat pump and/or a minimum length of an operating pause. In some embodiments, providing reference data can include providing an upper and/or a lower limit value of a ratio between an operating interval length and a pause interval length of the heat pump. In some embodiments, the provision of reference data can include reading out and/or storing reference data from or in a storage unit. In some embodiments, the provision of reference data can include initializing a variable or a constant in a computer program product.
Das Verfahren umfasst den Schritt Sil Erfassen einer Laufzeit der Wärmepumpe. Das Erfassen einer Laufzeit kann ein Erfassen einer Dauer eines Betriebsintervalls der Wärmepumpe als Betriebsintervalllänge und/oder ein Erfassen einer Dauer einer Betriebspause der Wärmepumpe als Pausenintervalllänge umfassen. Eine Betriebsintervalllänge gibt die Dauer eines Betriebsintervalls der Wärmepumpe in einem Lastbetrieb wieder. Ein Lastbetrieb ist vorzugsweise ein Betrieb, in dem die Wärmepumpe mit dem Ziel einer Wärme- bzw. Kälteerzeugung betrieben wird. Eine Betriebspause kann beispielsweise in einem Standby-Betrieb bzw. bei einer ausgeschalteten Wärmepumpe etc. vorliegen. In manchen Ausführungsformen wird die Wärmepumpe während einer Betriebspause nicht mit dem Ziel der Wärme- und/oder Kälteerzeugung betrieben. The method includes the step Sil detecting a running time of the heat pump. The recording of a running time can include recording a duration of an operating interval of the heat pump as an operating interval length and/or recording a duration of an operating pause of the heat pump as a pause interval length. An operating interval length gives the duration of an operating interval of the heat pump in one load operation again. A load operation is preferably an operation in which the heat pump is operated with the aim of generating heat or cold. A break in operation can be present, for example, in a standby mode or when the heat pump etc. is switched off. In some embodiments, the heat pump is not operated with the aim of generating heat and/or cold during a pause in operation.
In einem Schritt S12 wird die erfasste Laufzeit der Wärmepumpe mit den Referenzdaten verglichen. Der Vergleich kann beispielsweise einen qualitativen und/oder quantitativen Vergleich umfassen. In manchen Ausführungsformen kann das Ergebnis des Vergleichs ein absolutes oder ein relatives Ergebnis sein. In a step S12, the recorded running time of the heat pump is compared with the reference data. The comparison can include a qualitative and/or quantitative comparison, for example. In some embodiments, the result of the comparison can be an absolute or a relative result.
In einem Schritt S13 wird ein Überwachungsergebnis in Abhängigkeit des Ergebnisses des Vergleichs der Laufzeit der Wärmepumpe mit den Referenzdaten ermittelt. In a step S13, a monitoring result is determined as a function of the result of the comparison of the running time of the heat pump with the reference data.
In manchen Ausführungsformen kann das Verfahren einen optionalen Schritt S14 Ausgeben einer Fehlermeldung in Abhängigkeit des Überwachungsergebnisses umfassen. In manchen Ausführungsformen kann die Fehlermeldung einen Fehlercode in Abhängigkeit des Überwachungsergebnisses beinhalten. In manchen Ausführungsformen kann die Fehlermeldung, insbesondere ein Fehlercode, zusätzlich in Abhängigkeit eines oder mehrerer Vergleichsergebnisse ausgegeben werden. In manchen Ausführungsformen kann eine Einheit zur Ausgabe der Fehlermeldung, insbesondere eine Anzeigeeinheit, eine Lautsprechereinheit und/oder eine Kommunikationseinheit, in Abhängigkeit eines Fehlercodes und/oder eines oder mehrerer Vergleichsergebnisse gewählt werden. In some embodiments, the method can include an optional step S14 outputting an error message depending on the monitoring result. In some embodiments, the error message can contain an error code depending on the monitoring result. In some embodiments, the error message, in particular an error code, can also be output as a function of one or more comparison results. In some embodiments, a unit for outputting the error message, in particular a display unit, a loudspeaker unit and/or a communication unit, can be selected depending on an error code and/or one or more comparison results.
In manchen Ausführungsformen kann das Verfahren einen optionalen Schritt S15 Ermitteln eines Verhältnisses zwischen der Betriebsintervalllänge und der Pausenintervalllänge als Laufzeitverhältnis umfassen, wobei dann das Vergleichen der Laufzeit der Wärmepumpe mit den Referenzdaten ein Vergleichen des Laufzeitverhältnisses mit einem oberen und/oder unteren Grenzwert im Schritt S12 umfasst. In some embodiments, the method can include an optional step S15 determining a ratio between the operating interval length and the pause interval length as a runtime ratio, in which case comparing the runtime of the heat pump with the reference data includes comparing the runtime ratio with an upper and/or lower limit value in step S12 .
Fig. 2 zeigt schematisch ein Verfahren zum Überwachen einer Wärmepumpe gemäß einer Ausführungsform der Erfindung. Das in Fig. 2 gezeigte Verfahren basiert auf dem in Fig. 1 gezeigten Verfahren. Das in Fig. 2 gezeigte Verfahren kann einen optionalen Schritt S21 Ermitteln von stochastischen Betriebsdaten aus einer Mehrzahl an Betriebsintervalllängen, aus einer Mehrzahl an Pausenintervalllängen und/oder aus einer Mehrzahl an Laufzeitverhältnissen umfassen. Vorteilhafterweise kann der Schritt S21 nach dem Schritt Sil und vor dem Schritt S12 ausgeführt werden. Das Vergleichen im Schritt S12 kann als Folge des Schrittes S21 ein Vergleichen der stochastischen Betriebsdaten mit den stochastischen Referenzdaten umfassen. 2 schematically shows a method for monitoring a heat pump according to an embodiment of the invention. The method shown in FIG. 2 is based on the method shown in FIG. The method shown in FIG. 2 can have an optional step S21 Determining stochastic operating data from a plurality of operating interval lengths, from a plurality of pause interval lengths and/or from a plurality of runtime ratios. Advantageously, step S21 can be performed after step S11 and before step S12. As a result of step S21, the comparison in step S12 can include a comparison of the stochastic operating data with the stochastic reference data.
Zudem kann das Verfahren einen weiteren optionalen Schritt S22 Ermitteln von stochastischen Referenzdaten in Abhängigkeit der Referenzdaten, insbesondere wenn die Referenzdaten keine stochastischen Referenzdaten umfassen oder nur für einen Teil der Referenzdaten stochastische Referenzdaten vorliegen, beinhalten. Dadurch kann sichergestellt werden, dass die erfassten Laufzeiten mit den Referenzdaten optimal verglichen werden können. In manchen Ausführungsformen, insbesondere wenn die Referenzdaten bereits stochastische Referenzdaten wiedergeben, bzw. umfassen, kann der Schritt S22 entfallen. In addition, the method can include a further optional step S22 of determining stochastic reference data as a function of the reference data, in particular if the reference data does not include any stochastic reference data or stochastic reference data is only available for part of the reference data. This can ensure that the recorded transit times can be optimally compared with the reference data. In some embodiments, in particular if the reference data already reflects or includes stochastic reference data, step S22 can be omitted.
Fig. 3 zeigt schematisch ein Verfahren zum Überwachen einer Wärmepumpe gemäß einer Ausführungsform der Erfindung. Das in Fig. 3 gezeigte Verfahren basiert auf dem in Fig. 1 gezeigten Verfahren und unterscheidet sich von diesem dahingehend, dass es optional die Schritte S31 bis S33 umfasst. Im optionalen Schritt S31 kann eine oder mehrere Referenzleistungen der Wärmepumpe, insbesondere eine maximale und/oder eine minimale Referenzleistung der Wärmepumpe bereitgestellt werden. Eine Referenzleistung kann beispielsweise mithilfe einer Simulation oder mithilfe von Le istungs werten einer weiteren Wärmepumpe bereitgestellt werden. Im Schritt S32 wird eine elektrische Leistung während der Dauer eines Betriebsintervalls der Wärmepumpe erfasst. In einem Schritt S33 wird die erfasste elektrische Leistung mit den einen oder mehreren Referenzleistungen der Wärmepumpe verglichen. Das Ermitteln des Überwachungsergebnisses im Schritt S13 kann dann in Abhängigkeit des Ergebnisses des Vergleichs der elektrischen Leistung mit den einen oder mehreren Referenzleistungen aus dem Schritt S32 erfolgen. 3 schematically shows a method for monitoring a heat pump according to an embodiment of the invention. The method shown in FIG. 3 is based on the method shown in FIG. 1 and differs from it in that it optionally includes steps S31 to S33. In the optional step S31, one or more reference outputs of the heat pump, in particular a maximum and/or a minimum reference output of the heat pump, can be provided. A reference output can be provided, for example, using a simulation or using output values from another heat pump. In step S32, an electric power is detected during an operation interval of the heat pump. In a step S33, the detected electrical power is compared with the one or more reference powers of the heat pump. The monitoring result can then be determined in step S13 depending on the result of the comparison of the electrical power with the one or more reference powers from step S32.
In manchen Ausführungsformen können die in den Fig. 1 und 2 gezeigten Verfahrensschritte kombiniert werden. Insbesondere können die Schritte S21, S22, S14, S15, S31 bis S33 mit den Schritten S10 bis S13 bzw. Sil bis S13 unabhängig voneinander kombiniert werden. Zudem können in manchen Ausführungsformen Verfahrensschritte parallel ausgeführt, kombiniert, aufgeteilt, zusammengefasst, hinzugefügt etc. werden, ohne den Kern der Erfindung zu verändern. In manchen Ausführungsformen kann die Reihenfolge der Verfahrensschritte vertauscht werden ohne den Kern der Erfindung dadurch zu beeinflussen. In some embodiments, the method steps shown in FIGS. 1 and 2 can be combined. In particular, steps S21, S22, S14, S15, S31 to S33 can be combined independently of one another with steps S10 to S13 or S11 to S13. In addition, in some embodiments Process steps are executed in parallel, combined, split up, combined, added etc. without changing the essence of the invention. In some embodiments, the order of the method steps can be interchanged without thereby affecting the essence of the invention.
In manchen Ausführungsformen kann ein Computerprogrammprodukt Befehle umfassen, die bei der Ausführung des Programms durch einen Computer diesen veranlassen, Verfahrensschritte der in den Fig. 1 bis 3 gezeigten Verfahren auszuführen. In some embodiments, a computer program product may include instructions which, when the program is executed by a computer, cause the computer to carry out method steps of the methods shown in FIGS. 1 to 3.
Fig. 4 zeigt schematisch ein System zum Überwachen einer Wärmepumpe gemäß einer Ausführungsform der Erfindung. Das System 40 umfasst eine Einheit 41 zum Bereitstellen von Referenzdaten, eine Erfassungseinheit 42, eine Vergleichseinheit 43, und eine Überwachungsergebnisermittlungseinheit 44. In manchen Ausführungsformen kann das System 40 zusätzlich eine Ausgabeeinheit 45 umfassen. Die Einheit 41 zum Bereitstellen von Referenzdaten ist dazu eingerichtet, Referenzdaten bereitzustellen. Die Einheit 41 kann dazu eine Speichereinheit, in der die Referenzdaten gespeichert sind und/oder eine Kommunikationseinheit, mittels derer die Referenzdaten empfangen bzw. abgefragt werden können, umfassen. 4 schematically shows a system for monitoring a heat pump according to an embodiment of the invention. The system 40 includes a unit 41 for providing reference data, an acquisition unit 42, a comparison unit 43, and a monitoring result determination unit 44. In some embodiments, the system 40 can additionally include an output unit 45. The unit 41 for providing reference data is set up to provide reference data. For this purpose, the unit 41 can comprise a memory unit in which the reference data is stored and/or a communication unit, by means of which the reference data can be received or queried.
Die Erfassungseinheit 42 ist dazu eingerichtet, eine Laufzeit der Wärmepumpe zu erfassen. Die Erfassungseinheit 42 kann dazu mit einer Steuereinheit der Wärmepumpe und/oder mit einem oder mehreren Sensoren verbunden sein. In manchen Ausführungsformen kann die Erfassungseinheit 42 eine Kommunikationseinheit umfassen, die dazu eingerichtet ist, die Laufzeit der Wärmepumpe von der Wärmepumpe bzw. einem Cloud-Speicher zu empfangen bzw. abzufragen. In manchen Ausführungsformen können sich die Einheit 41 und die Erfassungseinheit 42 eine Kommunikationseinheit und/oder eine Speichereinheit teilen. Die Vergleichseinheit 43 ist dazu eingerichtet, die Laufzeit der Wärmepumpe mit den Referenzdaten zu vergleichen. Die Vergleichseinheit 43 kann dazu eine oder mehrere analoge und/oder digitale Schaltungen, insbesondere eine Recheneinheit umfassen. The detection unit 42 is set up to detect a running time of the heat pump. For this purpose, the detection unit 42 can be connected to a control unit of the heat pump and/or to one or more sensors. In some embodiments, the detection unit 42 can include a communication unit that is set up to receive or query the runtime of the heat pump from the heat pump or a cloud storage device. In some embodiments, the unit 41 and the detection unit 42 may share a communication unit and/or a storage unit. The comparison unit 43 is set up to compare the running time of the heat pump with the reference data. For this purpose, the comparison unit 43 can comprise one or more analog and/or digital circuits, in particular a computing unit.
Die Überwachungsergebnisermittlungseinheit 44 ist dazu eingerichtet, ein Überwachungsergebnis in Abhängigkeit des Ergebnisses des Vergleichs der Laufzeit der Wärmepumpe mit den Referenzdaten zu ermitteln. In manchen Ausführungsformen kann die Überwachungsergebnisermittlungseinheit 44 dazu eingerichtet sein, das Überwachungsergebnis zusätzlich in Abhängigkeit eines oder mehrerer weiterer Vergleichsergebnisse zu ermitteln. Die Überwachungsergebnisermittlungseinheit 44 kann eine oder mehrere analoge und/oder digitale Schaltungen, insbesondere eine Recheneinheit umfassen. In manchen Ausführungsformen können sich die Einheiten 43 und 44 eine Recheneinheit teilen. The monitoring result determination unit 44 is set up to determine a monitoring result depending on the result of the comparison of the running time of the heat pump with the reference data. In some embodiments, the monitoring result determination unit 44 may be set up to additionally determine the monitoring result as a function of one or more further comparison results. The monitoring result determination unit 44 can include one or more analog and/or digital circuits, in particular a computing unit. In some embodiments, units 43 and 44 may share a computing unit.
Die Ausgabeeinheit 45 ist dazu eingerichtet, eine Fehlermeldung in Abhängigkeit des Überwachungsergebnisses und gegebenenfalls in Abhängigkeit eines oder mehrerer Vergleichsergebnisse auszugeben. In manchen Ausführungsformen kann die Ausgabeeinheit 15 dazu eingerichtet sein, eine Fehlermeldung visuell, beispielsweise mittels eines Displays, und/oder akustisch, insbesondere mittels eines Lautsprechers, gegebenenfalls in Abhängigkeit des Überwachungsergebnisses und/oder eines oder mehrerer Vergleichsergebnisse auszugeben. In manchen Ausführungsformen kann die Ausgabeeinheit eine Kommunikationseinheit umfassen, die dazu eingerichtet ist, eine Fehlermeldung an eine externe Einheit zu übermitteln, insbesondere in Abhängigkeit des Überwachungsergebnisses und/oder eines oder mehrerer Vergleichsergebnisse. Eine externe Einheit kann beispielsweise ein Mobilfunkgerät, ein Server, ein Wartungsgerät, etc. sein. The output unit 45 is set up to output an error message depending on the monitoring result and possibly depending on one or more comparison results. In some embodiments, the output unit 15 can be set up to output an error message visually, for example using a display, and/or acoustically, in particular using a loudspeaker, possibly depending on the monitoring result and/or one or more comparison results. In some embodiments, the output unit can include a communication unit that is set up to transmit an error message to an external unit, in particular depending on the monitoring result and/or one or more comparison results. An external unit can be a mobile radio device, a server, a maintenance device, etc., for example.
Die Ausgabeeinheit 45 kann ferner dazu eingerichtet sein, ein Signal auszugeben, das einen regelungstechnischen Eingriff bewirkt. Insbesondere kann der regelungstechnische Eingriff nach Bestätigen durch einen Benutzer oder Betreiber der Wärmepumpe durchgeführt werden. Beispielsweise kann der regelungstechnische Eingriff in der ausgegebenen Fehlermeldung vorgeschlagen werden. The output unit 45 can also be set up to output a signal that brings about a control intervention. In particular, the technical control intervention can be carried out after confirmation by a user or operator of the heat pump. For example, the technical control intervention can be suggested in the error message that is output.
Gemäß einer beispielhaften Ausführung kann eine lange Laufzeit der Wärmepumpe mit kurzen Betriebspausen erfasst werden. Infolgedessen kann ein Überschreiten der maximalen Rücklauftemperatur detektiert werden. In einer Fehlermeldung kann der Benutzer oder Betreiber der Wärmepumpe einen Hinweis erhalten, dass die maximale Rücklauftemperatur überschritten wurde. Ein möglicher regelungstechnischer Eingriff umfasst beispielsweise ein Erhöhen des Volumenstroms durch ein entsprechendes Ansteuern einer Umwälzpumpe im Heizkreis und/oder ein Reduzieren der Leistung der Wärmepumpe. Der vorgeschlagene bzw. durchgeführte regelungstechnische Eingriff kann unter anderem auch davon abhängig sein, ob die Wärmepumpe im Heizbetrieb oder zur Warmwasserbereitung betrieben wird. According to an exemplary embodiment, a long running time of the heat pump with short breaks in operation can be recorded. As a result, exceeding the maximum return temperature can be detected. The user or operator of the heat pump can receive an error message that the maximum return temperature has been exceeded. A possible control intervention includes, for example, increasing the volume flow by appropriately controlling a circulating pump in the heating circuit and/or reducing the output of the heat pump. The proposed or implemented control intervention can Among other things, it can also depend on whether the heat pump is being operated in heating mode or for hot water preparation.
In manchen Ausführungsformen kann die Ausgabeeinheit sich eine Kommunikationseinheit mit der Einheit 41 und/oder 42 teilen. In manchen Ausführungsformen kann die Ausgabeeinheit dazu eingerichtet sein, einen Fehlercode in Abhängigkeit des Überwachungsergebnisses und gegebenenfalls in Abhängigkeit eines oder mehrerer Vergleichsergebnisse im Zuge der Ausgabe der Fehlermeldung auszugeben. Ein Fehlercode kann ein Codewort, das für einen vorgegebenen Fehler/vorgegebene Fehlerart steht, sein. In manchen Ausführungsformen kann ein Fehlercode auch eine Beschreibung des Fehlers umfassen. In some embodiments, the output unit may share a communication unit with unit 41 and/or 42. In some embodiments, the output unit can be set up to output an error code as a function of the monitoring result and possibly as a function of one or more comparison results in the course of outputting the error message. An error code can be a code word representing a given error/type of error. In some embodiments, an error code may also include a description of the error.
In manchen Ausführungsformen können Einheiten des Systems 40 getrennt, zusammengefasst etc. werden, ohne den Kern der Erfindung zu beeinflussen. In manchen Ausführungsformen können außerdem weitere Einheiten hinzugefügt werden, ohne den Kern der Erfindung zu beeinflussen. In some embodiments, units of system 40 may be separated, combined, etc. without affecting the essence of the invention. In some embodiments, further units can also be added without affecting the gist of the invention.
Fig. 5 zeigt schematisch ein Wärmepumpensystem gemäß einer Ausführungsform der Erfindung. In dem Wärmepumpensystem 50 ist eine Wärmepumpe 51, eine Kühlseite 52 und eine Wärmeseite 53 gezeigt. Die in Fig. 5 gezeigte Wärmepumpe 51 umfasst einen Verdichter 512, einen Verflüssiger/Kondensator 513, ein Expansionsventil 514 und einen Verdampfer 511, die in einem Kältekreis 515 miteinander verbunden sind. In manchen Ausführungsformen kann die Wärmepumpe von der in Fig. 5 gezeigten Wärmepumpe abweichen, ohne den Kern der Erfindung zu verändern. Der Verdampfer 511 kann zudem als Wärmetauscher, als Wärmeübertrager zwischen dem Kältekreis 515 und der Kühlseite 52 fungieren. Die Kühlseite 52 kann in manchen Ausführungsformen ein einfacher Wärmelieferant, wie z. B. eine Umgebungsluft, eine Erdwärme, ein Wasser-/Eisspeicher etc. sein. In manchen Ausführungsformen kann die Kühlseite 52 einen oder mehrere Kühlkreise 523, 524 umfassen. In manchen Ausführungsformen kann die Kühlseite 52 einen Primärkreis 522 bilden. In manchen Ausführungsformen kann die Kühlseite 52 in den Kältekreis 515 integriert sein. 5 schematically shows a heat pump system according to an embodiment of the invention. In the heat pump system 50, a heat pump 51, a cooling side 52 and a heating side 53 are shown. The heat pump 51 shown in FIG. 5 comprises a compressor 512, a condenser/condenser 513, an expansion valve 514 and an evaporator 511, which are connected to one another in a refrigeration circuit 515. In some embodiments, the heat pump may differ from the heat pump shown in FIG. 5 without changing the essence of the invention. The evaporator 511 can also function as a heat exchanger, as a heat exchanger between the refrigeration circuit 515 and the cooling side 52 . In some embodiments, the cooling side 52 can be a simple source of heat, such as e.g. B. an ambient air, a geothermal energy, a water / ice storage etc. be. In some embodiments, the cooling side 52 can include one or more cooling circuits 523, 524. In some embodiments, the cooling side 52 can form a primary circuit 522 . In some embodiments, cooling side 52 may be integrated with refrigeration circuit 515 .
In manchen Ausführungsformen kann die Wärmeseite 53 einen Sekundärkreis 532 (Heizkreis und/oder Warmwasserkreis) bilden. Der Verflüssiger/Kondensator 513 kann als Wärmetauscher zum Übertragen der Wärme aus dem Kältekreiskreis 515 auf die Wärmeseite 53 fungieren. Auf der Wärmseite 53 können beispielsweise ein oder mehrere Heizkreise 533, 534 und/oder Warmwasserkreise 535 angeordnet sein. Die Wärmeseite 53 kann in manchen Ausführungsformen zusätzlich oder anstatt der Heizkreise eine Wärmesenke umfassen. In manchen Ausführungsformen kann die Wärmeseite 53 in den Kältekreis integriert sein. In some embodiments, the heating side 53 can form a secondary circuit 532 (heating circuit and/or hot water circuit). The condenser/condenser 513 can be used as Heat exchangers for transferring the heat from the refrigeration cycle circuit 515 to the heating side 53 function. One or more heating circuits 533, 534 and/or hot water circuits 535 can be arranged on the heating side 53, for example. In some embodiments, the heat side 53 may comprise a heat sink in addition to or instead of the heating circuits. In some embodiments, the warm side 53 may be integrated with the refrigeration circuit.
Das in Fig. 5 dargestellte Wärmepumpensystem dient nur zur Veranschaulichung und zum grundsätzlichen Verständnis einer Wärmepumpe und soll in keiner Weise den Umfang der Erfindung beschränken. Des Weiteren können einzelne Abschnitte der Wärmepumpe 51 sowie auf der Kühlseite 52 als auch auf der Wärmeseite 53 anderweitig ausgeführt sein, ohne die Funktionalität der Erfindung in irgendeiner Art und Weise einzuschränken. The heat pump system shown in FIG. 5 is only for illustration and basic understanding of a heat pump and is not intended to limit the scope of the invention in any way. Furthermore, individual sections of the heat pump 51 and on the cooling side 52 and on the heating side 53 can be designed differently without restricting the functionality of the invention in any way.
Fig. 6a zeigt ein Leistungsdiagramm in Abhängigkeit der Zeit einer ineffizienten Wärmepumpe und Fig. 6b zeigt eine Häufigkeitsverteilung der Laufzeit dieser Wärmepumpe. Fig. 6c zeigt ein Leistungsdiagramm in Abhängigkeit der Zeit einer effizienten Wärmepumpe und Fig. 6d zeigt eine Häufigkeitsverteilung der Laufzeit dieser Wärmepumpe. In den Diagrammen der Fig. 6a und 6c sind auf der x-Achse die Tage eines Jahres aufgetragen und auf der y-Achse ist die Zeit eines Tages. Die Auflösung bezüglich der y-Achse beträgt 10 Minuten. Rechterhand der Fig. 6a und 6c ist jeweils ein Farbschema als Legende dargestellt. Das Farbschema stellt eine verbrauchte elektrische Leistung in Watt der Wärmepumpe dar. FIG. 6a shows a performance diagram of an inefficient heat pump as a function of time, and FIG. 6b shows a frequency distribution of the running time of this heat pump. FIG. 6c shows a power diagram of an efficient heat pump as a function of time, and FIG. 6d shows a frequency distribution of the running time of this heat pump. In the diagrams of FIGS. 6a and 6c, the days of a year are plotted on the x-axis and the time of a day is plotted on the y-axis. The resolution with respect to the y-axis is 10 minutes. A color scheme is shown as a legend on the right-hand side of FIGS. 6a and 6c. The color scheme represents the electrical power consumed by the heat pump in watts.
In den Diagrammen der Fig. 6b und 6d ist jeweils auf der x-Achse die Pausenintervalllänge in Stunden, auf der y-Achse die Betriebsintervalllänge in Stunden und in z-Richtung die Anzahl der Ereignisse aufgetragen. Die Daten des Diagramms der Fig. 6b sind dem Diagramm der Fig. 6a entnommen und die Daten des Diagramms der Fig. 6c sind dem Diagramm der Fig. 6d entnommen. In the diagrams of FIGS. 6b and 6d, the pause interval length in hours is plotted on the x-axis, the operating interval length in hours is plotted on the y-axis, and the number of events is plotted in the z-direction. The data of the graph of Figure 6b is taken from the graph of Figure 6a and the data of the graph of Figure 6c is taken from the graph of Figure 6d.
Dem Diagramm der Fig. 6a ist zu entnehmen, dass die ineffiziente Wärmepumpe sehr häufig für relativ kurze Zeit, d.h. kürzer als 40 Minuten, mit einer sehr hohen Leistung, d.h. mit mehr als 4000 Watt betrieben wird. Pausenintervalle sind zudem vor allem zu Beginn und zum Ende des Jahres meist sehr kurz. Dies wird insbesondere durch das Diagramm der Fig. 6b ersichtlich. So sammelt sich der Großteil der Ereignisse der ineffizienten Wärmepumpe in der vorderen Ecke, d.h. die Wärmepumpe wird mit besonders kurzen Betriebsintervallen und besonders kurzen Pausenintervallen betrieben. It can be seen from the diagram in FIG. 6a that the inefficient heat pump is very often operated at a very high output, ie at more than 4000 watts, for a relatively short time, ie less than 40 minutes. Break intervals are also usually very short, especially at the beginning and end of the year. This can be seen in particular from the diagram in FIG. 6b. So accumulates the bulk of the events of the inefficient Heat pump in the front corner, ie the heat pump is operated with particularly short operating intervals and particularly short pause intervals.
Dem Diagramm der Fig. 6c kann hingegen entnommen werden, dass eine Betriebsintervalllänge zumeist zwischen ein und drei Stunden dauert und die Pausenintervalllänge zumeist zwischen ein und drei Stunden liegt. Dies wird insbesondere durch das Diagramm der Fig. 6d verdeutlicht. Der Fig. 6d ist zu entnehmen, dass sich die Ereignisse der effizienten Wärmepumpe um eine Betriebsintervalllänge von 1,5 Stunden und eine Pausenintervalllänge von 1,5 Stunden konzentriert. Zudem kann der Fig. 6d entnommen werden, dass die effiziente Wärmepumpe mit viel geringerer Leistung betrieben wird. Zumeist wird die effiziente Wärmepumpe mit einer Leistung von zwischen 500 und 1500 Watt betrieben. On the other hand, it can be seen from the diagram in FIG. 6c that an operating interval usually lasts between one and three hours and the pause interval usually lasts between one and three hours. This is illustrated in particular by the diagram in FIG. 6d. It can be seen from FIG. 6d that the events of the efficient heat pump are concentrated around an operating interval length of 1.5 hours and a pause interval length of 1.5 hours. In addition, it can be seen from FIG. 6d that the efficient heat pump is operated with much less power. In most cases, the efficient heat pump is operated with an output of between 500 and 1500 watts.
Da der Verschleiß einer Wärmepumpe bei einer niedrigeren Heiztemperatur niedriger ist und auch die Effizienz der Wärmepumpe bei niedrigeren Heiztemperaturen höher ist, ist die Wärmepumpe mit den in den Fig. 6c und 6d dargestellten Diagrammen gegenüber der Wärmepumpe mit den in den Fig. 6a und 6b dargestellten Diagrammen effizienter. Since the wear of a heat pump is lower at a lower heating temperature and the efficiency of the heat pump is also higher at lower heating temperatures, the heat pump with the diagrams shown in Figs. 6c and 6d is compared to the heat pump with the diagrams shown in Figs. 6a and 6b charts more efficiently.
Wie im Diagramm der Fig. 6d ersichtlich treten auch bei der effizienten Wärmepumpe Ereignisse mit Betriebsintervalllängen von unter 30 Minuten und Pausenintervalllängen von unter 30 Minuten auf. Folglich können jedoch auch bei einer Wärmepumpe mit hoher Effizienz kurze Betriebsintervalllängen und kurze Pausenintervalllängen nicht gänzlich ausgeschlossen werden. Zum Vermeiden von Fehlalarmen beim Überwachen der Wärmepumpe mittels der Laufzeitüberwachung und/oder Leistungsüberwachung kann es deshalb hilfreich sein, in Abhängigkeit der erfassten Laufzeit stochastische Parameter, insbesondere eine Verteilungsfunktion, eine Wahrscheinlichkeitsverteilung, einen Mittelwert, eine Standardabweichung, eine Varianz etc. zu ermitteln und die Wärmepumpe mittels der stochastischen Parameter zu überwachen. As can be seen in the diagram in FIG. 6d, events with operating interval lengths of less than 30 minutes and pause interval lengths of less than 30 minutes also occur in the efficient heat pump. Consequently, short operating interval lengths and short pause interval lengths cannot be completely ruled out, even in the case of a heat pump with high efficiency. In order to avoid false alarms when monitoring the heat pump by means of the runtime monitoring and/or power monitoring, it can therefore be helpful to determine stochastic parameters, in particular a distribution function, a probability distribution, a mean value, a standard deviation, a variance, etc., depending on the recorded runtime and to determine the To monitor the heat pump using the stochastic parameters.
In manchen Ausführungsformen können eine Summenhäufigkeit für einen vorgegeben Bereich einer Verteilungsfunktion, insbesondere einer Häufigkeitsverteilung/ Wahrscheinlichkeitsverteilung, ermittelt werden und mit einem Referenzwert verglichen werden. Fig. 7 zeigt schematisch ein Diagramm einer Häufigkeitsverteilung der Pausenintervalllängen und Betriebsintervalllängen einer optimierten Wärmepumpe gemäß einer Ausführungsform der Erfindung. An der x-Achse ist die Pausenintervalllänge aufgetragen und an der y-Achse die Betriebsintervalllänge. An der z-Achse ist die Anzahl der Ereignisse aufgetragen. Der Fig. 7 ist zu entnehmen, dass ein Betriebsintervall der Wärmepumpe mindestens fünf Minuten andauert. Ein Pausenintervall der Wärmepumpe dauert ebenfalls mindestens fünf Minuten. Dadurch wird ein ineffizientes kurzzeitiges Einschalten bzw. Ausschalten der Wärmepumpe, bei dem hohe Einschaltverluste und hohe Abnutzungen auftreten, vermieden. Des Weiteren kann der Fig. 7 entnommen werden, dass sich die Betriebsintervalllänge auf zwischen fünf Minuten und 2,5 Stunden konzentriert. Die Pausenintervalllänge konzentriert sich auf zwischen fünf Minuten und vier Stunden. In some embodiments, a cumulative frequency for a specified range of a distribution function, in particular a frequency distribution/probability distribution, can be determined and compared with a reference value. 7 schematically shows a diagram of a frequency distribution of the pause interval lengths and operating interval lengths of an optimized heat pump according to an embodiment of the invention. The pause interval length is plotted on the x-axis and the operating interval length on the y-axis. The number of events is plotted on the z-axis. It can be seen from FIG. 7 that an operating interval of the heat pump lasts at least five minutes. A pause interval of the heat pump also lasts at least five minutes. This avoids an inefficient, short-term switching on or off of the heat pump, which would result in high switch-on losses and high levels of wear and tear. Furthermore, it can be seen from FIG. 7 that the operating interval length is concentrated between five minutes and 2.5 hours. Rest interval length is concentrated between five minutes and four hours.
Somit ist der in Fig. 7 gezeigte Betrieb besonders ausgewogen hinsichtlich der Laufzeit und es kann grundsätzlich von einem effizienten Betrieb ausgegangen werden. The operation shown in FIG. 7 is therefore particularly well-balanced with regard to the running time and efficient operation can basically be assumed.
In manchen Ausführungsformen, insbesondere in einem der in den Figuren 1 bis 7 gezeigten Ausführungsformen, kann bei zwischen 0,05 und 3,0, insbesondere zwischen 0,07 und 2,4 Einschaltungen pro Betriebsstunde (Anzahl der Betriebsintervallstarts pro Betriebsstunde) von einer effizienten Wärmepumpe ausgegangen werden. Eine Betriebsstunde ist eine Stunde, in der sich die Wärmepumpe im Betrieb befindet. Die Summe aller Betriebsstunden entspricht der Summe über alle Betriebsintervalllängen. In some embodiments, in particular in one of the embodiments shown in Figures 1 to 7, between 0.05 and 3.0, in particular between 0.07 and 2.4 activations per hour of operation (number of operating interval starts per hour of operation) of an efficient heat pump can be assumed. An operating hour is an hour in which the heat pump is in operation. The total of all operating hours corresponds to the total of all operating interval lengths.
In manchen Ausführungsformen kann bei einer Wärmepumpe eines Typs „Variable Leistung - Erdwärme“ bei durchschnittlich zwischen 0,05 und 0,2 Einschaltungen pro Betriebsstunde von einer effizienten Wärmepumpe ausgegangen werden. In manchen Ausführungsformen kann bei einer Wärmepumpe eines Typs „Variable Leistung - Luft“ bei durchschnittlich zwischen 0,2 und 0,6 Einschaltungen pro Betriebsstunde von einer effizienten Wärmepumpe ausgegangen werden. In manchen Ausführungsformen kann bei einer Wärmepumpe eines Typs „Konstantleistung - Erdwärme“ bei durchschnittlich zwischen 0,8 und 2,4 Einschaltungen pro Betriebsstunde von einer effizienten Wärmepumpe ausgegangen werden. In some embodiments, a heat pump of a variable capacity - geothermal type can be considered an efficient heat pump at an average of between 0.05 and 0.2 starts per hour of operation. In some embodiments, a heat pump of a variable capacity - air type can be considered an efficient heat pump at an average of between 0.2 and 0.6 starts per hour of operation. In some embodiments, a heat pump of a "constant output - geothermal" type can be assumed to be an efficient heat pump with an average of between 0.8 and 2.4 starts per hour of operation.

Claims

Ansprüche Expectations
1. Verfahren zum Überwachen einer Wärmepumpe mit den Schritten: 1. Method for monitoring a heat pump with the steps:
Bereitstellen von Referenzdaten; providing reference data;
Erfassen einer Laufzeit der Wärmepumpe; detecting a running time of the heat pump;
Vergleichen der Laufzeit der Wärmepumpe mit den Referenzdaten; comparing the running time of the heat pump with the reference data;
Ermitteln eines Überwachungsergebnisses in Abhängigkeit des Ergebnisses des Vergleichs der Laufzeit der Wärmepumpe mit den Referenzdaten; und determining a monitoring result depending on the result of the comparison of the running time of the heat pump with the reference data; and
Ausgeben einer Fehlermeldung in Abhängigkeit des Überwachungsergebnisses; und/oder Outputting an error message depending on the monitoring result; and or
Durchführen eines regelungstechnischen Eingriffs in ein Regelungsverfahren der Wärmepumpe in Abhängigkeit des Überwachungsergebnisses. Carrying out a control intervention in a control process of the heat pump depending on the monitoring result.
2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Bereitstellen von Referenzdaten ein Bereitstellen einer Mindestlänge eines Betriebsintervalls umfasst, das Erfassen der Laufzeit der Wärmepumpe ein Erfassen einer Dauer eines Betriebsintervalls der Wärmepumpe als Betriebsintervalllänge umfasst, und das Vergleichen der Laufzeit der Wärmepumpe mit den Referenzdaten ein Vergleichen der Mindestlänge des Betriebsintervalls mit der Betriebsintervalllänge umfasst. 2. The method of claim 1, wherein the provision of reference data includes providing a minimum length of an operating interval, detecting the runtime of the heat pump includes detecting a duration of an operating interval of the heat pump as an operating interval length, and comparing the runtime of the heat pump with the reference data the minimum operating interval length with the operating interval length.
3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, wobei das Bereitstellen von Referenzdaten ein Bereitstellen einer Mindestlänge einer Betriebspause umfasst, das Erfassen der Laufzeit der Wärmepumpe ein Erfassen einer Dauer einer Betriebspause der Wärmepumpe als Pausenintervalllänge umfasst, und das Vergleichen der Laufzeit der Wärmepumpe mit den Referenzdaten ein Vergleichen der Mindestlänge der Betriebspause mit der Pausenintervalllänge umfasst. 3. The method according to any one of claims 1 or 2, wherein the provision of reference data includes providing a minimum length of an operating pause, detecting the runtime of the heat pump includes detecting a duration of an operating pause of the heat pump as a pause interval length, and comparing the runtime of the heat pump with the reference data comprises comparing the minimum length of the pause in operation with the pause interval length.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei das Bereitstellen von Referenzdaten ein Bereitstellen eines oberen und/oder eines unteren Grenzwerts eines Verhältnisses zwischen der Betriebsintervalllänge und der Pausenintervalllänge umfasst, das Verfahren den Schritt umfasst: 4. The method according to any one of claims 1 to 3, wherein the provision of reference data comprises providing an upper and/or a lower limit value of a ratio between the length of the operating interval and the length of the pause interval, the method includes the step:
Ermitteln eines Verhältnisses zwischen der Betriebsintervalllänge und der Pausenintervalllänge als Laufzeitverhältnis, wobei das Vergleichen der Laufzeit der Wärmepumpe mit den Referenzdaten ein Vergleichen des Laufzeitverhältnisses mit dem oberen und/oder unteren Grenzwert umfasst. Determining a ratio between the length of the operating interval and the length of the pause interval as a runtime ratio, the comparison of the runtime of the heat pump with the reference data including a comparison of the runtime ratio with the upper and/or lower limit value.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Referenzdaten in Abhängigkeit eines oder mehrerer, insbesondere aller, aus der Gruppe bereitgestellt werden: eines Gerätetyps der Wärmepumpe, insbesondere Luft-Wasser-Wärmepumpe, Sole-Wasser-Wärmepumpe und Wasser-Wasser-Wärmepumpe; eines Regelungsverfahrens der Wärmepumpe, insbesondere wie einer Leistungsregelung der Wärmepumpe oder einer Konstantleistung der Wärmepumpe; einer Leistungsklasse, der die Wärmepumpe zugeordnet ist; einen Betriebsmodus, insbesondere Demand-Response Betrieb, Normalbetrieb, Warmwasserbereitung, Heizbetrieb und Kühlbetrieb, einer Klimazone, in der die Wärmepumpe aufgestellt ist; einem Alter der Wärmepumpe; einer Außentemperatur; einer Luftfeuchtigkeit; einer Zeit, insbesondere einer Jahreszeit, einer Tageszeit, einem Wochentag; einer Windstärke. 5. The method according to any one of claims 1 to 4, wherein the reference data are provided depending on one or more, in particular all, from the group: a device type of heat pump, in particular air-water heat pump, brine-water heat pump and water-water -heat pump; a control method of the heat pump, in particular such as power control of the heat pump or constant power of the heat pump; a performance class to which the heat pump is assigned; an operating mode, in particular demand-response operation, normal operation, water heating, heating operation and cooling operation, of a climate zone in which the heat pump is installed; an age of the heat pump; an outside temperature; a humidity level; a time, in particular a season, a time of day, a day of the week; a wind force.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Referenzdaten in Abhängigkeit einer Mehrzahl an Betriebsdaten von Wärmepumpen und/oder in Abhängigkeit einer Simulation eines Wärmepumpensystems bereitgestellt werden. 6. The method according to any one of claims 1 to 5, wherein the reference data are provided depending on a plurality of operating data from heat pumps and / or depending on a simulation of a heat pump system.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei das Erfassen einer Laufzeit der Wärmepumpe ein Erfassen der Dauer einer Mehrzahl an Betriebsintervallen umfasst; und das Verfahren den Schritt Ermitteln einer Betriebsintervalllänge in Abhängigkeit der Dauer der Mehrzahl an Betriebsintervallen umfasst. 7. The method according to any one of claims 1 to 6, wherein the detection of a running time of the heat pump comprises detecting the duration of a plurality of operating intervals; and the method comprises the step of determining an operating interval length as a function of the duration of the plurality of operating intervals.
8 Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei das Erfassen einer Laufzeit der Wärmepumpe ein Erfassen der Dauer einer Mehrzahl an Betriebspausen umfasst; und das Verfahren den Schritt Ermitteln einer Pausenintervalllänge in Abhängigkeit der Dauer der Mehrzahl an Betriebspausen umfasst. 8 The method according to any one of claims 1 to 7, wherein the detection of a running time of the heat pump comprises a detection of the duration of a plurality of operating pauses; and the method comprises the step of determining a pause interval length as a function of the duration of the plurality of operational pauses.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei das Erfassen einer Laufzeit der Wärmepumpe ein Erfassen der Dauer einer Mehrzahl an Betriebsintervallen als Mehrzahl an Betriebsintervalllängen umfasst, das Vergleichen der Laufzeit der Wärmepumpe mit den Referenzdaten ein Vergleichen der Mindestlänge des Betriebsintervalls mit der Mehrzahl an9. The method according to any one of claims 1 to 8, wherein the detection of a runtime of the heat pump includes detecting the duration of a plurality of operating intervals as a plurality of operating interval lengths, comparing the runtime of the heat pump with the reference data, comparing the minimum length of the operating interval with the plurality on
Betriebsintervalllängen umfasst, und das Ermitteln eines Überwachungsergebnisses in Abhängigkeit der Ergebnisse der Vergleiche der Mindestlänge des Betriebsintervalls mit der Mehrzahl anIncludes operating interval lengths, and determining a monitoring result depending on the results of the comparisons of the minimum length of the operating interval with the plurality of
Betriebsintervalllängen erfolgt. Operating interval lengths takes place.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei das Erfassen einer Laufzeit der Wärmepumpe ein Erfassen der Dauer einer Mehrzahl an Betriebspausen als Mehrzahl an Pausenintervalllängen umfasst; wobei das Vergleichen der Laufzeit der Wärmepumpe mit den Referenzdaten ein Vergleichen der Mindestlänge der Betriebspause mit der Mehrzahl an10. The method according to any one of claims 1 to 9, wherein the detection of a running time of the heat pump comprises a detection of the duration of a plurality of operating pauses as a plurality of pause interval lengths; wherein comparing the running time of the heat pump with the reference data includes comparing the minimum length of the operating pause with the plurality
Pausenintervalllängen umfasst, und das Ermitteln eines Überwachungsergebnisses in Abhängigkeit der Ergebnisse der Vergleiche der Mindestlänge der Betriebspause mit der Mehrzahl an Pausenintervalllängen erfolgt. Includes pause interval lengths, and determining a monitoring result as a function of the results of the comparisons of the minimum length of the operating pause with the plurality of pause interval lengths.
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei das Erfassen einer Laufzeit der Wärmepumpe ein Erfassen einer Mehrzahl an Betriebsdaten, die jeweils eine Dauer eines Betriebsintervalls der Wärmepumpe als Betriebsintervalllänge und eine Dauer einer Betriebspause der Wärmepumpe als Pausenintervalllänge umfassen, beinhaltet, das Verfahren den Schritt umfasst: Ermitteln eines Verhältnisses zwischen der Betriebsintervalllänge und der Pausenintervalllänge als Laufzeitverhältnis für jedes der Mehrzahl an Betriebsdaten, wobei das Vergleichen der Laufzeit der Wärmepumpe mit den Referenzdaten ein Vergleichen der Laufzeitverhältnisse mit dem oberen und/oder unteren Grenzwert umfasst. 11. The method according to any one of claims 1 to 10, wherein the detection of a runtime of the heat pump includes a detection of a plurality of operating data, each of which includes a duration of an operating interval of the heat pump as an operating interval length and a duration of an operating pause of the heat pump as a pause interval length, the method includes the step: Determining a ratio between the operating interval length and the pause interval length as a runtime ratio for each of the plurality of operating data, wherein comparing the runtime of the heat pump with the reference data comprises comparing the runtime ratios with the upper and/or lower limit value.
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 11, umfassend die Schritte Ermitteln von stochastischen Betriebsdaten aus der Mehrzahl an12. The method according to any one of claims 9 to 11, comprising the steps of determining stochastic operating data from the plurality of
Betriebsintervalllängen, aus der Mehrzahl an Pausenintervalllängen und/oder aus der Mehrzahl an Laufzeitverhältnissen; operating interval lengths, from the plurality of pause interval lengths, and/or from the plurality of runtime ratios;
Ermitteln von stochastischen Referenzdaten in Abhängigkeit der Referenzdaten, wenn die Referenzdaten keine stochastischen Referenzdaten umfassen; wobei das Vergleichen der Laufzeit der Wärmepumpe mit den Referenzdaten ein Vergleichen der stochastischen Betriebsdaten mit den stochastischen Referenzdaten umfasst. determining stochastic reference data as a function of the reference data if the reference data does not include any stochastic reference data; wherein comparing the running time of the heat pump with the reference data comprises comparing the stochastic operating data with the stochastic reference data.
13. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12 umfassend die Schritte: Bereitstellen eines oder mehrerer Referenzleistungen der Wärmepumpe, insbesondere einer maximalen und/oder minimalen Leistung der Wärmepumpe; 13. The method as claimed in claim 1, comprising the steps of: providing one or more reference outputs of the heat pump, in particular a maximum and/or minimum output of the heat pump;
Erfassen einer elektrischen Leistung während der Dauer des Betriebsintervalls der Wärmepumpe; detecting an electrical power during the duration of the operation interval of the heat pump;
Vergleichen der erfassten elektrischen Leistung mit den einen oder mehreren Referenzleistungen der Wärmepumpe, wobei das Ermitteln des Überwachungsergebnisses zusätzlich in Abhängigkeit des Ergebnisses des Vergleichs der erfassten elektrischen Leistung mit den einen oder mehreren Referenzleistungen erfolgt. Comparing the detected electrical power with the one or more reference powers of the heat pump, wherein the monitoring result is additionally determined as a function of the result of the comparison of the detected electrical power with the one or more reference powers.
14. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 13 umfassend den Schritt: 14. The method according to any one of claims 1 to 13, comprising the step:
Ausgeben einer Fehlermeldung in Abhängigkeit eines oder mehrererIssue an error message depending on one or more
Vergleichsergebnisse. comparison results.
15. Verfahren nach Anspruch 14, wobei das Ausgeben einer Fehlermeldung zusätzlich in Abhängigkeit eines Ergebnisses eines oder mehrerer der Folgenden Vergleiche erfolgt: einer vorgegebenen Rücklauftemperatur mit einer erfassten Rücklauftemperatur der Wärmepumpe; einer vorgegebenen Vorlauftemperatur mit einer erfassten Vorlauftemperatur der Wärmepumpe; eines ersten vorgegebenen Referenzwerts mit einer Differenz zwischen der erfassten Rücklauftemperatur und der erfassten Vorlauftemperatur; einem zweiten vorgegebenen Referenzwert mit einem erfassten Primärvolumenstrom; einem dritten vorgegebenen Referenzwert mit einem erfassten Druck im Wärmepumpensystem; einem vierten vorgegebenen Referenzwert mit einer erfassten Primärtemperatur; eines fünften vorgegebenen Referenzwerts mit einer Differenz zwischen der erfassten Ein- und Austrittstemperatur der Primärseite. 15. The method as claimed in claim 14, wherein an error message is also output as a function of a result of one or more of the following comparisons: a predetermined return temperature with a detected return temperature of the heat pump; a predetermined flow temperature with a detected flow temperature of the heat pump; a first predetermined reference value with a difference between the detected return temperature and the detected flow temperature; a second predetermined reference value with a detected primary volume flow; a third predetermined reference value with a detected pressure in the heat pump system; a fourth predetermined reference value with a detected primary temperature; a fifth predetermined reference value with a difference between the recorded inlet and outlet temperature of the primary side.
16. System zum Überwachen einer Wärmepumpe umfassend: eine Einheit zum Bereitstellen von Referenzdaten, die dazu eingerichtet ist, Referenzdaten bereitzustellen; eine Erfassungseinheit, die dazu eingerichtet ist, eine Laufzeit der Wärmepumpe zu erfassen; eine Vergleichseinheit, die dazu eingerichtet ist, die Laufzeit der Wärmepumpe mit den Referenzdaten zu vergleichen; eine Überwachungsergebnisermittlungseinheit, die dazu eingerichtet ist, ein Überwachungsergebnis in Abhängigkeit des Ergebnisses des Vergleichs der Laufzeit der Wärmepumpe mit den Referenzdaten zu ermitteln; und eine Ausgabeeinheit, die dazu eingerichtet ist, eine Fehlermeldung in Abhängigkeit des Überwachungsergebnisses und gegebenenfalls in Abhängigkeit eines oder mehrerer Vergleichsergebnisse auszugeben und/oder ein Signal zum Durchführen eines regelungstechnischen Eingriffs in ein Regelungsverfahren der Wärmepumpe in Abhängigkeit des Überwachungsergebnisses auszugeben. 16. A system for monitoring a heat pump, comprising: a reference data providing unit configured to provide reference data; a detection unit that is set up to detect a running time of the heat pump; a comparison unit configured to compare the running time of the heat pump with the reference data; a monitoring result determination unit that is set up to determine a monitoring result depending on the result of the comparison of the running time of the heat pump with the reference data; and an output unit that is set up to output an error message depending on the monitoring result and possibly depending on one or more comparison results and/or output a signal for carrying out a control intervention in a control method of the heat pump depending on the monitoring result.
17. Computerprogramm-Produkt umfassend Befehle, die bei der Ausführung des Programms durch einen Computer diesen veranlassen, die Schritte des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 15 auszuführen. 17. A computer program product comprising instructions which, when the program is executed by a computer, cause the latter to carry out the steps of the method according to any one of claims 1 to 15.
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