EP4513096B1 - Wärmepumpensystem und verfahren zur steuerung der pumpengeschwindigkeit auf basis von leckagedetektionsdaten und wasserdurchflussratendaten - Google Patents

Wärmepumpensystem und verfahren zur steuerung der pumpengeschwindigkeit auf basis von leckagedetektionsdaten und wasserdurchflussratendaten

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EP4513096B1
EP4513096B1 EP23193310.2A EP23193310A EP4513096B1 EP 4513096 B1 EP4513096 B1 EP 4513096B1 EP 23193310 A EP23193310 A EP 23193310A EP 4513096 B1 EP4513096 B1 EP 4513096B1
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refrigerant
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Frank Vancoppenolle
Zita Laumen
Dries Pottevijn
Gunda Mader
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Claims (14)

  1. Wärmepumpensystem, Folgendes umfassend:
    einen Kühlmittelkreislauf, der einen Kompressor, einen wärmequellenseitigen Wärmetauscher, eine Kühlmittelseite eines Zwischenwärmetauschers, der sich prozessabwärts des Kompressors befindet, umfasst;
    einen Wärmemediumkreislauf, der eine Wärmemediumseite des Zwischenwärmetauschers, einen Flüssigkeits-/Gas-Abscheider, eine Pumpe und einen lastseitigen Wärmetauscher umfasst;
    eine Steuerung zum Steuern mindestens der Pumpe;
    wobei der Wärmemediumkreislauf Mittel zum Erkennen von Kühlmittel in dem Wärmemediumkreislauf umfasst, wobei die Mittel dafür konfiguriert sind, erste Informationen bezüglich des Vorhandenseins von Kühlmittel in dem Wärmemediumkreislauf für die Steuerung bereitzustellen;
    wobei die Steuerung die Pumpe während des Betriebes unter Berücksichtigung ersten Informationen bezüglich des Vorhandenseins von Kühlmittel in dem Wärmemediumkreislauf steuert;
    und dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerung einen Speicherabschnitt zum Speichern zweiter Informationen über ein Verhältnis zwischen einer Abscheideeffizienz des Flüssigkeits-/Gas-Abscheiders und einer Durchflussmenge des Wärmemediums umfasst, wobei die Steuerung dafür konfiguriert ist, die Durchflussmenge des Wärmemediums basierend auf den zweiten Informationen derart zu steuern, dass die Menge des Kühlmittels, das zu dem lastseitigen Wärmetauscher strömt, ohne in dem Flüssigkeits-/Gas-Abscheider abgeschieden zu werden, unter einer festgelegten Menge liegt.
  2. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet dass die Steuerung einen Speicherabschnitt zum Speichern dritter Informationen umfasst, wobei die dritten Informationen ein Verhältnis zwischen einer Durchflussmenge des Wärmemediums und einem gemessenen Vorhandensein des Kühlmittels in dem Wärmemediumkreislauf unter Berücksichtigung einer bekannten Abscheideeffizienz des Flüssigkeits-/Gas-Abscheiders umfassen, wobei das Verhältnis Bereiche für die Durchflussmenge des Wärmemediums und das gemessene Vorhandensein des Kühlmittels definiert und wobei die Steuerung dafür konfiguriert ist, die Durchflussmenge des Wärmemediums basierend auf den dritten Informationen zu steuern.
  3. System nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet dass die dritten Informationen ferner Bereiche für die Durchflussmenge des Wärmemediums und das gemessene Vorhandensein des Kühlmittels definieren, für welche die Steuerung konfiguriert ist, ein oder mehrere Überdruckventile zu steuern, um das Vorhandensein des Kühlmittels in dem Wärmemedium zu reduzieren.
  4. System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet dass die in dem lastseitigen Wärmetauscher zulässige festgelegte Menge des Kühlmittels von der unteren Flammgrenze des Kühlmittels abhängt, das in dem System verwendet wird.
  5. System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet dass die Steuerung dafür konfiguriert ist, eine vorgesehene Durchflussmenge des Wärmemediums basierend auf den in dem Speicher gespeicherten zweiten Informationen über das Verhältnis zwischen der Abscheideeffizienz des Flüssigkeits-/Gas-Abscheiders und der Durchflussmenge des Wärmemediums zu bestimmen, wenn die Steuerung erkennt, dass das Kühlmittel in den Wärmemediumkreislauf ausgetreten ist, und wobei die Steuerung die Pumpe steuert, die vorgesehene Durchflussmenge für das Wärmemediums in dem Wärmemediumkreislauf zu erzeugen.
  6. System nach dem vorhergehenden Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet dass die Steuerung dafür konfiguriert ist, die Drehzahl der Pumpe basierend auf den zweiten Informationen über das Verhältnis zwischen der Abscheideeffizienz des Flüssigkeits-/Gas-Abscheiders und der Durchflussmenge des Wärmemediums zu steuern, wenn die Steuerung erkennt, dass das Kühlmittel in den Wärmemediumkreislauf ausgetreten ist, während die Pumpe angetrieben wird.
  7. System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet dass die Steuerung dafür konfiguriert ist, die Drehzahl der Pumpe auf eine Drehzahl zu justieren, die geringer als die Drehzahl der Pumpe vor dem Erkennen des Kühlmittelaustritts ist, wenn die Steuerung erkennt, dass das Kühlmittel in den Wärmemediumkreislauf ausgetreten ist, während die Pumpe angetrieben wird.
  8. System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet dass die Mittel zum Erkennen des Kühlmittels ein Ultraschallsensor zum Erkennen von Gasblasen in einem flüssigen Medium sind.
  9. System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet dass der Wärmemediumkreislauf einen Durchflusssensor umfasst, der zum Messen einer Durchflussmenge des Wärmemediums in dem Wärmemediumkreislauf in der Lage ist, wobei der Durchflusssensor prozessabwärts der Pumpe positioniert ist, wobei der Durchflusssensor dafür konfiguriert ist, vierte Informationen bezüglich der Durchflussmenge des Wärmemediums an die Steuerung zu senden, wobei die Steuerung die von dem Durchflusssensor empfangenen vierten Informationen beim Steuern mindestens der Pumpe berücksichtigt.
  10. System nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet dass der Flüssigkeits-/Gas-Abscheider einen Gasabführungsauslass und ein erstes Überdruckventil zum Ablassen ausgetretenen Kühlmittels aus dem System umfasst.
  11. System nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet dass der Wärmemediumkreislauf ein zweites Überdruckventil prozessaufwärts eines etwaigen lastseitigen Wärmetauschers umfasst.
  12. Verfahren zum Steuern eines Wärmepumpensystems, das einen Kühlmittelkreislauf und einen Wärmemediumkreislauf umfasst, wobei der Kühlmittelkreislauf einen Kompressor, einen wärmequellenseitigen Wärmetauscher, eine Kühlmittelseite eines Zwischenwärmetauschers, der sich prozessabwärts des Kompressors befindet, umfasst, wobei der Wärmemediumkreislauf eine Wärmemediumseite des Zwischenwärmetauschers, einen Flüssigkeits-/Gas-Abscheider, eine Pumpe und einen lastseitigen Wärmetauscher umfasst, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst:
    erkennen von Kühlmittel in dem Wärmemediumkreislauf über Mittel zum Erkennen von Kühlmittel in dem Wärmemediumkreislauf;
    bereitstellen erster Informationen bezüglich des Vorhandenseins des Kühlmittels in dem Wärmemediumkreislauf von den Mitteln für eine Steuerung;
    Steuern mindestens der Pumpe während des Betriebes in dem Wärmemediumkreislauf mittels der Steuerung, wobei die Pumpe unter Berücksichtigung der ersten Informationen bezüglich des Vorhandenseins des Kühlmittels in dem Wärmemediumkreislauf gesteuert wird, um die Durchflussmenge des Wärmemediums in dem Wärmemediumkreislauf anzusteuern,
    und dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerung einen Speicherabschnitt zum Speichern zweiter Informationen über ein Verhältnis zwischen einer Abscheideeffizienz des Flüssigkeits-/Gas-Abscheiders und einer Durchflussmenge des Wärmemediums umfasst, umfassend einen Schritt des Steuerns der Durchflussmenge des Wärmemediums basierend auf den zweiten Informationen durch die Steuerung derart, dass die Menge des Kühlmittels, das zu dem lastseitigen Wärmetauscher strömt, ohne in dem Flüssigkeits-/Gas-Abscheider abgeschieden zu werden, unter einer festgelegten Menge liegt.
  13. Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet dass das Verfahren ferner einen Schritt des Bestimmens einer zulässigen Drehzahl der Pumpe beinhaltet, wobei die Bestimmung auf dritten Informationen basiert, wobei die dritten Informationen ein Verhältnis zwischen einer Durchflussmenge des Wärmemedium und einem gemessenen Vorhandensein des Kühlmittels in dem Wärmemediumkreislauf unter Berücksichtigung einer bekannten Abscheideeffizienz des Flüssigkeits-/Gas-Abscheiders darstellen, wobei das Verhältnis Bereiche für die Durchflussmenge des Wärmemediums und das gemessene Vorhandensein des Kühlmittels definiert.
  14. Verfahren nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet dass das Verfahren einen Schritt beinhaltet, in dem die Steuerung ein Signal an mindestens ein Überdruckventil, das sich in dem Wärmemediumkreislauf befindet, und/oder den Flüssigkeits-/Gas-Abscheider ausgibt, der sich an dem Wärmemediumkreislauf befindet, was das mindestens eine Ventil veranlasst, sich weiter zu öffnen.
EP23193310.2A 2023-08-24 2023-08-24 Wärmepumpensystem und verfahren zur steuerung der pumpengeschwindigkeit auf basis von leckagedetektionsdaten und wasserdurchflussratendaten Active EP4513096B1 (de)

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