EP4793575A1 - Wärmepumpe und verfahren zum betrieb einer wärmepumpe - Google Patents

Wärmepumpe und verfahren zum betrieb einer wärmepumpe

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EP4793575A1
EP4793575A1 EP25190057.7A EP25190057A EP4793575A1 EP 4793575 A1 EP4793575 A1 EP 4793575A1 EP 25190057 A EP25190057 A EP 25190057A EP 4793575 A1 EP4793575 A1 EP 4793575A1
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EP
European Patent Office
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refrigerant
fan
circuit
emergency
housing
Prior art date
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Pending
Application number
EP25190057.7A
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English (en)
French (fr)
Inventor
Johannes Kraus
Sebastian LAUKNER
Ian RÜHROLD
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Glen Dimplex Deutschland GmbH
Original Assignee
Glen Dimplex Deutschland GmbH
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Publication date
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Pending legal-status Critical Current

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    • F25B49/005—Arrangement or mounting of control or safety devices of safety devices
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Abstract

Die Kältemittelanlage, insbesondere eine Wärmepumpenanlage (2), weist einen Kältemittelkreislauf (6) sowie ein Gehäuse (4) auf, in dem zumindest Teile des Kältemittelkreislaufs (6) angeordnet sind. Der Kältemittelkreislauf (6) weist einen Luft-Kältemittel-Wärmetauscher (14), einen diesem zugeordneten Ventilator (22) sowie einen Verdichter (16) auf. Im Falle einer Detektion eines Kältemittellecks wird ein Notbetrieb aktiviert, bei dem der Ventilator (22) mit einer vorgegebenen Notdrehzahl betrieben wird. Hierdurch wird eine eventuell vorhandene Kältemittel-Konzentration reduziert und somit wird die Entstehung eines explosionsfähigen Gaskonzentration vermieden.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Kältemittelanlage sowie ein Verfahren zum Betrieb einer Kältemittelanlage. Bei der Kältemittelanlage handelt es sich insbesondere um eine Wärmepumpenanlage. Sie weist einen Kältemittelkreislauf sowie ein Gehäuse auf, in dem zumindest Teile des Kältemittelkreislaufes angeordnet sind. Der Kältemittelkreislauf weist einen Luft-Kältemittel-Wärmetauscher sowie einen diesem zugeordneten Ventilator auf.
  • Eine derartige Kältemittelanlage ist beispielsweise aus EP 4 194 769 A1 zu entnehmen. Der Kältemittelkreislauf weist allgemein zwei Wärmetauscher auf, von denen einer der Luft-Kältemittel-Wärmetauscher ist. Die beiden Wärmetauscher bilden einerseits einen Verdampfer sowie andererseits einen Kondensator. Im Normalbetrieb bildet bei einer Wärmepumpenanlage der Luft-Kältemittel-Wärmetauscher den Verdampfer aus. Wird der Kältemittelkreislauf in Umkehr betrieben, beispielsweise in einem Kühlmodus oder in einem Abtaumodus, so bildet der Luft-Kältemittel-Wärmetauscher den Kondensator.
  • Während der Nutzungsdauer von Kältemittelanlagen kann es aus verschiedensten Gründen zu einem Kältemittelleck kommen.
  • Jüngere Entwicklungen sehen die Verwendung von brennbaren Kältemitteln, wie z.B. Propan vor. Unter bestimmten Bedingungen kann ein Kältemittelleck zu einer Anreicherung beispielsweise in der Umgebung der Kältemittelanlage führen, sodass ein explosionsfähiges Gemisch entstehen kann. Zur Verringerung einer Explosionsgefahr sind daher bei derartigen Kältemittelanlagen, die ein brennbares Kältemittel wie beispielsweise Propan verwenden, besondere Sicherheitsmaßnahmen erforderlich.
  • Bei der eingangs erwähnten EP 4 194 769 A1 ist der Kältemittelkreislauf in einem gekapselten Kontrollgehäuse angeordnet, welches über eine Ablassleitung mit der äußeren Umgebung verbunden ist, sodass im Falle eines Kältemittellecks das Kältemittel nach außen entweichen kann. Die darin beschriebene Wärmepumpenanlage ist speziell für eine Innenraumaufstellung vorgesehen. Im Falle einer Luft-Kältemittelanlage ist der Luft-Kältemittel-Wärmetauscher in einem Luftkanal angeordnet, welcher mit der äußeren Umgebung in Verbindung steht.
  • Häufig werden derartige Wärmepumpenanlagen auch für eine Außenaufstellung vorgesehen, bei denen je nach Bauart der gesamte Kältemittelkreislauf (Monoblock) oder bei sogenannten Split-Anlagen nur Teile des Kältemittelkreislaufs in einer Außeneinheit untergebracht sind. In jedem Fall sind in der Außeneinheit der Luft-Kältemittel-Wärmetauscher sowie der ihm zugeordnete Ventilator angeordnet.
  • Auch wenn bei derartigen Anlagen für die Außenaufstellung das Kältemittel in die Umgebung entweichen kann, so besteht dennoch das Problem, dass im Falle eines Kältemittellecks sich das Kältemittel zu einem explosionsfähigen Gemisch anreichern kann. Aufgrund des Betriebs der Kältemittelanlage besteht daher auch bei solchen Anlagen grundsätzlich die Gefahr, dass durch einen (Zünd-) Funken, beispielsweise ausgelöst durch einen elektrischen Schaltvorgang, das brennbare Kältemittel-Luft Gemisch entzündet werden kann.
  • Ausgehend hiervon liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Kältemittelanlage sowie ein Verfahren zum Betrieb einer Kältemittelanlage anzugeben, wobei eine Anreicherung einer kritischen Kältemittel-Konzentration vermieden ist.
  • Die Aufgabe wird gemäß der Erfindung gelöst durch eine Kältemittelanlage, insbesondere Wärmepumpenanlage, mit einem Kältemittelkreislauf sowie mit einem Gehäuse, in dem zumindest Teile des Kältemittelkreislaufes angeordnet sind, wobei der Kältemittelkreislauf einen Luft-Kältemittel-Wärmetauscher, einen diesem zugeordneten Ventilator sowie einen Verdichter aufweist und wobei weiterhin eine Einrichtung zur Detektion eines Kältemittellecks sowie eine Steuereinrichtung zur Steuerung des Kältemittelkreislaufes angeordnet sind. Der Kältemittelkreislauf weist weiterhin einen weiteren Wärmetauscher, insbesondere einen Plattenwärmetauscher sowie ein Drosselorgan auf. Die Steuereinrichtung ist dazu eingerichtet, dass im Falle einer Detektion eines Kältemittellecks (mit Hilfe der Einrichtung zur Detektion des Kältemittels) ein Notbetrieb aktiviert wird, bei dem der Ventilator mit einer vorgegebenen Notdrehzahl betrieben wird. Hierdurch wird erreicht, dass eine evtl. vorhandene Kältemittel-Konzentration im Gehäuse und / oder in der Umgebung des Gehäuses reduziert wird.
  • Die Aufgabe wird gemäß der Erfindung weiterhin gelöst durch ein Verfahren zum Betrieb einer derartigen Kältemittelanlage mit den Merkmalen des Anspruchs 12.
  • Die nachfolgend im Zusammenhang mit der Kältemittelanlage angeführten Vorteile und bevorzugten Ausgestaltungen sind sinngemäß auch auf das Verfahren zu übertragen und umgekehrt.
  • Bei dem Verfahren und der Kältemittelanlage werden daher im Falle einer Detektion eines Kältemittellecks bewusst der Ventilator des Luft-Kältemittel-Wärmetauschers in einem Notbetrieb mit einer Notdrehzahl betrieben, sodass bewusst eine Luftströmung erzeugt wird, die zu einer Verteilung des eventuell ausgetretenen Kältemittels führt. Hierdurch wird eine Verdünnung des Kältemittels im Gehäuse oder auch in dessen Umgebung erreicht, sodass insgesamt eine kritische Kältemittel-Konzentration und damit das Entstehen eines zündfähigen Gasgemisches vermieden wird.
  • Als Kältemittel wird insbesondere ein brennbares Gas, insbesondere Propan verwendet.
  • Unter Einrichtung zur Detektion eines Kältemittellecks werden alle Komponenten oder auch ein Verbund von Komponenten oder Sensoren, inklusive von evtl. Auswerteeinheiten verstanden, die dazu eingerichtet sind, ein Kältemittelleck, also das Austreten von Kältemittel, zu erfassen.
  • Innerhalb des Gehäuses sind allgemein insbesondere lediglich Komponenten der Kältemittelanlage und ggf. Teile eines angeschlossenen Hydraulikreislaufes integriert. Weiterhin ist innerhalb des Gehäuses vorzugsweise die Steuereinrichtung oder zumindest sind Teile der Steuereinrichtung angeordnet. Das Gehäuse weist üblicherweise ein Volumen von kleiner 1m3 auf. Speziell ist das Gehäuse nicht begehbar.
  • In bevorzugter Ausgestaltung ist während des Notbetriebs der Kältemittelkreislauf nicht aktiv. Hierunter wird verstanden, dass während des Notbetriebs, wenn also ein Leck detektiert wurde, das Kältemittel im Kältemittelkreislauf nicht umgewälzt wird. Speziell ist hierzu der im Kältemittelkreislauf angeordnete Verdichter deaktiv und damit ausgeschaltet.
  • Im Notbetrieb wird daher von den Komponenten des Kältemittelkreislaufs lediglich gezielt der Ventilator angesteuert und betrieben, um die gewünschte Luftströmung zur Verdünnung zu erzeugen.
  • Üblicherweise wird der Kältemittelkreislauf in Abhängigkeit der momentanen Anforderungen getaktet ein- und ausgeschaltet, so dass sich Betriebsphasen und Ruhephasen abwechseln. Während in der Betriebsphase das Kältemittel umgewälzt wird, erfolgt dies während der Ruhephase nicht.
  • Wird das Kältemittelleck während einer solchen Ruhephase detektiert, bei der der Ventilator und damit in der Regel auch der gesamte Kältemittelkreislauf nicht aktiv sind, so wird in bevorzugter Ausgestaltung der Notbetrieb aktiviert und der Ventilator wird eingeschaltet und mit der vorgegebenen Notdrehzahl betrieben.
  • Wird das Kältemittel demgegenüber während der Betriebsphase detektiert, bei der der Ventilator in Betrieb ist und sich dreht und üblicherweise auch das Kältemittel im Kältemittelkreislauf umgewälzt wird, so wird von einem normalen Betriebsmodus in den Notbetrieb umgeschaltet und der Ventilator wird mit der vorgegebenen Notdrehzahl betrieben.
  • Unter normaler Betriebsmodus wird der Betrieb und damit die Ansteuerung des Kältemittelkreislaufes während der Betriebsphase verstanden, bei dem die einzelnen Komponenten, speziell der Verdichter sowie der Ventilator, in Abhängigkeit der momentanen (Wärme-) Anforderung und den momentanen Betriebsparametern angesteuert werden. Bei den Betriebsparametern handelt es sich insbesondere um Temperaturen und Drücke des Kältemittels, insbesondere an unterschiedlichen Positionen im Kältemittelkreislauf. Hervorzuheben ist hierbei, dass der Ventilator im Notbetrieb unabhängig von einer für die normale Betriebsphase eingestellten momentanen Betriebsdrehzahl betrieben wird und die definierte Notdrehzahl eingestellt wird. Es erfolgt also auch hier ein aktives Umschalten zwischen zwei Betriebsmodi, nämlich das Umschalten von der normalen Betriebsphase in den Notbetrieb. Beim Umschalten in den Notbetrieb wird die Drehzahl des Ventilators üblicherweise erhöht.
  • Durch diese Maßnahme ist insgesamt sichergestellt, dass der Notbetrieb unabhängig von der momentanen Betriebssituation der Kältemittelanlage zuverlässig immer aktiviert ist, wenn ein Kältemittelleck detektiert wurde.
  • Erfolgt die Detektion während der normalen Betriebsphase, so wird im Notbetrieb in bevorzugter Ausgestaltung der Verdichter abgeschaltet, sodass er also nicht mehr aktiv ist und das Kältemittel nicht mehr im Kältemittelkreislauf umgewälzt wird.
  • In bevorzugter Ausgestaltung ist innerhalb des Gehäuses ein Gassensor als Einrichtung zur Detektion des Kältemittellecks angeordnet. Über den Gassensor wird evtl. vorhandenes Kältemittel direkt gemessen.
  • Da als Kältemittel bevorzugt Propan verwendet wird, ist der Gassensor insbesondere als ein Propangas-Sensor ausgebildet.
  • Grundsätzlich bestehen neben der Verwendung eines Gassensors weitere Möglichkeiten zur Detektion eines Kältemittellecks. So können beispielsweise bestimmte Betriebsparameter des Kältemittelkreislaufs, wie Temperatur oder Druck des Kältemittels, auf einen Kältemittelverlust hinweisen.
  • Auch besteht die Möglichkeit, dass über eine Druckmessung zur Erfassung des Drucks im Gehäuse ein Ausströmen von Kältemittel detektiert wird. Entsprechend können daher als Einrichtungen zur Detektion eines Kältemittellecks auch weitere Komponenten (wie z.B. Drucksensoren, Temperatursensoren) zur Erfassung derartiger Betriebsparameter ggf. in Kombination mit einer Auswerteeinheit herangezogen werden, um Betriebszustände der Kältemittelanlage im Hinblick auf ein Kältemittelleck auszuwerten.
  • Bei der Kältemittelanlage, insbesondere Wärmepumpenanlage handelt es sich häufig um eine kompakte Baueinheit, bei der der Kältemittelkreislauf innerhalb des Gehäuses oder gegebenenfalls auch innerhalb von zwei Gehäusen (z.B. bei Split-Anlagen mit einer Außeneinheit und einer Inneneinheit) angeordnet ist. Im montierten Zustand ist an eine derartige Kältemittelanlage ein Hydraulikkreislauf angeschlossen. Die Baueinheit mit dem Kältemittelkreislauf weist hierzu regelmäßig Anschlüsse auf, über die der Hydraulikkreislauf angeschlossen werden kann und im montierten Zustand angeschlossen ist. Innerhalb des Hydraulikreislaufs zirkuliert im Betrieb eine Wärmeträgerflüssigkeit, häufig Wasser.
  • Der Hydraulikkreislauf ist bevorzugt als Verbraucherkreislauf ausgebildet, in dem ein Verbraucher integriert ist, bei dem es sich um eine Komponente zur Abgabe von Wärme/Kälte beispielsweise an einen Raum, an einen Prozess oder an eine Einrichtung zur Brauchwassererwärmung handelt. Der Verbraucher weist hierzu einen von der Wärmeträgerflüssigkeit durchströmten Wärmetauscher zur Abgabe von Kälte / Wärme auf.
  • In derartigen Hydraulikkreisläufen sind üblicherweise sogenannte Gasabscheider integriert, die auch als Entlüftungsventile bezeichnet sind. Diese dienen zur Entlüftung des Hydraulikkreislaufes. Ein solcher Gasabscheider ist häufig für eine automatische Gasabscheidung ausgebildet.
  • In bevorzugter Ausgestaltung ist ein derartiger Gasabscheider innerhalb des Gehäuses angeordnet. Speziell befindet sich innerhalb des Gehäuses auch die Einrichtung zur Detektion des Kältemittellecks. Im Falle eines Kältemittellecks beispielsweise am Wärmetauscher des Kältemittelkreislaufs, an dem der Hydraulickreislauf angeschlossen ist, besteht generell auch die Gefahr, dass Kältemittel in diesen Hydraulikkreislauf übertritt und dieses Kältemittel dann über einen derartigen Gasabscheider entweichen könnte. Durch die Integration des Gasabscheiders in das Gehäuse wird daher gewährleistet, dass Kältemittel über den Gasabscheider in das Gehäuse entlüftet wird und dort auch detektiert wird, sodass zuverlässig der Notbetrieb im Falle eines Kältemittellecks aktiviert wird.
  • Als Notdrehzahl wird bevorzugt eine Drehzahl von zumindest 75 % einer Maximaldrehzahl des Ventilators gewählt. Die Steuereinrichtung ist daher dazu eingerichtet, im Falle der Detektion eines Kältemittellecks eine derartige Notdrehzahl einzustellen.
  • Unter Maximaldrehzahl des Ventilators wird eine (feste) maximale Drehzahl verstanden, für die der Ventilator ausgebildet ist oder die durch die Steuereinrichtung beispielsweise durch eine Parametrisierung vorgegeben ist.
  • Bevorzugt wird als Notdrehzahl die Maximaldrehzahl ausgewählt. Hierdurch wird gewährleistet, dass eine möglichst schnelle und rasche Verdünnung des Kältemittels erfolgt.
  • In bevorzugter Weiterbildung ist die Steuereinrichtung dazu ausgebildet, den Ventilator (wieder) auszuschalten, wenn ein Abschaltkriterium vorliegt, welches darauf hindeutet, dass keine kritische Kältemittel-Konzentration (mehr) vorliegt. Ein derartiges Abbruchkriterium ist beispielsweise ein Signal der Einrichtung zur Detektion der Kältemittellecks, wenn also beispielsweise der Gassensor kein Kältemittel mehr detektiert. Ein Abbruchkriterium ist weiterhin beispielsweise ergänzend oder alternativ hierzu eine vorgegebene Zeitdauer, nach der der Ventilator abgeschaltet und deaktiviert wird.
  • Im Anschluss an den Notbetrieb geht die Kältemittelanlage bevorzugt in einen Störmodus über, bei dem ein Betrieb des Kältemittelkreislaufs nicht mehr möglich ist. Bevorzugt kann - ohne Revisionsmaßnahmen von zugelassenem Servicepersonal - der Kältemittelkreislauf nicht mehr in Betrieb genommen werden. Die Kältemittelanlage wird daher zwangsweise deaktiviert und auf Störung geschaltet, bis über zugelassenes Servicepersonal eine Reparatur/Revision vorgenommen wurde.
  • Wie bereits zuvor ausgeführt, ist im montierten Zustand am Kältemittelkreislauf der Hydraulikkreislauf angeschlossen, welcher insbesondere als Verbraucherkreislauf ausgebildet ist. In bevorzugter Weiterbildung ist die Steuereinrichtung weiterhin derart eingerichtet, dass im Notbetrieb eine Zirkulation der Wärmeträgerflüssigkeit im Hydraulikkreislauf unterbunden ist. Hierzu steuert die Steuereinrichtung in geeigneter Weise zumindest eine Hydraulikkomponente an. Durch diese Maßnahme wird ergänzend verhindert, dass eventuell in den Hydraulikkreislauf übergetretenes Kältemittel weiter im Hydraulikkreislauf umgewälzt wird bzw. das zusätzliches Kältemittel in den Hydraulikkreislauf übertragen wird.
  • Um dies zu erreichen, wird beispielsweise ein geeignetes Ventil oder Sperrelement, insbesondere ein Magnetventil geschlossen, welches das Umwälzen verhindert. Alternativ oder ergänzend wird eine Umwälzpumpe für die Flüssigkeit im Hydraulikkreislauf abgeschaltet.
  • Bevorzugt ist diese Hydraulikeinheit, wie Ventil und / oder Umwälzpumpe innerhalb des Gehäuses angeordnet. Zumindest wird die jeweilige Hydraulikeinheit über die Steuereinrichtung angesteuert. Insbesondere - aber nicht nur - wenn sich die Hydraulikeinheit innerhalb des Gehäuses befindet, verlaufen Teilabschnitte des Hydraulikkreislaufes vorzugsweise innerhalb des Gehäuses.
  • Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der einzigen Figur näher erläutert. Diese zeigt ein vereinfachtes Schaubild einer Kältemittelanlage, speziell einer Wärmepumpenanlage:
  • Bei der dargestellten Wärmepumpenanlage 2 handelt es sich um eine Anlage in Außenaufstellung und zwar im Ausführungsbeispiel insbesondere um eine sogenannte Monoblock-Anlage. Die nachfolgenden Ausführungen sind grundsätzlich auch auf eine Anlage für eine Innenaufstellung zu übertragen. Die Wärmepumpenanlage 2 weist ein Gehäuse 4 auf, innerhalb dessen ein Kältemittelkreislauf 6 vollständig angeordnet ist. Das Gehäuse 4 mit dem darin integrierten Kältemittelkreislauf 6 ist im Ausführungsbeispiel in einem Außenbereich A eines Gebäudes aufgestellt, von dem in der Figur eine Außenwand 8 dargestellt ist.
  • An den Kältemittelkreislauf 6 ist ein Hydraulikkreislauf 10 angeschlossen, welcher von außen durch die Außenwand 8 in einen Innenbereich I, also in das Innere des Gebäudes geführt wird. Im Betrieb zirkuliert in diesem eine Wärmeträgerflüssigkeit. Bei dem Hydraulikkreislauf 10 handelt es sich insbesondere um einen herkömmlichen Verbraucherkreislauf, in dem zumindest ein Verbraucher 12 und typischerweise mehrere Verbraucher 12 integriert sind. Bei dem zumindest einen Verbraucher 12 handelt es sich insbesondere um einen Wärmeübertrager zur Abgabe von Wärme (oder ggf. auch von Kälte) an einen Innenraum innerhalb des Gebäudes oder an einen Prozess. Im Hydraulikkreislauf 10 ist bevorzugt weiterhin (nicht dargestellt) ein Brauchwasserspeicher und/oder ein Pufferspeicher integriert. Im Brauchwasserspeicher wird über einen Wärmetauscher Brauchwasser erwärmt.
  • Der Kältemittelkreislauf 6 weist einen Luft-Kältemittel-Wärmetauscher 14, einen Verdichter 16, einen weiteren (zweiten) Wärmetauscher 18 sowie ein Drosselorgan 20 auf. Diese Komponenten sind in geeigneter Weise miteinander über Rohre verbunden, in dem ein Kältemittel, insbesondere Propan im Betrieb umgewälzt wird. Der Hydraulikkreislauf 10 ist allgemein am weiteren Wärmetauscher 18 angeschlossen.
  • Dem Luft-Kältemittel-Wärmetauscher 14 ist ein Ventilator 22 zugeordnet, welcher im Betrieb dafür sorgt, dass Umgebungsluft U über den Luft-Kältemittel-Wärmetauscher 14 geführt wird, sodass eine Wärmeübertragung zwischen der Umgebungsluft U und dem Kältemittel erfolgt.
  • Innerhalb des Gehäuses 4 ist weiterhin ein Gassensor 24 angeordnet, welcher insbesondere als ein Propangas-Sensor ausgebildet ist und welcher eine Einrichtung zur Detektion eines Kältemittellecks bildet.
  • Der Betrieb der gesamten Wärmepumpenanlage 2 und insbesondere des Kältemittelkreislaufs 6 wird mithilfe einer Steuereinrichtung 26 gesteuert. Diese ist kommunikationstechnisch mit den verschiedenen Komponenten der Wärmepumpenanlage 2 verbunden, um diese anzusteuern bzw. um Informationen von diesen zu erhalten. Eine derartige Wärmepumpenanlage 2 weist regelmäßig nämlich auch eine Vielzahl von Sensoren (z.B. Temperatur, Druck, Drehzahl, usw.) auf, um den momentanen Betriebszustand zu erfassen und um in Abhängigkeit des momentanen Betriebszustands und in Abhängigkeit einer momentanen Wärme- oder Kälteanforderung den Kältemittelkreislauf 6 anzusteuern.
  • Im Hydraulikkreislauf 10 ist eine Umwälzpumpe 28 integriert, über welche die Wärmeträgerflüssigkeit des Hydraulikkreislaufs 10 umgewälzt wird. Weiterhin ist im Hydraulikkreislauf 10 ein Absperrventil 30 integriert. Dieses ist im Ausführungsbeispiel im Vorlauf und nachfolgend zum weiteren Wärmetauscher 18 angebracht. Das Absperrventil 30 ist vorzugsweise innerhalb des Gehäuses 4 angeordnet.
  • Schließlich weist der Hydraulikkreislauf 10 weiterhin noch einen Gasabscheider 32 auf. Dieser ist im Ausführungsbeispiel in einem Rücklauf angeordnet. Bevorzugt ist er innerhalb des Gehäuses 4 angeordnet
  • Insbesondere auch durch die Integration z.B. des Gasabscheiders 32 oder auch des Absperrventils 30 innerhalb des Gehäuses 4 befinden sich Abschnitte des Hydraulikreislaufs 10 innerhalb des Gehäuses 4. Der Hydraulikkreislauf 10, im Ausführungsbeispiel die außerhalb des Gehäuses 4 verlaufenden Abschnitte des Hydraulikkreislaufes 10 sind über am Gehäuse 4 angebrachte Anschlussstutzen angeschlossen.
  • Weiterhin ist im Hydraulikkreislauf 10 eine vorzugsweise als Rückschlagklappe 34 ausgebildete Rückschlageinrichtung integriert, über die z.B. bei ausgeschalteter Umwälzpumpe 28 ein Rückströmen der Wärmeträgerflüssigkeit vermieden ist. Die Rückschlagklappe 34 ist vorzugsweise innerhalb des Gehäuses 4 angeordnet. Alternativ ist sie außerhalb des Gehäuses 4 angeordnet.
  • Wird vom Gassensor 24 Kältemittel detektiert, so wird ein entsprechendes Signal abgegeben und insbesondere an die Steuereinrichtung 26 übermittelt. Diese schaltet daraufhin in einen Notbetrieb. Dies erfolgt unabhängig davon, ob der Kältemittelkreislauf 10 zuvor in einer normalen Betriebsphase betrieben wurde, bei der das Kältemittel mittels des Verdichters 16 umgewälzt wurde und der Ventilator typischerweise auch aktiv war, oder ob sich der Kältemittelkreislauf in einer Ruhephase befand, bei der der Verdichter 16 und/oder der Ventilator 22 deaktiv waren.
  • Sofern der Kältemittelkreislauf 10 sich in einer Betriebsphase befand, wird der Verdichter 16 abgeschaltet. Ergänzend wird der Ventilator 22 weiter aktiv betrieben, jedoch wird die Drehzahl auf die vordefinierte Notdrehzahl eingestellt und hierzu typischerweise erhöht.
  • Befand sich der Kältemittelkreislauf 10 in einer Ruhephase, so wird der Ventilator eingeschaltet und mit der Notdrehzahl betrieben.
  • Bei der Notdrehzahl des Ventilators handelt es sich insbesondere um eine feste, konstante Drehzahl und zwar vorzugsweise um die Maximaldrehzahl. Grundsätzlich besteht auch die Möglichkeit, dass eine variable Notdrehzahl eingestellt wird, beispielsweise um spezielle Strömungsmuster zu erreichen.
  • In bevorzugter Ausgestaltung wird als ergänzende Maßnahme im Notbetrieb auch das Umwälzen der Wärmeträgerflüssigkeit im Hydraulikkreislauf 10 unterbunden. Hierzu wird insbesondere das Absperrventil 30 geschlossen. Ergänzend oder alternativ wird die Umwälzpumpe 28 abgeschaltet.
  • Durch den Betrieb des Ventilators 22 wird gezielt eine Luftströmung ausgebildet, die dafür sorgt, dass ausgetretenes Kältemittel verteilt wird und sich somit verdünnt, wodurch das Entstehen einer kritischen Kältemittel-Konzentration im Bereich des Gehäuses 4 vermieden ist.
  • Durch die Integration des Gasabscheiders 32 innerhalb des Gehäuses 4 wird Kältemittel, welches eventuell in den Hydraulikkreislauf 10 übergetreten ist, wieder in das Gehäuse 4 abgeleitet und kann dort vom Gassensor 24 detektiert werden.
  • Wird ein Abbruchkriterium erreicht, beispielsweise wenn vom Gassensor 24 kein Kältemittel mehr detektiert wird oder nach einer vorgegebenen Zeitdauer, so wird der Ventilator 22 vorzugsweise wieder abgeschaltet.
  • Allgemein wird durch die Aktivierung des Notbetriebs die gesamte Wärmepumpenanlage 2 in einen Störmodus überführt, bei dem der Kältemittelkreislauf 10 nicht wieder aktiviert werden kann, bevor nicht durch zugelassenes Servicepersonal eine Freigabe erfolgt.
  • Bezugszeichenliste
  • 2
    Wärmepumpenanlage
    4
    Gehäuse
    6
    Kältemittelkreislauf
    8
    Außenwand
    10
    Hydraulikkreislauf
    12
    Verbraucher
    14
    Luft-Kältemittel-Wärmetauscher
    16
    Verdichter
    18
    weiterer Wärmetauscher
    20
    Drosselorgan
    22
    Ventilator
    24
    Gassensor
    26
    Steuereinrichtung
    28
    Umwälzpumpe
    30
    Absperrventil
    32
    Gasabscheider
    34
    Rückschlagklappe
    A
    Außenbereich
    I
    Innenbereich
    U
    Umgebungsluft

Claims (12)

  1. Kältemittelanlage, insbesondere Wärmepumpenanlage (2), mit einem Kältemittelkreislauf (6) sowie mit einem Gehäuse (4), in dem zumindest Teile des Kältemittelkreislaufs (6) angeordnet sind, wobei der Kältemittelkreislauf (6) einen Luft-Kältemittel-Wärmetauscher (14), einen diesem zugeordneten Ventilator (22) sowie einen Verdichter (16) aufweist und wobei weiterhin eine Einrichtung zur Detektion eines Kältemittellecks sowie eine Steuereinrichtung (26) zur Steuerung des Kältemittelkreislaufs (6) angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (26) derart eingerichtet ist, dass im Falle einer Detektion eines Kältemittellecks ein Notbetrieb aktiviert wird, bei dem der Ventilator (22) mit einer vorgegebenen Notdrehzahl betrieben wird.
  2. Kältemittelanlage nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei die Steuereinrichtung (26) derart ausgebildet ist, dass während des Notbetriebs der Kältemittelkreislauf (6) nicht aktiv ist.
  3. Kältemittelanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Steuereinrichtung (26) derart ausgebildet ist, dass im Falle einer Detektion eines Kältemittellecks während einer Ruhephase, bei der der Ventilator (22) nicht aktiv ist, der Notbetrieb aktiviert und der Ventilator (22) eingeschaltet wird, so dass er mit der vorgegebenen Notdrehzahl betrieben wird.
  4. Kältemittelanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Steuereinrichtung (26) derart ausgebildet ist, dass im Falle einer Detektion eines Kältemittellecks während einer Betriebsphase, bei dem der Ventilator (22) aktiv ist, in den Notbetrieb umgeschaltet wird und der Ventilator (22) mit der vorgegebenen Notdrehzahl betrieben wird.
  5. Kältemittelanlage nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei die Steuereinrichtung (26) derart ausgebildet ist, dass im Notbetrieb der Verdichter (16) abgeschaltet wird, so dass Kältemittel nicht mehr umgewälzt wird.
  6. Kältemittelanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei innerhalb des Gehäuses (4) ein Gassensor (24) als Einrichtung zur Detektion des Kältemittellecks angeordnet ist.
  7. Kältemittelanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei im Gehäuse (4) ein Gasabscheider (32) angeordnet ist, zum Abscheiden von Gas aus einem im montierten Zustand am Kältemittelkreislauf (6) angeschlossenen Hydraulikreislauf (10).
  8. Kältemittelanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei als Notdrehzahl eine Drehzahl von zumindest 75% einer Maximaldrehzahl des Ventilators (22) gewählt ist.
  9. Kältemittelanlage nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei als Notdrehzahl die Maximaldrehzahl des Ventilators (22) gewählt ist.
  10. Kältemittelanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Steuereinrichtung (26) dazu ausgebildet ist, den Ventilator (22) auszuschalten, wenn ein Abschaltkriterium vorliegt, welches darauf hindeutet, dass keine kritische Kältemittel-Konzentration vorliegt.
  11. Kältemittelanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Kältemittelkreislauf (6) zum Anschluss an einen Hydraulikreislauf (10) ausgebildet ist und an diesem im montierten Zustand angeschlossen ist, wobei im Notbetrieb eine Zirkulation einer im Hydraulikkreislauf (10) zirkulierenden Wärmeträgerflüssigkeit unterbunden ist.
  12. Verfahren zum Betrieb einer Kältemittelanlage, insbesondere eine Wärmepumpenanlage (2), mit einem Gehäuse (4), in dem zumindest Teile des Kältemittelkreislaufs (6) angeordnet sind, wobei der Kältemittelkreislauf (6) einen Luft-Kältemittel-Wärmetauscher (14), einen diesem zugeordneten Ventilator (22) sowie einen Verdichter (16) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass im Falle einer Detektion eines Kältemittellecks ein Notbetrieb aktiviert wird, bei dem der Ventilator (22) mit einer vorgegebenen Notdrehzahl betrieben wird, so dass eine eventuell vorhandene Kältemittel-Konzentration reduziert wird.
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