ES2381048T3 - Procedure for controlling the operating mode of a heat pump - Google Patents

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Abstract

Procedimiento de control del modo de funcionamiento de una bomba de calor con un sensor de temperatura externa caracterizado porque el valor (Tmedia) medio de la temperatura (Tactual) registrada por el sensor de temperatura externa durante un intervalo de tiempo de un número exacto de días completos, preferentemente un día, se usa para conmutar entre el modo (heating mode) de calentamiento, el modo (cooling mode) de enfriamiento y el modo (standby) de espera no considerándose las horas de la fase nocturna o considerándolas con una ponderación menor.Procedure for controlling the operating mode of a heat pump with an external temperature sensor characterized in that the average (Tmedia) temperature value (Tactual) recorded by the external temperature sensor over a time interval of an exact number of days complete, preferably one day, is used to switch between the heating mode, the cooling mode and the standby mode, not considering the hours of the night phase or considering them with a lower weighting .

Description

Procedimiento de control del modo de funcionamiento de una bomba de calor Procedure for controlling the operating mode of a heat pump

La invención se refiere a un procedimiento de control del modo de funcionamiento de una bomba de calor. The invention relates to a method of controlling the mode of operation of a heat pump.

Las bombas de calor se pueden utilizar para calentar o enfriar. Cuando calientan sacan energía, por lo general, de una fuente de calor ambiental elevándose la temperatura hasta un nivel mayor de modo que el agua de servicio o el agua de calefacción se puedan calentar. Cuando enfrían se evacúa calor específicamente del espacio a enfriar y se conduce hacia otro sitio. Por último la bomba de calor puede estar en modo de espera. Este estado es en el que no se la exige calentar o enfriar. Heat pumps can be used to heat or cool. When they heat up, they usually draw energy from an ambient heat source by raising the temperature to a higher level so that the service water or heating water can be heated. When they cool down, heat is evacuated specifically from the space to cool and is directed to another place. Finally the heat pump may be in standby mode. This state is in which it is not required to heat or cool.

En los calefactores convencionales de acuerdo con el estado de la técnica se permite elegir a menudo entre el modo de funcionamiento de invierno y el modo de funcionamiento de verano mediante un conmutador que se acciona manualmente. Mientras que durante el modo de funcionamiento de verano sólo se calienta el agua de servicio, durante el invierno hay que aportar calor tanto al agua de servicio como para calefacción ambiental. Algunos calefactores tienen un sensor de temperatura externa que hace pasar automáticamente del modo de funcionamiento de verano al de invierno. Si la temperatura externa supera un valor prefijado se pasa al modo de funcionamiento de verano. Si la temperatura externa medida cae otra vez por debajo de un valor se pasa al modo de funcionamiento de invierno. In conventional heaters according to the state of the art it is often possible to choose between the winter mode of operation and the mode of summer operation by means of a manually operated switch. While during the summer operation mode only the service water is heated, during winter it is necessary to provide heat to both the service water and for ambient heating. Some heaters have an external temperature sensor that automatically switches from summer to winter mode of operation. If the external temperature exceeds a preset value, it goes into summer mode of operation. If the measured external temperature falls again below a value, it goes into winter mode of operation.

Las bombas de calor se pueden utilizar también para enfriar además de para calentar. Si la temperatura externa supera un valor prefijado la bomba de calor puede pasar de calentar a enfriar. A este respecto resulta inconveniente que las oscilaciones de temperatura externa a lo largo del día puedan producir que se esté siempre conmutando. Heat pumps can also be used for cooling as well as for heating. If the external temperature exceeds a preset value, the heat pump can go from heating to cooling. In this regard, it is inconvenient that external temperature fluctuations throughout the day may cause it to always be commuting.

El documento US 5924289 A muestra un procedimiento para conmutar entre el modo de funcionamiento de enfriamiento y de calentamiento de una bomba de calor en la que la señal de un sensor externo se usa para conmutar. US 5924289 A shows a method for switching between the cooling and heating mode of operation of a heat pump in which the signal from an external sensor is used to switch.

Por el documento JP 2004028440 A se conoce una instalación de climatización en la que se usa el valor medio de la señal de medida de un sensor de temperatura externa de los últimos 20 días para conmutar entre el modo funcionamiento de calentamiento y de enfriamiento. JP 2004028440 A is known as an air conditioning system in which the average value of the measurement signal of an external temperature sensor of the last 20 days is used to switch between the heating and cooling operating mode.

El documento JP 59035745 A divulga el procedimiento de funcionamiento de una instalación de climatización en la que cada día a una hora determinada se compara la temperatura ambiente con la temperatura del día anterior a la misma hora. Si la diferencia de temperatura es menor que un valor umbral la instalación sigue funcionando como hasta entonces, en caso contrario se ajustan los parámetros de funcionamiento. Además se compara simultáneamente la temperatura medida con la temperatura que corresponde a la temperatura media de marzo entre las 9 h y las 17h para un año promedio. Si la temperatura medida es más baja la instalación se pone a funcionar en el modo de invierno. Si la temperatura medida, por el contrario, es mayor que la temperatura media de junio entre las 9h y las 17h de un año promedio la instalación se pone a funcionar en el modo de verano. JP 59035745 A discloses the operating procedure of an air conditioning installation in which each day at a certain time the room temperature is compared with the temperature of the previous day at the same time. If the temperature difference is less than a threshold value, the installation continues to operate as before, otherwise the operating parameters are adjusted. In addition, the measured temperature is simultaneously compared with the temperature corresponding to the average March temperature between 9 am and 5 pm for an average year. If the measured temperature is lower, the installation starts operating in winter mode. If the measured temperature, on the other hand, is higher than the average June temperature between 9 a.m. and 5 p.m. of an average year, the installation starts operating in summer mode.

El documento JP 2003083586 divulga una instalación de climatización que mide la temperatura de interiores. Si la temperatura interna está dentro de un intervalo prefijado, entre un límite inferior y uno superior, ni se calienta ni se enfría. Si la temperatura interna supera el límite superior se enfría hasta una temperatura predeterminada; si la temperatura interna queda por debajo del límite inferior se calienta hasta una temperatura predeterminada. Se calcula el valor medio durante las dos últimas semanas de la temperatura externa medida mediante un sensor de la estación del año. En base al valor medio se clasifica en los tres intervalos. Estos tres intervalos de temperatura externa sirven exclusivamente para ajustar a la estación del año la temperatura de conmutación que en su caso se mida en interiores. Así, para una temperatura externa alta se enfría sólo cuando la temperatura de interiores es más alta que para una temperatura externa baja. Independientemente de la estación del año o del valor medio de la temperatura externa se conmuta exclusivamente en función de la temperatura de interiores que se de en su caso entre el modo de calentamiento, de enfriamiento y el de espera. JP 2003083586 discloses an air conditioning installation that measures indoor temperature. If the internal temperature is within a predetermined range, between a lower and an upper limit, it is neither heated nor cooled. If the internal temperature exceeds the upper limit it cools to a predetermined temperature; If the internal temperature falls below the lower limit, it is heated to a predetermined temperature. The average value is calculated during the last two weeks of the external temperature measured by a sensor of the season. Based on the average value it is classified in the three intervals. These three external temperature ranges serve exclusively to adjust the switching temperature that is measured indoors indoors to the season of the year. Thus, for a high external temperature it cools only when the indoor temperature is higher than for a low external temperature. Regardless of the season of the year or the average value of the external temperature, it is switched exclusively according to the temperature of the interiors, where appropriate, between the heating, cooling and standby mode.

El documento JP 2007003096 describe una instalación de climatización que tiene en cuenta las oscilaciones de temperatura dentro de un intervalo de tiempo prefijado. Se tiene en cuenta la fracción de energía estimada debida a la formación de nubes, el aislamiento del edificio y la transmisión de calor por radiación solar. JP 2007003096 describes an air conditioning installation that takes into account temperature fluctuations within a predetermined time interval. The estimated fraction of energy due to cloud formation, building insulation and heat transmission by solar radiation is taken into account.

El documento JP 2004028440 describe un dispositivo con un sistema de calentamiento y enfriamiento independientes así como un aparato no referido más concretamente. A estos se les asocia respectivamente un elemento de cálculo que calcula el valor medio de los valores de 20 días del sensor de temperatura externa. Los elementos de cálculo calculan independientemente el valor medio de los valores de 20 días y se lo pasan a unas unidades de cómputo de la estación del año que son independientes. Sus señales de salida hacen que se pongan en marcha independientemente los sistemas de calentamiento y enfriamiento así como el aparato gracias a unos reguladores de las fuentes de calor, reguladores del sistema de enfriamiento y reguladores del aparato que son independientes. JP 2004028440 describes a device with an independent heating and cooling system as well as an apparatus not more specifically referred to. These are associated respectively with a calculation element that calculates the average value of the 20-day values of the external temperature sensor. The calculation elements independently calculate the average value of the 20-day values and pass it to some units of computation of the season of the year that are independent. Its output signals make the heating and cooling systems and the apparatus independently start up thanks to regulators of the heat sources, cooling system regulators and regulators of the apparatus that are independent.

El objetivo de la presente invención es, por tanto, encontrar un procedimiento que haga posible la conmutación automática entre los modos de funcionamiento que satisfaga las necesidades teniéndose en cuenta la inercia térmica del sistema en su conjunto. The objective of the present invention is, therefore, to find a procedure that makes it possible to automatically switch between modes of operation that meets the needs taking into account the thermal inertia of the system as a whole.

Según la invención esto se consigue con las características de la reivindicación independiente 1 en la que en función del valor medio de la temperatura externa registrada con un sensor durante un intervalo de tiempo prefijado se utiliza el control del modo de funcionamiento de una bomba de calor para conmutar entre el modo de calentamiento, el modo de enfriamiento y el modo de espera. Para tener en cuenta la evolución diaria en su conjunto se puede elegir convenientemente como tiempo prefijado un día entero. Resulta razonable elegir un número de días enteros para no tener en cuenta las oscilaciones diarias de forma desproporcionada. According to the invention, this is achieved with the characteristics of independent claim 1, in which the control of the operating mode of a heat pump is used according to the average value of the external temperature recorded with a sensor during a predetermined time interval. Switch between heating mode, cooling mode and standby mode. To take into account the daily evolution as a whole, a whole day can be conveniently chosen as the default time. It is reasonable to choose a number of whole days to disregard daily oscillations disproportionately.

A este respecto la fase nocturna no se tiene cuenta puesto que por lo general no hace falta hacer una regulación en base a la temperatura objetivo durante dicha fase. Esto tiene sentido sobre todo para casas bien aisladas, mientras que para casas mal aisladas hay que tener en cuenta la pérdida de calor en invierno así como el calentamiento en verano durante la fase nocturna. En estos casos el sistema de regulación puede tener en cuenta las fases nocturnas con una ponderación menor. Por fase nocturna se puede considerar en general un intervalo de tiempo determinado In this regard, the night phase is not taken into account since it is usually not necessary to make a regulation based on the target temperature during said phase. This makes sense especially for well-insulated houses, while for poorly insulated houses the loss of heat in winter as well as the heating in summer during the night phase must be taken into account. In these cases the regulation system may take into account the night phases with a lower weighting. By night, a specific time interval can be considered in general

o las horas de consumo nocturno. or hours of nighttime consumption.

De acuerdo con la reivindicación 2 el tiempo prefijado se puede ajustar. Para un buen aislamiento térmico de un edificio resulta posible elegir un intervalo de tiempo prefijado largo puesto que la inercia térmica del edificio impide en este caso grandes oscilaciones. Si, por el contrario, el aislamiento térmico de un edificio es malo se tiene que elegir un tiempo prefijado que sea corto en consonancia para evitar que se quede frío o que se sobrecaliente. According to claim 2 the preset time can be adjusted. For a good thermal insulation of a building it is possible to choose a long preset time interval since the thermal inertia of the building prevents large oscillations in this case. If, on the contrary, the thermal insulation of a building is bad, you have to choose a preset time that is short in line to prevent it from becoming cold or overheating.

La invención se ilustrará ahora haciendo referencia a la figura. La figura muestra por un lado el registro de la temperatura Tactual externa momentánea medida en un objeto y por otro lado la curva de la temperatura Tmedia, 24h externa promedio de las últimas 24 horas que sufre, por definición, menos oscilaciones. En el ejemplo de realización se asume que por debajo de los 18 °C (T iniciar calefacción) hay que pasar al modo de calentamiento mientras que por encima de los 22 °C (T iniciar refrigeración) hay que iniciar el modo de enfriamiento. La curva característica del modo de funcionamiento ilustra que así sólo hacen falta pocas conmutaciones del modo de funcionamiento (standby, heating mode, cooling mode). Además sobra la conmutación manual del usuario entre calentamiento y enfriamiento. The invention will now be illustrated with reference to the figure. The figure shows, on the one hand, the record of the momentary external Tactual temperature measured on an object and on the other hand the average external temperature curve, 24h of the last 24 hours undergoing, by definition, less oscillations. In the exemplary embodiment, it is assumed that below 18 ° C (T start heating), the heating mode must be switched on, while above 22 ° C (T start cooling) the cooling mode must be started. The characteristic curve of the operating mode illustrates that this only requires a few switching of the operating mode (standby, heating mode, cooling mode). In addition, the user manual switching between heating and cooling is unnecessary.

Cuando la bomba de calor está calentando esto no significa a la fuerza que tenga que estar en funcionamiento siempre sino que también se puede esperar a recibir la orden de calentar. Lo mismo se aplica al modo de enfriamiento. El modo de funcionamiento fija, sin embargo, la conexión de la instalación de modo que si se necesita se puede hacer que la bomba de calor funcione calentando o enfriando al usuario. En el modo de enfriamiento el calor que se expulsa de una habitación se puede utilizar, por lo general, para calentar agua de servicio. When the heat pump is heating this does not mean that it must always be in operation but it can also wait to receive the order to heat. The same applies to the cooling mode. The fixed mode of operation, however, connects the installation so that if necessary, the heat pump can be operated by heating or cooling the user. In cooling mode the heat that is expelled from a room can usually be used to heat service water.

Claims (2)

REIVINDICACIONES 1. Procedimiento de control del modo de funcionamiento de una bomba de calor con un sensor de temperatura externa caracterizado porque el valor (Tmedia) medio de la temperatura (Tactual) registrada por el sensor de temperatura externa durante un intervalo de tiempo de un número exacto de días completos, preferentemente un 1. Procedure for controlling the mode of operation of a heat pump with an external temperature sensor characterized in that the average (Tmedia) temperature value (Tactual) recorded by the external temperature sensor during a time interval of an exact number of full days, preferably a 5 día, se usa para conmutar entre el modo (heating mode) de calentamiento, el modo (cooling mode) de enfriamiento y el modo (standby) de espera no considerándose las horas de la fase nocturna o considerándolas con una ponderación menor. 5 day, it is used to switch between the heating mode, the cooling mode and the standby mode, not considering the hours of the night phase or considering them with a lower weighting. 2. Procedimiento de control del modo de funcionamiento de una bomba de calor de acuerdo con la reivindicación 1 caracterizado porque el intervalo de tiempo prefijado se puede ajustar, en el que preferentemente se aprovecha un 2. Procedure for controlling the mode of operation of a heat pump according to claim 1 characterized in that the predetermined time interval can be adjusted, in which preferably a 10 buen aislamiento térmico y una alta capacidad de acumulación de calor del edificio, en el que la bomba de calor se hace funcionar, para elegir intervalos de tiempo largos. 10 good thermal insulation and a high heat accumulation capacity of the building, in which the heat pump is operated, to choose long time intervals.
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