SE530407C2 - Control device - Google Patents
Control deviceInfo
- Publication number
- SE530407C2 SE530407C2 SE0501581A SE0501581A SE530407C2 SE 530407 C2 SE530407 C2 SE 530407C2 SE 0501581 A SE0501581 A SE 0501581A SE 0501581 A SE0501581 A SE 0501581A SE 530407 C2 SE530407 C2 SE 530407C2
- Authority
- SE
- Sweden
- Prior art keywords
- flow
- water
- heat exchanger
- heat
- main liquid
- Prior art date
Links
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
- F24D—DOMESTIC- OR SPACE-HEATING SYSTEMS, e.g. CENTRAL HEATING SYSTEMS; DOMESTIC HOT-WATER SUPPLY SYSTEMS; ELEMENTS OR COMPONENTS THEREFOR
- F24D11/00—Central heating systems using heat accumulated in storage masses
- F24D11/02—Central heating systems using heat accumulated in storage masses using heat pumps
- F24D11/0214—Central heating systems using heat accumulated in storage masses using heat pumps water heating system
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
- F24H—FLUID HEATERS, e.g. WATER OR AIR HEATERS, HAVING HEAT-GENERATING MEANS, e.g. HEAT PUMPS, IN GENERAL
- F24H4/00—Fluid heaters characterised by the use of heat pumps
- F24H4/02—Water heaters
- F24H4/04—Storage heaters
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
- F25B30/00—Heat pumps
- F25B30/02—Heat pumps of the compression type
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
- F25B2339/00—Details of evaporators; Details of condensers
- F25B2339/04—Details of condensers
- F25B2339/047—Water-cooled condensers
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
- F25B40/00—Subcoolers, desuperheaters or superheaters
- F25B40/04—Desuperheaters
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Steam Or Hot-Water Central Heating Systems (AREA)
- Heat-Pump Type And Storage Water Heaters (AREA)
Description
25 30 530 40? vattnet i varmvattenberedaren, det s.k. sekundärvattnet eller tappvarmvattnet, av det så kallade primärvattnet som uppvärmts via värmepumpslingan. Då den tillgängliga, vattenuppvärmande temperatur som finns tillgänglig är begränsad av den tempera- tur, till vilken värmepumpen klarar av att värma primär- vattnet, finns det en begränsning av den temperatur till vilken sekundärvattnet kan uppvärmas. 25 30 530 40? the water in the water heater, the so-called the secondary water or domestic hot water, of the so-called primary water which is heated via the heat pump loop. Since the available water heating temperature available is limited by the temperature to which the heat pump is able to heat the primary water, there is a limitation on the temperature to which the secondary water can be heated.
Vid konstruktion av värmepumpar måste därför hänsyn tas till ett antal kriterier. Till exempel bör tappvarmvatten för bad och dusch vara minst 40°C vid tappstället. Vidare finns det, åtminstone i Sverige, regler som säger att temperaturen i en ackumulerande varmvattenberedare skall vara minst 50°C. Dess- utom bör, för att förhindra en för stor tillväxt av legionel- labakterier, allt varmvatten upphettas till minst 60°C med jämna mellanrum.When designing heat pumps, a number of criteria must therefore be taken into account. For example, hot water for baths and showers should be at least 40 ° C at the tap. Furthermore, there are, at least in Sweden, rules that say that the temperature in an accumulating water heater must be at least 50 ° C. In addition, to prevent overgrowth of legionella bacteria, all hot water should be heated to at least 60 ° C at regular intervals.
Värmepumpen kan således inte uppvärma primärvattnet till hur hög temperatur som helst, åtminstone inte på ett ekonomiskt sätt, vilket leder till begränsningar av hur mycket sekundär- vattnet, tappvarmvattnet, kan uppvärmas av primärvattnet.The heat pump can thus not heat the primary water to any high temperature, at least not in an economical way, which leads to limitations on how much the secondary water, the domestic hot water, can be heated by the primary water.
Det finns således ett behov av en värmepump som kan tillhanda- hålla en större mängd sekundärvatten till en lägre kostnad.There is thus a need for a heat pump that can provide a larger amount of secondary water at a lower cost.
Uppfinningens ändamål och viktigaste kännetecken Det är ett syfte med föreliggande uppfinning att tillhanda- hålla en regleranordning som vid en värmepump kan tillhanda- hälla en större mängd sekundärvatten till en lägre kostnad.OBJECTS AND MOST IMPORTANT FEATURES OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a control device which, in the case of a heat pump, can provide a larger amount of secondary water at a lower cost.
Detta syfte uppnås, enligt en första aspekt av uppfinningen, med en regleranordning enligt patentkrav l, en metod enligt patentkrav l3 samt en värmepump enligt patentkrav 22 och ett uppvärmningssystem enligt patentkrav 23, Regleranordningen enligt föreliggande uppfinning, vilken är avsedd för användning vid en värmepump med en förångare och en 73633.doc; 2005-07-06 UI 10 15 20 25 30 530 407 kondensor varvid ett medelst förångaren och en kompressor upp- värmt värmeöverföringsmedium i en värmeöverföringskrets är anordnat att via ett forsta värmeväxlarparti och ett andra värmeväxlarparti avge värme till ett huvudvätskeflöde, inkluderar organ för att, åtminstone i en uppvärmningsmod, avleda ett delflöde från nämnda huvudvattenflöde för passage genom det andra värmevaxlarpartiet. Detta har fördelen att det lägre flödet markant ändrar förhållandet mellan värmeöver- föringsyta och flöde jämfört med känd teknik, vilket leder till att delflödet kan uppvärmas till en betydligt högre temperatur än tidigare, och dessutom till en betydligt lägre kostnad. Delflodet kan sedan användas för uppvärmning av sekundärvatten till en väsentligt varmare temperatur än tidigare.This object is achieved, according to a first aspect of the invention, with a control device according to claim 1, a method according to claim 13 and a heat pump according to claim 22 and a heating system according to claim 23, The control device according to the present invention, an evaporator and a 73633.doc; 2005-07-06 UI 10 15 20 25 30 530 407 condenser wherein a heat transfer medium heated by means of the evaporator and a compressor in a heat transfer circuit is arranged to provide heat to a main liquid flow via a first heat exchanger portion and a second heat exchanger portion, at least in a heating mode, diverting a partial flow from said main water flow for passage through the second heat exchanger portion. This has the advantage that the lower flow significantly changes the ratio between heat transfer surface and flow compared with known technology, which leads to the partial flow being able to be heated to a significantly higher temperature than before, and also to a significantly lower cost. The partial flood can then be used to heat secondary water to a significantly warmer temperature than before.
Nämnda delflöde kan avledas efter passage av huvudvätskeflödet genom det första värmeväxlarpartiet. Detta har fördelen att delflödet redan är delvis uppvärmt när det når det andra värmeväxlarpartiet.Said partial flow can be diverted after passage of the main liquid flow through the first heat exchanger portion. This has the advantage that the partial flow is already partially heated when it reaches the second heat exchanger portion.
Anordningen kan innefatta organ för att leda uppvärmt delflöde genom eller intill en vattenbehållare för avgivning av värme från delflödet till vatten i behållaren vid delflodets passage. Detta medför att ackumulerat vatten med en hög temperatur till låg uppvärmningskostnad kan erhållas.The device may comprise means for directing heated partial flow through or adjacent to a water container for dissipating heat from the partial flow to water in the container at the passage of the partial river. This means that accumulated water with a high temperature at a low heating cost can be obtained.
Anordningen kan vidare innefatta reglerorgan för reglering av delflödets andel av det totala flödet. Reglerorganet kan t.ex. utgöras av en styrbar shuntventil eller strypventil.The device may further comprise control means for regulating the share of the partial flow of the total flow. The regulatory body can e.g. consists of a controllable shunt valve or throttle valve.
Detta har fördelen att delflodets flöde kan regleras så att det hela tiden säkerställs att temperaturen på det flöde som går in i toppen på vattentanken inte understiger en viss temperatur, t.ex. 50°C. Vidare kan vattenflödena hela tiden regleras efter behov, t.ex. kan vid vissa tillfällen varm» vattenproduktion prioriteras, medan i andra fall uppvärmning 73 6330cc, 2005-0106 10 15 20 30 530 40? prioriteras. Regleringen styrs företrädesvis med hjälp av värmepumpens reglerdator.This has the advantage that the flow of the partial flow can be regulated so that it is always ensured that the temperature of the flow that enters the top of the water tank does not fall below a certain temperature, e.g. 50 ° C. Furthermore, the water flows can be regulated at all times as needed, e.g. can in some cases hot »water production be prioritized, while in other cases heating 73 6330cc, 2005-0106 10 15 20 30 530 40? prioritized. The control is preferably controlled by means of the heat pump's control computer.
Delflödets returflöde och varmvattnets returflöde kan samman- kopplas på det första värmeväxlarpartiets kallvattensida.The return flow of the partial flow and the return flow of the hot water can be connected on the cold water side of the first heat exchanger section.
Detta har fördelen att i uppvarmningssystemet ackumulerad energi kan ”lånas” för att tillfälligt höja varmvatten- produktionen.This has the advantage that accumulated energy in the heating system can be “borrowed” to temporarily increase hot water production.
Det första värmeväxlarpartiet kan väsentligen utgöras av en kondensor, och det andra värmevaxlarpartiet kan väsentligen utgöras av en hetgasvärmevaxlare. Detta har fördelen att den varma hetgasen kan värma delflödet till en mycket hög tempera- tur.The first heat exchanger portion may be substantially a condenser, and the second heat exchanger portion may be substantially a hot gas heat exchanger. This has the advantage that the hot hot gas can heat the partial flow to a very high temperature.
Kort beskrivning av ritningarna I figur l visas allmänt en värmepump enligt känd teknik.Brief description of the drawings Figure 1 generally shows a heat pump according to the prior art.
I figur 2a-e visas olika driftsfall med tillhörande entalpi- diagram för en exempelvärmepump enligt den kända tekniken.Figures 2a-e show different operating cases with associated enthalpy diagrams for an example heat pump according to the prior art.
I figur 3a och Bb visas en värmepump enligt en exempel- utföringsform av föreliggande uppfinning.Figures 3a and Bb show a heat pump according to an exemplary embodiment of the present invention.
I figur 4 visas ett exempeldriftsfall enligt föreliggande upp- finning.Figure 4 shows an exemplary operating case according to the present invention.
I figur 5 visas ett annat exempeldriftsfall enligt före- liggande uppfinning.Figure 5 shows another exemplary operating case according to the present invention.
I figur 6 visas en alternativ utföringsform av föreliggande uppfinning.Figure 6 shows an alternative embodiment of the present invention.
Detaljerad beskrivning av föredragna utföringsformer I fig. l visas en värmepump lO enligt känd teknik som ar installerad i en fastighet såsom en villa, och schematiskt ett radiatorsystem 15. Värmepumpen 10 är försedd med en regler- dator 12, vilken styr och övervakar diverse funktioner i varmepumpen. Exempel på sådana funktioner kan vara inställning 736331íoc: 2005-07-06 10 15 20 25 30 530 40? och/eller övervakning av arbetstemperaturer för värmepumpens kompressor, inomhus- och utomhustemperaturer, inställning av värmekurva, styrning av rumstemperatur beroende på tid på dygnet eller vid semesterfrånvaro etc. Ytterligare exempel kommer att anges nedan. En användare kan kommunicera med reglerdatorn 12 via på värmepumpen 10 anordnad display och knappsats (ej visat). Värmepumpen 10 innefattar vidare en värmepumpskrets och en vattentank 11 med ett inlopp 13 i tankens underdel för tillförsel av vatten som skall uppvärmas och ett utlopp 14 i tankens övre del för utsläpp av uppvärmt vatten.Detailed Description of Preferred Embodiments Fig. 1 shows a prior art heat pump 10 installed in a property such as a villa, and schematically a radiator system 15. The heat pump 10 is provided with a control computer 12, which controls and monitors various functions in the heat pump. Examples of such functions can be setting 736331íoc: 2005-07-06 10 15 20 25 30 530 40? and / or monitoring of working temperatures for the heat pump's compressor, indoor and outdoor temperatures, setting of heating curve, control of room temperature depending on time of day or in case of holiday absence, etc. Further examples will be given below. A user can communicate with the control computer 12 via a display and keypad (not shown) arranged on the heat pump 10. The heat pump 10 further comprises a heat pump circuit and a water tank 11 with an inlet 13 in the lower part of the tank for supply of water to be heated and an outlet 14 in the upper part of the tank for discharge of heated water.
Värmepumpskretsen innefattar ett cirkulerande värmeöver- föringsmedium där mestadels flytande värmeöverföringsmedium 21 tar upp värme från en värmekalla såsom en bergvärmeslinga 22, i vilken en köldbärare såsom glykolvatten med en temperatur av ca. ~5° - +5° cirkuleras med hjälp av en cirkulationspump i ett vattenfyllt borrhål. När det flytande värmeöverförings~ mediumet 21 upptar värme förångas det i en förångare 23.The heat pump circuit comprises a circulating heat transfer medium where mostly liquid heat transfer medium 21 absorbs heat from a heat source such as a rock heat loop 22, in which a coolant such as glycol water with a temperature of approx. ~ 5 ° - + 5 ° is circulated using a circulation pump in a water-filled borehole. When the liquid heat transfer medium 21 absorbs heat, it evaporates in an evaporator 23.
Förångningstemperaturen kan t.ex. vara -7°. Det gasformiga värmeöverföringsmediumet komprimeras sedan med hjälp av en kompressor 24 till ett högre tryck, vilket p.g a. gasens mindre volym medför att gasens temperatur höjs. Den komprime- rade, varma gasen (hetgasen) avger sedan sin värme via en kondensor 25 och en anderkylare 26 sin värme till det s.k. primärvattnet, eller radiatorvattnet 27, samtidigt som gasen kondenseras till vätska. Underkylningen medför att ytterligare värme kan utvinnas och ger således en mer ekonomisk värmepump, samtidigt som det säkerställs att inga gasbubblor kvarstår i värmeöverföringsmediumet när detta når expansionsventilen 28, via vilken det flytande värmeöverföringsmediumets tryck kraftigt sänks, varvid värmeöverföringsmediumets temperatur sjunker hastigt, varefter värmeöverföringsmediumet på nytt upptar värme från bergvärmeslingan 22. I stället för att 7363 3 A106: 2005-07-06 10 15 20 30 530 40? värmeslingan upptar värme från berg kan den uppta sin värme från jord, luft och/eller vatten. I figuren visas även en elpatron 29, vilken endast används i de fall extra värmetill- skott erfordras, t.ex. mycket kalla dagar, samt en vaxelventil l6 for växling mellan varmvattenprodtktion och värmeproduk- tion. Vidare visas en cirkulationspump 17 för cirkulation av primärvattnet.The evaporation temperature can e.g. be -7 °. The gaseous heat transfer medium is then compressed by means of a compressor 24 to a higher pressure, which due to the smaller volume of the gas means that the temperature of the gas is raised. The compressed, hot gas (hot gas) then gives off its heat via a condenser 25 and a second cooler 26 its heat to the so-called the primary water, or the radiator water 27, at the same time as the gas is condensed into liquid. The subcooling means that additional heat can be recovered and thus provides a more economical heat pump, while ensuring that no gas bubbles remain in the heat transfer medium when it reaches the expansion valve 28, via which the pressure of the liquid heat transfer medium is greatly lowered. absorbs heat from the geothermal heat loop 22. Instead of 7363 3 A106: 2005-07-06 10 15 20 30 530 40? the heating loop absorbs heat from rocks, it can absorb its heat from soil, air and / or water. The figure also shows an immersion heater 29, which is only used in cases where additional heat supplementation is required, e.g. very cold days, and a gear valve l6 for switching between hot water production and heat production. Furthermore, a circulation pump 17 is shown for circulating the primary water.
Det genom värmepumpskretsen uppvärmda primärvattnet används sedan omväxlande for att varma tappvarmvatten och fastighetens radiator- och/eller golvvarmesystem. Värmepumpens verknings- grad styrs av värmeoverforingsmediumets kondenseringstempera- tur, ju lägre temperatur, dvs. ju lägre tryck, kondenseringen påbörjas vid, desto hogre verkningsgrad. Vid uppvärmning av primärvattnet till t.ex. 35° med en lOkW värmepump kan värme- pumpens s.k. effektivitetsfaktor (coefficient of performance, COP), dvs. förhållandet mellan avgiven effekt och tillförd effekt, vara 5, vid 50° kan den vara 3,4 och vid 60° kan den vara 2,5.The primary water heated by the heat pump circuit is then used alternately to heat domestic hot water and the property's radiator and / or floor heating system. The efficiency of the heat pump is controlled by the condensing temperature of the heat transfer medium, the lower the temperature, ie. the lower the pressure, the condensation is started at, the higher the efficiency. When heating the primary water to e.g. 35 ° with a 10kW heat pump, the heat pump's so-called coefficient of performance (COP), ie. the ratio between output power and applied power, be 5, at 50 ° it can be 3.4 and at 60 ° it can be 2.5.
Värmepumpen kan således inte uppvärma primarvattnet till hur hög temperatur som helst, åtminstone inte på ett ekonomiskt sätt, vilket leder till begränsningar av hur mycket sekundär- vattnet, tappvarmvattnet, kan uppvärmas av primarvattnet.The heat pump can thus not heat the primary water to any high temperature, at least not in an economical way, which leads to limitations on how much the secondary water, the domestic hot water, can be heated by the primary water.
Detta exemplifieras med figurerna 2a-2e. I fig. 2a visas systemet i fig. l med temperaturer for ett tänkt driftsfall där fastigheten uppvärms av ett golvvärmesystem, och uppvärm- ning/cirkulering av radiatorvatten i golvvärmesystemet enligt den pilförsedda slingan pågår. Såsom kan ses i figuren har radiatorvattnet en returtemperatur på 25°C när det leds in vid A i underkylaren 26. Vid passage genom underkylare 26 och kondensor 25 uppvärms radiatorvattnet till 35°, samtidigt som värmeoverforingsmediumets temperatur sänks från 66°C vid intrade i kondensorn till 28°C efter passage genom under- 73633.doc; 2005-07-06 10 15 20 25 30 530 407 kylaren. I fig. 2b visas motsvarande entalpidiagram, och såsom kan utläsas i figuren erhålls i detta driftsfall ett CO?-värde (Pmß/PNLMQ på cirka 5. Såsom också kan ses i entalpidiagrammet fungerar den övre delen av kondensorn 25 i fig. 2a som hetgas- varmevaxlare, dvs. avkylning av hetgasen från 66°C till 39°C sker utan kondensering, och först när gasens temperatur når 39°C påbörjas kondenseringen.This is exemplified by Figures 2a-2e. Fig. 2a shows the system in Fig. 1 with temperatures for an imaginary operating case where the property is heated by an underfloor heating system, and heating / circulation of radiator water in the underfloor heating system according to the arrow-provided loop is in progress. As can be seen in the figure, the radiator water has a return temperature of 25 ° C when it is introduced at A into the subcooler 26. When passing through subcooler 26 and condenser 25, the radiator water heats to 35 °, while the temperature of the heat transfer medium is lowered from 66 ° C when entering the condenser to 28 ° C after passage through sub- 73633.doc; 2005-07-06 10 15 20 25 30 530 407 the cooler. Fig. 2b shows the corresponding enthalpy diagram, and as can be read in the figure, in this operating case a CO 2 value (Pm heat exchangers, ie cooling of the hot gas from 66 ° C to 39 ° C takes place without condensation, and only when the gas temperature reaches 39 ° C does the condensation begin.
I fig. 2c visas samma system, men med temperaturer för ett tänkt driftsfall dar istallet tappvarmvatten i vattentanken ll uppvärms. Såsom kan ses i figuren har i detta fall primar- vattnet en returtemperatur på 47°C när det leds in vid A i underkylaren 26. Vid passage genom underkylaren 26 och kondensorn 25 uppvarms primarvattnet till 60°, samtidigt som varmeöverföringsmediumets temperatur sänks från ll0°C vid inträde i kondensorn till 50°C efter passage genom under- kylaren. I fig. 2d visas motsvarande entalpidiagram, och såsom kan utläsas i figuren erhålls för varmvattenproduktionen ett COP-värde (Pwm/PHLMJ på cirka 2,5. Således sker varmvatten- produktionen till en betydligt högre kostnad än uppvärmningen av radiatorvattnet. Dessutom ger denna lösning, trots den höga hetgastemperaturen, en maximal temperatur på 50~55°C i vatten- tanken ll. Anledningen till detta visas i fig. 2e, dar primar~ vattnets temperaturstegring och värmeöverföringsmediumets temperatursankning vid passage genom underkylare 26 och kondensor 25 visas. Såsom kan ses i figuren sjunker hetgasens temperatur i hetgasdelen från llO°C till 60°C samtidigt som vattnets temperatur endast höjs någon eller några grader, trots att, såsom kan ses i fig. 2d, närmare 30% av varmeöver- föringsmediumets energi avges i hetgasdelen. Att temperatur- ökningen inte blir större beror dels på att hetgasdelens varmeöverförande yta ar förhållandevis liten, och dels på att flödet ar relativt stort. Effekten som uttas ur en varme- våxlare kan skrivas som P=k*®*AT, där ® år vattenflödet och AT 73633doc; 2005-07-06 10 15 20 25 30 530 40? skillnaden mellan vattnets temperatur före och efter värme- växlaren och k är en konstant. Är flödet således stort blir temperaturökningen inte särskilt stor. Den låga primärvatten- temperaturen leder till att ett begränsat varmvattenuttag kan göras innan tankens topptemperatur sjunker under de vid tapp- ställena erfordrade 40°C. Dessutom medför detta att det primarvatten som i fig. 2c har en returtemperatur på 47°C efter en större tappning, på grund av större avkylning vid passage genom tanken ll, får en lägre temperatur, kanske endast 20°C, vilket i sin tur leder till att det uppvärmda primärvattnet kommer att ha en temperatur som är lägre än de visade 60°C, t.ex. kanske så lågt som 30°C, vilket kommer att ytterligare sänka tankens topptemperatur genom att värme förs nedåt i tanken(det varmare vattnet i tankens topp värmer upp primärvattnet, varefter primarvattnet avger värmen till det kallare vattnet i tankens nederdel), och således kan det ta förhållandevis lång :id innan tankens topptemperatur åter upp~ når 50°C och därmed möjliggör en ny större tappning.Fig. 2c shows the same system, but with temperatures for an imaginary operating case where instead of hot water in the water tank II is heated. As can be seen in the figure, in this case the primary water has a return temperature of 47 ° C when it is introduced at A into the subcooler 26. Upon passage through the subcooler 26 and the condenser 25, the primary water is heated to 60 °, while the temperature of the heat transfer medium is lowered from 110 ° C when entering the condenser to 50 ° C after passage through the subcooler. Fig. 2d shows the corresponding enthalpy diagram, and as can be seen in the figure, a COP value (Pwm / PHLMJ of about 2.5 is obtained for hot water production. Thus, hot water production takes place at a much higher cost than the heating of the radiator water. In addition, this solution provides , despite the high hot gas temperature, a maximum temperature of 50 ~ 55 ° C in the water tank ll. seen in the figure, the temperature of the hot gas in the hot gas part drops from 10 ° C to 60 ° C at the same time as the water temperature is raised only slightly or a few degrees, despite the fact that, as can be seen in figure 2d, almost 30% of the heat transfer medium energy is given off in the hot gas part. The fact that the temperature increase does not increase is partly due to the fact that the heat transfer part of the hot gas part is relatively small, and partly due to the fact that the flow is relatively large. taken out of a heat exchanger can be written as P = k * ® * AT, where ® is the water flow and AT 73633doc; 2005-07-06 10 15 20 25 30 530 40? the difference between the temperature of the water before and after the heat exchanger and k is a constant. If the flow is thus large, the temperature increase will not be very large. The low primary water temperature means that a limited hot water withdrawal can be made before the tank's top temperature drops below the 40 ° C required at the tapping points. In addition, this means that the primary water which in Fig. 2c has a return temperature of 47 ° C after a larger bottling, due to greater cooling when passing through the tank 11, has a lower temperature, perhaps only 20 ° C, which in turn leads that the heated primary water will have a temperature lower than the shown 60 ° C, e.g. perhaps as low as 30 ° C, which will further lower the tank's top temperature by passing heat down into the tank (the warmer water at the top of the tank heats the primary water, after which the primary water gives off heat to the colder water at the bottom of the tank), and thus take relatively long: id before the tank's top temperature rises again ~ reaches 50 ° C and thus enables a new larger bottling.
Ett satt att öka möjligheten att tappa större mängder vatten är att höja värmeöverföringsmediumets temperatur ytterligare, och därmed primärvattnets temperatur. Detta sker dock till kostnad av sämre verkningsgrad, till exempel erhålls vid en uppvärmning av primärvattnet till ca 65°C en COP på ca 2.One way to increase the possibility of losing larger amounts of water is to raise the temperature of the heat transfer medium further, and thus the temperature of the primary water. However, this is done at the expense of poorer efficiency, for example, when the primary water is heated to about 65 ° C, a COP of about 2 is obtained.
I fig. Ba visas en exempelutföringsform enligt föreliggande uppfinning, enligt vilken tappvarmvatten kan tillverkas till betydligt lägre kostnad jämfört med den kända tekniken. Liksom i fig. l innefattar värmepumpen 30 en värmepumpskrets och en vattentank 31 med ett inlopp 33 i tankens underdel för till- försel av vatten som skall uppvärmas och ett utlopp 34 i tankens övre del för utsläpp av uppvärmt vatten. Även i detta fall upptar ett cirkulerande värmeöverföringsmedium 32 värme från en värmekälla, förångas och komprimeras. I detta fall 73633 (10012005-07-06 10 15 20 25 30 530 40? cirkuleras primärvattnet genom en enhet 36 som utgör kondensor/underkylare, där värmeöverföringsmediumet avger sin värme till primärvattnet under kondensering/underkylning, varvid primärvattnet uppvärms till 35°C för cirkulering medelst en cirktlationspump 41 genom ett golvvärmesystem.Fig. Ba shows an exemplary embodiment according to the present invention, according to which domestic hot water can be manufactured at a much lower cost compared to the prior art. As in Fig. 1, the heat pump 30 comprises a heat pump circuit and a water tank 31 with an inlet 33 in the lower part of the tank for supplying water to be heated and an outlet 34 in the upper part of the tank for discharging heated water. Also in this case, a circulating heat transfer medium 32 absorbs heat from a heat source, evaporates and compresses. In this case 73633 (10012005-07-06 10 15 20 25 30 530 40? The primary water is circulated through a unit 36 which constitutes a condenser / subcooler, where the heat transfer medium gives off its heat to the primary water during condensation / subcooling, whereby the primary water is heated to 35 ° C for circulation by means of a circulation pump 41 through an underfloor heating system.
Primärvattnet passerar sedan en elpatron 39. Till skillnad från den kända tekniken, dar värme och varmvatten omväxlande genereras genom att växla flödet medelst växelventilen 3G i figur l, används enligt föreliggande uppfinningen en shunt- ventil som avleder ett delflöde 42 från primärvattnet 37. Ãterstående flöde 43 av primärvattnet cirkuleras genom fastig- hetens golvvärmesystem, medan delflödet 42, vilket är regler- bart och exempelvis uppgår till 20% av det totala flödet, leds till en hetgasvarmevaxlare 35. Genom det lägre flödet kommer förhållandet mellan varmeöverföringsyta och flöde markant att ökas, vilket leder till att delflödet kan uppvärmas till en betydligt högre temperatur. Såsom visas i figur3a och 3b (vilken motsvarar figur 2e) uppvärms i detta fall delflödet (enligt formeln P=k*®*AT) till 60°C samtidigt som värmepumpen arbetar med samma COP som i fig. 2b. Delflödet används sedan för uppvärmning av tappvarmvatten som således kan uppvärmas till 55-60°C till samma COP som skulle ge 35°C enligt den kända tekniken. Efter passage genom vattentanken leds del- flödet ut till huvudflödet för ny cirkulation. Används i stället radiatorer i fastigheten, med den följd att radiator~ vattnet till exempel uppvärms till 60°C istället för 35°C, medför föreliggande uppfinning att delflödet istället kan upp* värmas till än högre temperatur, om t.ex. hetgasens temperatur vid ingången till hetgasvärmeväxlaren har en temperatur på llO°C som i fig. 2c kan vattnet i tanken värmas upp till i princip godtycklig temperatur, dock bör topptemperaturen hållas på max 95°C för att undvika kokning. Genom denna möjlighet att ladda upp vattentanken till en mycket hög 7363311643, 2Ü05-07-U6 10 15 20 25 30 530 40? 10 temperatur erhålls en värmepump som medger ett oerhört mycket större varmvattenuttag till samma tillverkningskostnad. Hur stor förbättringen är inses enkelt eftersom det är de vid tappställena erfordrade 40°C som utgör referensen, och det faktiska temperaturintervallet för blandning av varmvatten således är 55°C (95*40) enligt föreliggande exempel jämfört med lO°C (50-40), vilket ju procentuellt är en mycket stor förbättring med samma COP som tidigare givit 50°C varmt vatten. Detta har dessutom fördelen att risken för tillväxt av legionellabakterier avsevärt kan reduceras eftersom vattnet värms till en högre temperatur, dessutom kan tanken genomvärmas till en hög temperatur med värmepumpsdrift, vilket minskar behovet av elpatronen ytterligare. Flödet kan styras så att ingen kondensering sker i hetgasväxlardelen. Det varma delflödet har fördelen att en snabb uppvärmning i toppen av vattentanken erhålls, och på grund av skiktningen i varm- vattenberedaren får man på så satt snabbt en viss mängd bruk- bart varmvatten även efter en stor tappning. Även vid en total tömning av varmvattenberedaren sker återladdningen i toppen snabbt och resulterar därmed snabbt i en användbar mängd nytt varmvatten. Lösningen enligt uppfinningen medför dessutom att betydligt mer varmvatten erhålls jämfört med den kända tekniken, eftersom vattnet värms till en högre temperatur, alternativt kan storleken på värmepumpens vattenbehållare reduceras. Delflödets flöde kan regleras så att det hela tiden säkerställs att temperaturen på det flöde som går in i toppen på vattentanken inte understiger 50°C, eller hela tiden ligger 5°C över topptemperaturen, dock bör topptemperaturen hållas på max 95°C enligt ovan för att undvika kokning.The primary water then passes through an immersion heater 39. Unlike the prior art, where heat and hot water are generated alternately by switching the flow by means of the changeover valve 3G in Figure 1, a shunt valve is used according to the present invention which diverts a partial flow 42 from the primary water 37. Outstanding flow 43 of the primary water is circulated through the property's underfloor heating system, while the partial flow 42, which is controllable and for example amounts to 20% of the total flow, is led to a hot gas heat exchanger 35. Due to the lower flow, the ratio between heat transfer surface and flow will increase markedly. which means that the partial flow can be heated to a significantly higher temperature. As shown in Figures 3a and 3b (which corresponds to Figure 2e), in this case the partial flow (according to the formula P = k * ® * AT) is heated to 60 ° C at the same time as the heat pump operates with the same COP as in Figure 2b. The partial flow is then used for heating domestic hot water which can thus be heated to 55-60 ° C to the same COP which would give 35 ° C according to the prior art. After passing through the water tank, the partial flow is led out to the main flow for new circulation. If radiators are used instead in the property, with the consequence that the radiator water, for example, is heated to 60 ° C instead of 35 ° C, the present invention means that the partial flow can instead be heated to an even higher temperature, if e.g. the temperature of the hot gas at the entrance to the hot gas heat exchanger has a temperature of 110 ° C as in fig. 2c the water in the tank can be heated up to a basically arbitrary temperature, however the top temperature should be kept at a maximum of 95 ° C to avoid boiling. Through this possibility to charge the water tank to a very high 7363311643, 2Ü05-07-U6 10 15 20 25 30 530 40? At this temperature, a heat pump is obtained which allows an extremely much larger hot water outlet at the same manufacturing cost. How great the improvement is is easy to understand since it is the 40 ° C required at the tapping points which constitute the reference, and the actual temperature range for mixing hot water is thus 55 ° C (95 * 40) according to the present example compared to 10 ° C (50-40 ), which in percentage is a very large improvement with the same COP that previously gave 50 ° C hot water. This also has the advantage that the risk of growth of legionella bacteria can be significantly reduced because the water is heated to a higher temperature, in addition the tank can be heated through to a high temperature with heat pump operation, which further reduces the need for the immersion heater. The flow can be controlled so that no condensation takes place in the hot gas exchanger part. The hot partial flow has the advantage that a rapid heating is obtained at the top of the water tank, and due to the layering in the hot water heater, a certain amount of usable hot water is obtained quickly even after a large drain. Even with a total emptying of the water heater, the recharging at the top takes place quickly and thus quickly results in a usable amount of new hot water. The solution according to the invention also means that significantly more hot water is obtained compared to the prior art, since the water is heated to a higher temperature, alternatively the size of the heat pump's water tank can be reduced. The flow of the partial flow can be regulated so that it is always ensured that the temperature of the flow that enters the top of the water tank does not fall below 50 ° C, or is always 5 ° C above the top temperature, however the top temperature should be kept at a maximum of 95 ° C as above for to avoid boiling.
I dagens värmepumpar, där varmvatten och värme omväxlande produceras, kan vattnet i radiatorerna stå still i t.ex. 20 minuter när varmvatten produceras. När sedan radiatorvattnet sätts i cirkulation igen kommer en varmvattenpelare gå ut i 7363 3 doc. 2005-07-00 10 15 30 530 40? 11 systemet som en transient, vilken medför snabb uppvärmning av rören i väggarna, vilka kanske svalnat till 20°C, vilket i Sin tur gör att rören värmeutvidgas och försöker trycka isär vägg- reglarna. När detta inte går uppstår knäppningar som kan liknas vid pistolskott. Detta problem kan undvikas med fore- liggande uppfinning eftersom vatten hela tiden cirkuleras i radiatorslingan och temperaturförändringar sker utan transien- ter.In today's heat pumps, where hot water and heat are produced alternately, the water in the radiators can stand still in e.g. 20 minutes when hot water is produced. When then the radiator water is put into circulation again, a hot water column will go out in 7363 3 doc. 2005-07-00 10 15 30 530 40? 11 system as a transient, which causes rapid heating of the pipes in the walls, which may have cooled to 20 ° C, which in turn causes the pipes to expand in heat and try to push the wall bolts apart. When this does not work, clicks occur that can be likened to gunshots. This problem can be avoided with the present invention because water is constantly circulated in the radiator loop and temperature changes occur without transients.
Föreliggande uppfinning har en ytterligare fördel i det att det ackumulerade vattnet i fastighetens uppvärmningssystem kan användas för att snabba upp uppvärmningen av tappvarmvattnet.The present invention has a further advantage in that the accumulated water in the property's heating system can be used to speed up the heating of the domestic hot water.
Detta exemplifieras i fig. 4. Om ett stort varmvattenuttag ur vattentanken utförs kommer delflödets returtemperatur, dvs. temperaturen efter passage genom vattentanken, att sänkas fràn, vid ett exempel med 50°C vatten i radiatorslingan, 70°C till exempelvis l5°C såsom i fig. 4 (i figuren visas delflödet temperatur efter varmvattenuttaget, av denna anledning är del- flödets temperatur i figuren 67°C och inte 70°C). Detta l5°C varma vattnet blandas sedan med radiatorslingans returflöde.This is exemplified in Fig. 4. If a large hot water withdrawal from the water tank is carried out, the return temperature of the partial flow, ie. the temperature after passage through the water tank, to be lowered from, in an example with 50 ° C water in the radiator loop, 70 ° C to for example 15 ° C as in Fig. 4 (the figure shows the partial flow temperature after the hot water withdrawal, for this reason temperature in the figure 67 ° C and not 70 ° C). This 15 ° C hot water is then mixed with the return flow of the radiator loop.
Om delflödet utgör ca 9%, som i figuren (l6g/(l6g+l68g)), av det totala flödet medför detta att radiatorvattnets returflöde sänks med ca 2°C (enligt formeln R*(l6+l68)=(l5*l6+40*l68), där R=resulterande temperatur, vilket i sin tur medför att delflödets maxtemperatur sänks till ca 67°C. Om, såsom kan vara fallet i en normal villa, radiatorslingan består av 400kg järn och rymmer lOO liter vatten i rörledningar samt element kan antalet liter L extra 40°C varmt vatten som erhålls genom temperatursänkningen i radiatorslingan beräknas som 2*(lOO*4,l8+400*O,46) = 30*(L*4,18}, dar: 4,18 = vattnets värmekapacitivite: 0,46 ll järnets värmekapacititvet 73ó33.doC; 2005-07-06 10 15 30 530 40? 12 30 = temperaturskillnad från l0°C inkommande vatten till 40°C vatten, vilket ger 10 liter extra 40°C vatten, med en genomloppstid på' totalt 10 minuter (dvs. den tid det tar att byta ut radiator- vattnet med angivet flöde). Även om temperaturen i radiato- rerna sanks i detta fall varmer de fortfarande, och när Sedan inget varmvattenuttag görs under en period laddas radiator- system och vattentank på nytt med hjälp av varmepumpen- I fig. 5 visas ytterligare ett exempel där en än större del av i radiatorsystemet ackumulerad energi ”lånas” for varmvatten- tillverkning. I detta exempel är delflodet storre, ca 58%, vilket leder till en lägre maxtemperatur for delflodet. Del- flodets returtemperatur blir i detta fall något högre på grund av det större flödet, t.ex. 20°C såsom i figuren. Detta 20°C varma vatten blandas liksom tidigare med radiatorslingans returflode, vilket medför att radiatorvattnets returflode i detta fall, enligt ovan, sänks med ca l2°C. Med samma indata i övrigt som ovan erhålls i detta fall 58 liter extra 40°C varmt vatten med en genomloppstid på totalt 21 minuter.If the partial flow is about 9%, as in the figure (l6g / (l6g + l68g)), of the total flow, this means that the return flow of the radiator water is reduced by about 2 ° C (according to the formula R * (l6 + l68) = (l5 * l6 + 40 * l68), where R = resulting temperature, which in turn means that the maximum flow of the partial flow is lowered to about 67 ° C. If, as may be the case in a normal villa, the radiator loop consists of 400 kg of iron and holds 100 liters of water in pipelines and elements, the number of liters of L extra 40 ° C hot water obtained by lowering the temperature in the radiator loop can be calculated as 2 * (100 * 4, l8 + 400 * 0, 46) = 30 * (L * 4.18}, days: 4, 18 = the heat capacity of the water: 0.46 ll the heat capacity of the iron 73ó33.doC; 2005-07-06 10 15 30 530 40? 12 30 = temperature difference from 10 ° C incoming water to 40 ° C water, which gives 10 liters extra 40 ° C water, with a throughput time of 'a total of 10 minutes (ie the time it takes to replace the radiator water with the specified flow). When no hot water outlet is made for a period, the radiator system and water tank are recharged with the help of the heat pump. Fig. 5 shows another example where an even larger part of the energy accumulated in the radiator system is “borrowed” for hot water production. In this example, the partial flow is larger, about 58%, which leads to a lower maximum temperature for the partial flow. The return temperature of the partial flow will in this case be slightly higher due to the larger flow, e.g. 20 ° C as in the figure. This 20 ° C hot water is mixed as before with the return flow of the radiator loop, which means that the return flow of the radiator water in this case, as above, is reduced by about 12 ° C. With the same input data as above, 58 liters of extra 40 ° C hot water are obtained in this case with a throughput time of a total of 21 minutes.
Styrningen av hur stort delflode som ska avledas från huvud- flödet kan hela tiden regleras med hjälp av varmepumpens reglerdator. Exempel på reglerparametrar kan utgoras av en eller flera av: - huvudvattenflodets temperatur efter kondensorn, - huvudvattenflodets returflödestemperatur, - huvudvattenflodets flöde, - en eller flera temperaturer i vattenbehållaren, - delflodets temperatur efter hetgasvärmeväxlaren, - hetgasens temperatur, - delflodets returflodestemperatur, - delflodets flode, - varmvattenuttag, 73ó33.doc; 2005-07-06 10 15 25 30 530 40? 13 - köldmediekretsens tryck på hög- respektive lågtryckssidäflf ~ kompressorns avgivna effekt.The control of how large a partial flow is to be diverted from the main flow can always be regulated with the help of the heat pump's control computer. Examples of control parameters may consist of one or more of: - the main water flow temperature after the condenser, - the main water flow return flow temperature, - the main water flow flow, - one or more temperatures in the water tank, - the partial river temperature after the hot gas heat exchanger, - the hot stream, , - hot water outlet, 73ó33.doc; 2005-07-06 10 15 25 30 530 40? 13 - the pressure of the refrigerant circuit on the high- and low-pressure side fl f ~ of the compressor delivered power.
Regleringen kan således vara anordnad att vid olika tidpunkter rioritera olika saker. T.ex. kan vid vissa tillfällen varm~ vattenproduktion prioriteras, medan i andra fall uppvärmning av fastigheten prioriteras. Vidare kan kompressorn utgöras av en kapacitetsreglerad kompressor. Detta har t.ex. fördelen att när en tappning av varmvatten gjorts kan kompressorns kapaci* tet, förutsatt att den inte redan arbetar med maximal kapaci- tet, ökas så att hela tiden samma framledningstemperatur erhålls trots det kallare returvattnet.The regulation can thus be arranged to prioritize different things at different times. For example. In some cases, hot water production can be given priority, while in other cases heating of the property can be given priority. Furthermore, the compressor can consist of a capacity-controlled compressor. This has e.g. the advantage that when a bottling of hot water has been made, the capacity of the compressor, provided that it does not already work with maximum capacity, can be increased so that the same flow temperature is obtained at all times despite the colder return water.
I fig. 6 visas en alternativ utföringsform av föreliggande uppfinning. I detta fall är delflödets 62 retur kopplat till kondensorns 60 utgång. Detta medför att det ovan beskrivna energilànet inte är möjligt, däremot har denna utföringsform fördelen att när vattentanken 6l är fulladdad kan delflödets 62 retur hjälpa till att värma upp radiatorvattnet. Dessutom har detta fördelen att, vid laddad vattentank 61, delflödets 62 returflöde inte höjer radiatorvattnets returtemperatur, vilket i sin :ur medför att kondenseringstemperaturen i kondensorn inte höjs, med förbättrad verkningsgrad som följd.Fig. 6 shows an alternative embodiment of the present invention. In this case, the return of the partial flow 62 is connected to the output of the condenser 60. This means that the energy loan described above is not possible, however, this embodiment has the advantage that when the water tank 61 is fully charged, the return of the partial flow 62 can help to heat the radiator water. In addition, this has the advantage that, when the water tank 61 is charged, the return flow of the partial flow 62 does not increase the return temperature of the radiator water, which in turn means that the condensing temperature in the condenser is not increased, with improved efficiency as a result.
Dock mäste hetgasvaxlaren i detta fall göras större för att klara hela uppvärmningen vid sommarfallet då inget flöde går genom radiatorerna och kondensorn därmed inte används. I en alternativ (ej visad) utföringsform kan en växelventil till- handahållas för att styrbart kunna koppla delflödets retur enligt fig. 3A eller fig. 6. På detta satt kan delflödets retur hela tiden kopplas enligt vad som för tillfället är fördelaktigast.However, the hot gas exchanger in this case must be made larger to cope with the entire heating during the summer fall as no flow goes through the radiators and the condenser is thus not used. In an alternative (not shown) embodiment, a changeover valve can be provided in order to be able to controllably couple the return of the partial flow according to Fig. 3A or Fig. 6. In this way, the return of the partial flow can always be connected according to what is currently most advantageous.
Föreliggande uppfinning har även en ytterligare stor fördel.The present invention also has a further great advantage.
Det finns idag system med kondensor och hetgasvärmevaxlare, där kondensorn används för t.ex. uppvärmning och hetgasvärme- 736331J0c: 2005-07-06 10 15 20 30 530 40? 14 växlaren for annat. T.ex. kan hetgasvärmeväxlaren vara placerad i ackumulatortanken för att på detta sätt uppvärma det omgivande ackumulatorvattnet. Om en varmvattenkran lämnas något öppen i detta fall, eller varmvatten på annat sätt läcker i systemet, kan värmebehovet i ackumulatortanken öka så pass mycket att hetgasen börjar kondensera i hetgasväxlaren, dvs. i ackumulatorn erfordrad effekt överstiger i hetgasen tillgänglig effekt. Blir värmebehovet tillräckligt stort kan i värsta fall konöenseringen helt ske över hetgasvärmeväxlaren, dvs. all energi uttas över denna. Förutom att detta leder till att systemet får en mycket dålig verkningsgrad (p.g.a. att värmepumpen tvingas avge energin vid stor temperaturskillnad), finns ingen energi kvar för uppvärmning av radiatorvatten via kondensorn, vilket i sin tur leder till att fastigheten kan kylas ned och frysa sönder. Ett annat exempel pà användning av hetgasvärmeväxlaren, som kan få samma resultat, är när hetgas- värmeväxlaren används i kombination med VVC ívarvattencirkula- tion)-system, och för stor last (ex. golvvärme, handduks- torkar) kopplas mot hetgasvärmeväxlaren. Även i detta fall kan då hela kondenseringen ske över hetgasvärmeväxlaren med ovan- stående problem som följd. Med föreliggande uppfinning, där- emot undviks detta problem. I den föreslagna uppfinningen blandas returen från tappvattentanken med returen från radiatorsystemet, vilket säkerställer att kondenseringen kan ske i kondensorn. Om reglerdatorn konstaterar att varmvatten- tillverkningen är otillräcklig, dvs. returen är för kall under en längre tid, t.ex. 2 timmar, trots att den prioriteras, kan delflödet stängas av helt eller minskas så pass mycket att kondensering i hetgasvärmeväxlaren inte sker, vilket enkelt säkerställs genom avläsning av temperaturerna i systemet och reglering av delflödet baserat på dessa.There are today systems with condenser and hot gas heat exchanger, where the condenser is used for e.g. heating and hot gas heating- 736331J0c: 2005-07-06 10 15 20 30 530 40? 14 the exchanger for other. For example. the hot gas heat exchanger can be placed in the accumulator tank to heat the surrounding accumulator water in this way. If a hot water tap is left slightly open in this case, or hot water otherwise leaks into the system, the heat demand in the accumulator tank can increase so much that the hot gas begins to condense in the hot gas exchanger, ie. the power required in the accumulator exceeds the available power in the hot gas. If the heat demand is large enough, in the worst case the condensation can take place completely over the hot gas heat exchanger, ie. all energy is taken over this. Apart from the fact that this leads to the system having a very poor efficiency (due to the heat pump being forced to release the energy at a large temperature difference), there is no energy left for heating radiator water via the condenser, which in turn leads to the property being cooled and frozen. Another example of using the hot gas heat exchanger, which can have the same result, is when the hot gas heat exchanger is used in combination with VVC in water circulation system, and too much load (eg floor heating, towel dryers) is connected to the hot gas heat exchanger. Even in this case, the entire condensation can then take place over the hot gas heat exchanger with the above problems as a result. With the present invention, however, this problem is avoided. In the proposed invention, the return from the tap water tank is mixed with the return from the radiator system, which ensures that the condensation can take place in the condenser. If the control computer finds that the hot water production is insufficient, ie. the return is too cold for a long time, e.g. 2 hours, despite being prioritized, the partial flow can be switched off completely or reduced so much that condensation in the hot gas heat exchanger does not take place, which is easily ensured by reading the temperatures in the system and regulating the partial flow based on these.
I ovanstående beskrivning har anordningen enbart beskrivits med ett avlett delflöde. Anordningen kan dock användas på sed- 73633.doc1 2005-07-06 10 15 530 40? 15 vanligt satt, framförallt vid sommardrift, då ingen uppvärm- ning sker. I detta fall anvands hela flödet för varmvatten- tillverkning, och värmepumpen fungerar i princip som i den kända tekniken.In the above description, the device has only been described with a diverted partial flow. However, the device can be used on 73633.doc1 2005-07-06 10 15 530 40? 15 normally sat, especially during summer operation, when no heating takes place. In this case, the entire flow is used for hot water production, and the heat pump works in principle as in the prior art.
Vidare har i ovanstående beskrivning hetgasvaxlaren 35 beskrivits som en ren hetgasväxlare. Genom användning av värmepumpens reglerdator kan dock temperaturerna styras genom styrning av floden och kompressor, vilket möjliggör att viss kondensering kan ske i hetgasvarmeväxlaren, alternativt att kondensorn/underkylaren 36 delvis används som hetgasvärme- vaxlare. Således kan systemet i alla lagen optimeras for de vid varje tillfälle rådande omständigheterna.Furthermore, in the above description, the hot gas exchanger 35 has been described as a pure hot gas exchanger. By using the heat pump's control computer, however, the temperatures can be controlled by controlling the river and compressor, which enables some condensation to take place in the hot gas heat exchanger, or alternatively that the condenser / subcooler 36 is partly used as a hot gas heat exchanger. Thus, the system in all laws can be optimized for the circumstances prevailing at any given time.
I tabell I nedan visas en sammanställning över de vanligaste driftsfallen luppvarmningsmoderna) och till vilken COP varm- vattnet tillverkas.Table I below shows a summary of the most common operating cases for the loupe heating modes) and for which the COP hot water is manufactured.
Drift- Varme- Varmvatten- Anmärkning fall behöv behov l Stort Stort Kontinuerlig drift. Vid stora momentana varmvattenbenov utnytt- jas energi i radiator-systemet som buffert. COP for varmvatten- tillverkningen blir lika med COP för det aktuella varmedrift- fallet. 2 Stort llitet Kontinuerlig drift. COP for varm- í vattentillv. blir lika med COP för det aktuella varmedrift- fallet. 3 Litet Litet Intermittent drift vid varme- L_ šbehov. COP för varmvattentillv. 7363 3 dot: 2005-0706 10 15 530 40? 16 blir lika med COP för det aktuella varmedriftfallet. 4 Litet Stort Intermittent drift vid värme- behov. Vid stor tappning körs varmepumpen med värmen avstängd.Operation- Heating- Hot water- Remark case needs need l Large Large Continuous operation. For large instantaneous hot water wells, energy in the radiator system is used as a buffer. COP for hot water production will be equal to COP for the current heating operation case. 2 Large small Continuous operation. COP for heating in water supply. becomes equal to COP for the current heating operation case. 3 Small Small Intermittent operation in case of heat demand. COP for hot water production. 7363 3 dot: 2005-0706 10 15 530 40? 16 becomes equal to COP for the current heat operating case. 4 Small Large Intermittent operation in case of heat demand. In the event of a large drain, the heat pump is run with the heat switched off.
Då kommer kondensorn att värma hetvattnet som sedan passerar hetgasvaxlaren som höjer tempera- turen ytterligare. COP för varm- vattentillv. blir något battre an i sommarfallet. 5 :Inget Normalt (Sommarfallet) Ingen hjälp av hetgas vid varmekörning. COP för varmvattentillv. som körning utan hetgasvaxlare.Then the condenser will heat the hot water which then passes the hot gas exchanger which further raises the temperature. COP for hot water production. gets a little better in the summer case. 5: None Normal (Summer case) No help of hot gas when running hot. COP for hot water production. as driving without a hot gas exchanger.
I ovanstående beskrivning sker varmeöverföringen till vattnet i vattentanken medelst en rörslinga. Det är dock naturligtvis möjligt att utföra denna värmeöverföring på annat satt, t.ex. genom användning av en dubbelmantlad vattentank med en yttre mantel som omger tanken, och dar delflödet cirkuleras genom utrymmet mellan tanken och manteln, eller med en annan typ av värmevaxlare såsom en plattvärmevaxlare, eller en laddvaxlare, dar radiatorvatten ackumuleras i en tank, och där toppvattnet i tanken cirkuleras genom laddvaxlare mot tappvarmvatten. En cirkulationspump ser i detta fall till att flödet från tanken ar tillräckligt stort för att ge tillräcklig uppvärmning av tâppVâlfmVâttnêfi .In the above description, the heat transfer to the water in the water tank takes place by means of a pipe loop. However, it is of course possible to perform this heat transfer in another way, e.g. by using a double jacketed water tank with an outer jacket surrounding the tank, and where the partial flow is circulated through the space between the tank and the jacket, or with another type of heat exchanger such as a plate heat exchanger, or a charge exchanger, where radiator water accumulates in a tank, and where the top water in the tank is circulated through charge exchangers against domestic hot water. In this case, a circulation pump ensures that the flow from the tank is large enough to provide sufficient heating of the tapVâlfmVâttnê fi.
Vidare har i ovanstående beskrivning en shuntventil använts för att avleda delflödet. I stället för en snuntventil kan 73633,doc'_ 2005-0106 530 40? 17 dock även andra organ användas for att avleda delflodet, t.ex. kan en strypning användas.Furthermore, in the above description, a shunt valve has been used to divert the partial flow. Instead of a snout valve can 73633, doc'_ 2005-0106 530 40? However, other means can also be used to divert the partial flood, e.g. a choke can be used.
Kondensorn och hetgasvarmeväxlaren har i ovanstående beskriv~ ning beskrivits som separata enheter. Dessa kan dock även utgöras av en integrerad enhet, dar det totala flödet leds genom en del av den integrerade enheten, och delflodet genom en annan del av enheten. 736331106; 2005-07-06The condenser and the hot gas heat exchanger have been described in the above description as separate units. However, these can also consist of an integrated unit, where the total flow is led through a part of the integrated unit, and the partial flow through another part of the unit. 736331106; 2005-07-06
Claims (1)
Priority Applications (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SE0501581A SE530407C2 (en) | 2005-07-06 | 2005-07-06 | Control device |
CN2006800323389A CN101258364B (en) | 2005-07-06 | 2006-07-05 | Control device and method, heat pump and heating system comprising the control device |
PCT/SE2006/000835 WO2007004962A1 (en) | 2005-07-06 | 2006-07-05 | Control device |
EP06758024.1A EP1899653A4 (en) | 2005-07-06 | 2006-07-05 | Control device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SE0501581A SE530407C2 (en) | 2005-07-06 | 2005-07-06 | Control device |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
SE0501581L SE0501581L (en) | 2007-01-07 |
SE530407C2 true SE530407C2 (en) | 2008-05-27 |
Family
ID=37604728
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SE0501581A SE530407C2 (en) | 2005-07-06 | 2005-07-06 | Control device |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
EP (1) | EP1899653A4 (en) |
CN (1) | CN101258364B (en) |
SE (1) | SE530407C2 (en) |
WO (1) | WO2007004962A1 (en) |
Families Citing this family (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP2103880B1 (en) * | 2008-03-20 | 2011-09-07 | Daikin Industries, Ltd. | Heating and method for controlling the heating |
WO2010065986A1 (en) * | 2008-12-09 | 2010-06-17 | Dux Manufacturing Limited | A water heating system and a method of operating same |
FR2955381A1 (en) * | 2010-01-19 | 2011-07-22 | Michel Charles Albert Barbizet | METHOD FOR THE VALORISATION OF LOW TEMPERATURE THERMAL ENERGY IN MULTI-GENERATION SYSTEMS |
DK179237B1 (en) * | 2016-10-31 | 2018-02-26 | Danfoss Vaermepumpar Ab | A method for controlling a compressor of a heat pump |
CN106885289B (en) * | 2017-03-24 | 2021-01-15 | 中国电力科学研究院 | Electric heating system and control method thereof |
DE102018111056A1 (en) * | 2018-05-08 | 2019-11-14 | Stiebel Eltron Gmbh & Co. Kg | Heating and / or water heating system |
Family Cites Families (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE2355167C3 (en) * | 1973-11-05 | 1981-10-01 | Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München | Heating device with a hot water tank and a heat pump |
SE389188B (en) * | 1973-12-20 | 1976-10-25 | Projectus Ind Produkter Ab | PROCEDURE AND DEVICE FOR HEATING FLUID IN DIFFERENT CIRCUITS FOR DIFFERENT FORMS BY MEASUREMENT OF A HEAT PUMP, INCLUDING A REFRIGERATOR CIRCUIT WITH AN EXPANSION VALVE, AN EVAPORATOR, A COMPRESSOR AND A CONDENSER APPLIANCE |
DE2711144A1 (en) * | 1977-03-15 | 1978-09-28 | Hannover Braunschweigische Str | Heat pump for room and water heating - has refrigerant superheated by compression to liquefy refrigerant in heating circuits |
DE2819962A1 (en) * | 1978-05-08 | 1979-11-15 | Thyssen Industrie | HEATING SYSTEM WITH AIR/WATER HEAT PUMP FOR SPACE HEATING AND/OR DOMESTIC WATER PRODUCTION, WITH AN AIR COLLECTOR FOR CONVERTING SOLAR ENERGY INTO HEAT |
US5465588A (en) * | 1994-06-01 | 1995-11-14 | Hydro Delta Corporation | Multi-function self-contained heat pump system with microprocessor control |
DE19535479A1 (en) * | 1995-09-23 | 1997-03-27 | Mele Versorgungstechnik Kg | Process releases coolant super heating enthalpy to drinking water |
DE59808914D1 (en) * | 1998-09-03 | 2003-08-07 | Alpha Innotec Gmbh | Process for the production of warm drinking and heating water and heating arrangement or compact heating arrangement therefor |
-
2005
- 2005-07-06 SE SE0501581A patent/SE530407C2/en not_active IP Right Cessation
-
2006
- 2006-07-05 WO PCT/SE2006/000835 patent/WO2007004962A1/en active Application Filing
- 2006-07-05 EP EP06758024.1A patent/EP1899653A4/en not_active Withdrawn
- 2006-07-05 CN CN2006800323389A patent/CN101258364B/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
EP1899653A1 (en) | 2008-03-19 |
EP1899653A4 (en) | 2015-02-18 |
SE0501581L (en) | 2007-01-07 |
CN101258364A (en) | 2008-09-03 |
WO2007004962A1 (en) | 2007-01-11 |
CN101258364B (en) | 2011-06-22 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN102239372B (en) | System for providing steam compression circulation and method for controlling steam compression circulation | |
KR100550111B1 (en) | Exhaust heat recovery system | |
KR100750375B1 (en) | Cooling or heating combined system using 2-passline waste water exchanger and heat pump | |
US20100230071A1 (en) | Geothermal Water Heater | |
US6604376B1 (en) | Heat pump using treated water effluent | |
US20090065173A1 (en) | Direct exchange heating/cooling system | |
KR20120042922A (en) | Air conditioning/hotwater supply system and heat pump unit | |
SE530407C2 (en) | Control device | |
KR20090110904A (en) | Multi-faceted designs for a direct exchange geothermal heating/cooling system | |
KR100978800B1 (en) | An auxiliary Heat Source Equipment and the Control of Heat Pump System | |
US8151586B2 (en) | Hot water supply and air conditioning system using CO2 heat pump | |
JP3719444B1 (en) | Compression heat pump system and cogeneration system | |
CN101634499A (en) | Hot-water and heating-cooling room supply system | |
KR100818760B1 (en) | Cooling and heating combined system using heat pump of parallel coupled type | |
KR19980063782A (en) | Air conditioning system | |
JP5067958B2 (en) | Geothermal heat pump system and water heat pump system | |
JP2006292365A (en) | Hot water supply device | |
EP2310751B1 (en) | Thermal gradient fluid header for multiple heating and cooling systems | |
JP4559134B2 (en) | Water-cooled exhaust heat recovery heat pump | |
KR101078070B1 (en) | Hot and cool water, heating and cooling heat-pump system | |
WO2007043952A1 (en) | Heat exchanger device | |
EP0042434B1 (en) | Method of amplifying heat | |
JP2009281644A (en) | Heating system | |
KR101078162B1 (en) | Hot and cool water, heating and cooling heat-pump system | |
AU2008203420B2 (en) | System for cooling refrigerant fluid |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
NUG | Patent has lapsed |