WO2022122581A1 - Verfahren zum betreiben einer wärmepumpe - Google Patents

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WO2022122581A1
WO2022122581A1 PCT/EP2021/084158 EP2021084158W WO2022122581A1 WO 2022122581 A1 WO2022122581 A1 WO 2022122581A1 EP 2021084158 W EP2021084158 W EP 2021084158W WO 2022122581 A1 WO2022122581 A1 WO 2022122581A1
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heat pump
heating element
limit value
heating
heat
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Egbert TIPPELT
Christoph Meyer
Christian BERRETH
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Viessmann Climate Solutions Se
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    • Y02B30/12—Hot water central heating systems using heat pumps

Definitions

  • the present invention relates to a method for operating a heat pump with a heating element.
  • the method is intended to prevent the heating rod of the heat pump from being operated unintentionally when the outside temperature is above a limit temperature. As a result, an unnecessarily high energy consumption and correspondingly high costs can be avoided.
  • heat pumps used to heat a building and/or provide hot water are usually not designed for the absolute lowest possible temperatures in a specific location over the year. Instead, heat pumps often have an electric heating element in order to provide additional heat output when the heat pump alone can no longer deliver the required heat output. This can be the case in particular when the outside temperatures are very low. Air-to-water heat pumps in particular work less efficiently at particularly low outside temperatures.
  • An electric heating element is less efficient than a heat pump and ideally can only generate one kilowatt hour of heat energy from one kilowatt hour of electrical energy.
  • the heat pump is significantly more efficient and, depending on the outside conditions, can generate 3 to 4 kilowatt hours of heat energy from one kilowatt hour of electrical energy.
  • a long operation of the heating element is therefore undesirable from an economic point of view and should be avoided if possible.
  • the heating rod should only be operated if the heat pump alone cannot provide sufficient heat output.
  • long and/or frequent operation of a heater rod can provide an indication that the heat pump or some other part of a heat pump heating system is defective and/or needs servicing.
  • a heat pump with an additional electrical heating element is described, for example, in DE 699 25 389 T2. If the outside temperature is below a limit value, the additional electric heating element is activated in order to heat up air supply to the heat pump.
  • the object of the present invention is to overcome the problems known in the prior art and to provide an improved method for operating a heat pump compared to the prior art.
  • the object is achieved by the method according to claim 1. Further aspects of the invention are the subject matter of the dependent claims, the following description of the exemplary embodiments and the drawings.
  • a heat pump according to the invention transfers heat to a fluid heat transfer medium which circulates in a heating circuit.
  • the fluid heat transfer medium can, in particular, be water.
  • the heating circuit can be designed in particular as a system of pipes or lines in which the heat transfer medium circulates.
  • a large number of radiators can be arranged in the heating circuit to transfer the heat from the heat transfer medium to the air in the room.
  • the heating circuit can be divided into more than one hydraulic circuit, separated according to heating purpose, for example.
  • the flow from the heat pump can branch into two or more flow lines.
  • a first flow can be provided for heating rooms, for example via radiators or underfloor heating.
  • a second flow can be provided for hot water, for example lead to water taps in the building where hot water can be tapped.
  • a route from the heat pump can lead to a domestic hot water storage tank, where the heat transfer medium heated by the heat pump can transfer heat to drinking water.
  • the heat transfer medium can circulate from the heat pump in a closed circuit.
  • the heating circuit can also include a heat accumulator, for example a hot water accumulator.
  • the heat pump, a control device for the heat pump, the heating circuit, the heat accumulator and the radiator form a heating system for providing heat, for example for heating a building.
  • the hot water tank can be arranged in particular in the second flow.
  • the hot water tank can be, for example, a domestic hot water tank as described above.
  • the heating system preferably includes an outside temperature sensor for detecting an outside temperature of the building.
  • the heat pump has an electric heating element for transferring heat to the fluid heat transfer medium.
  • the control device is used to control an operating state of the heat pump and the heating rod.
  • the control device is configured to carry out a method according to the invention for operating the heat pump.
  • the control device can be configured to set a storage temperature of the heat accumulator as a function of the recorded running time of the heating element and/or the energy consumed by the heating element and as a function of the first and second limit values.
  • An outside temperature can be detected in particular by an outside temperature sensor.
  • the outside temperature can also be recorded in a different way.
  • the outside temperature above a Network are received from a server or are transmitted from another external device to the control device of the heat pump.
  • a running time of the electric heating rod of the heat pump is recorded, for example by the control device.
  • the limit temperature can be specified, for example, depending on a geographic position of the building.
  • the limit temperature can in particular correspond to a design temperature of the heat pump.
  • the heat pump can be designed to run efficiently most days of the year. In order to avoid expensive oversizing of the heat pump, the heat pump can be designed in such a way that a loss of efficiency of the heat pump is accepted on the coldest days of the year when the outside temperature is very low. If the outside temperature falls below the limit temperature, the electric heating element can provide additional heat output.
  • the limit temperature is usually a temperature below zero and can in particular be changeable.
  • the limit temperature can be in a range between -15°C and -5°C. If the outside temperature is above the limit temperature, the heating element should not operate. If the heating element is still operated, this can be an indication of a defect or reduced efficiency of the heat pump.
  • the running time of the heating element can be recorded in seconds, minutes or hours, for example.
  • the running time of the heating element means an integrated period of time during which the heating element is in operation, ie consumes electrical energy or converts it into thermal energy.
  • a running time per day or per 24 hours is recorded.
  • a running time per week, per month, per year and/or overall from the start of the heat pump's start-up and/or from the last maintenance date of the heat pump can also be recorded.
  • the running time of the heating element is preferably recorded together with a respective time of operation of the heating element. In this way, it can later be evaluated at what times the heating element is used and whether there are certain times when the heating element is in operation particularly frequently. For example, after night setback, heating up too quickly can result in the immersion heater being switched on to support the heat pump in order to reach a setpoint.
  • energy consumed by the heating element can be detected, for example by the control device.
  • the energy consumed can also be determined by measuring the power consumed and the running time and forming the product.
  • a first limit value is set for the running time within a fixed period of time.
  • a maximum runtime can be set within a fixed period of one day or within 24 hours.
  • the first limit value can be variable and can be defined as a function of various factors such as the time of year or a heating purpose. For example, a daily maximum running time of several minutes or a few hours can be specified, in particular in a range from 15 minutes to 2 hours.
  • a second limit is set for the energy consumed in the specified time period. It is thus possible to monitor in particular whether the energy consumed on a day or within 24 hours exceeds the second limit value. The aim is to prevent or to recognize that the heating element consumes more than the permitted amount of energy. In comparison to monitoring only the running time alone, undesired operation of the heating rod can thus be reliably detected.
  • An example range for the second threshold can be between 1 and 5 kWh per day, in particular the second limit value can be 3 kWh per day.
  • a message is issued.
  • a message is only issued if both limit values are exceeded.
  • the “short period of time” mentioned above is in particular no longer than one hour, preferably no longer than half an hour and particularly preferably no longer than 15 minutes. If the heat pump is in an emergency operating state, the message does not need to be output.
  • the message can in particular be a warning to draw the attention of a user of the heat pump to the fact that the heating rod is or was in operation longer and/or with higher energy consumption than permitted or desired.
  • a user can in particular also be understood as a person or the like commissioned and/or responsible for the maintenance of the heat pump or for the operation of the heating system, such as a heating technician or heating installer.
  • the message can be any output that can be further processed electronically, for example in order to carry out a control intervention.
  • the message can be transmitted, for example, via the network to the server or a cloud.
  • the report can include a large amount of data about the operating status of the heat pump and/or the heating rod, so that this data is stored on the server or in the cloud and/or further processed, as will be described in more detail below.
  • control engineering intervention can be carried out automatically or proposed by the control device in response to the message, so that it is only carried out after confirmation by a user.
  • the message can already include the proposal for the control intervention.
  • a possible problem with the heat pump can be reported along with an appropriate solution to the problem.
  • the control intervention can include, for example, lowering the heat accumulator target temperature. This can be particularly advantageous if the heat pump output is not sufficient to reach the heat accumulator target temperature.
  • the control intervention can include an increase in the heat accumulator setpoint temperature. This can be particularly advantageous when the heat pump output is sufficient to exceed the heat accumulator target temperature. Furthermore, a storage of hot water in the heat accumulator for a high demand (for example, to fill a bathtub) can be provided.
  • the control-technical intervention can include that a night setback is adjusted.
  • Night setback can mean that a target temperature (e.g. of the flow and/or the heat accumulator) is reduced overnight.
  • Night setback means that energy can be saved overnight.
  • reducing the target temperature(s) overnight can have the advantage that in the morning a lower operation of the heat pump is sufficient to reach the target temperature(s) again during the day. Operation of the heating rod can then be reduced, particularly at low outside temperatures.
  • the control intervention can include adjusting the heating times (or operating times).
  • an earlier time can be set for starting a heating process by the heat pump, so that the target temperature(s) can be reached at a specified time without (or without). can be achieved with less) help of the heating element.
  • the control intervention can include adjusting a heating curve (i.e. a dependency of the set flow temperature on the outside temperature).
  • a heating curve i.e. a dependency of the set flow temperature on the outside temperature.
  • a gradient and/or a parallel shift of the heating curve can be adjusted here.
  • the warning can be output by a control device of the heat pump to the user's end device, in particular a mobile end device such as a smartphone, tablet, laptop or other suitable device.
  • the end device can receive the warning in particular via a network, for example the Internet.
  • the warning can be displayed additionally or instead via a display device of the control device.
  • the message or the warning can advantageously be used to avoid an undesired operating state of the heat pump.
  • the warning can be used to determine that the heating rod has exceeded the first and/or the second limit value. Appropriate countermeasures can then be taken accordingly.
  • the warning can be an indication that the heat pump is working inefficiently and that the heat pump should be serviced.
  • the control device of the heat pump regulates and/or controls the heat pump in particular as a function of one or more parameters, such as a target flow temperature, a target heat storage temperature, the outside temperature and the like.
  • the control device can receive the parameters from an external device, for example via a network.
  • the parameters for regulating and/or controlling the heat pump can also be preprogrammed or stored in a local memory device.
  • the heat pump can be controlled by means of a heating curve. Operating parameters are stored in the control device, in particular for emergency operation.
  • the recorded values of the outside temperature and/or the running time of the heating element and/or the energy consumed by the heating element and/or the first limit value and/or second limit value and/or control parameters of the heat pump can be sent from the control device of the heat pump via the network to the cloud and /or be transferred to the server.
  • This transmission of the values can take place independently of the message described above.
  • the transmission can take place at regular time intervals, for example, so that a time series of data is available on the server and/or the cloud.
  • the cloud and/or the server can further process the transmitted data and values and, in particular, evaluate them as a function of the first limit value and the second limit value.
  • machine learning can also be used here, for example in order to recognize or predict a decrease in the efficiency of the heat pump at an early stage. Accordingly, the message can also be generated and output by the server.
  • the server can determine optimized control parameters for the operation of the heat pump and the heating element, and transmit the optimized control parameters to the control device of the heat pump via the network.
  • the first limit value and/or the second limit value can be defined as a function of an operating state of the heat pump.
  • operating states can be defined depending on a heating purpose of the heat pump. For example, a distinction can be made between a first operating state for providing hot water (i.e. service water such as drinking water, for example for a shower and/or bath) and a second operating state for providing heat for heating rooms.
  • the second limit value can be increased accordingly.
  • the heat pump In the second operating state, the heat pump should primarily be operated without the help of the heating element.
  • the first limit value and/or the second limit value can thus be reduced in the second operating state.
  • the first limit value and/or the second limit value can be adapted to the heating purpose by means of a weighting.
  • the weighting of the limit values can be reduced in the first operating state.
  • the weighting of the limit values can be increased accordingly.
  • the weighting can be set so that the message is issued earlier if the heating element is used for heating (second operating state).
  • a weighting factor equal to two can be used. This can, for example, be implemented in such a way that the heating rod can run for 30 minutes (first limit value) for heating and one hour for hot water preparation.
  • the second limit value can be defined in such a way that 2 kWh of energy consumption by the heating element for heating operation and 4 kWh of energy consumption by the heating element for hot water preparation are permitted per day.
  • the weighting with a factor of two is to be understood here in such a way that the heating element may be operated twice as long in the first operating state or may consume twice as much energy as in the second operating state before suitable countermeasures are taken.
  • Figure 1 illustrates a heat pump with heating element according to a
  • Figure 2 illustrates a heating system with a heat pump according to a
  • FIG. 3 shows a flow chart of a method according to the invention for operating a heat pump with a heating element according to an exemplary embodiment of the invention.
  • the heat pump 1 shown is in particular an air-water heat pump 1, which is used as a heat generator for a building.
  • the air-to-water heat pump 1 can use the ambient air of the building as a heat source to heat the building.
  • the heat pump 1 is divided into an outdoor unit A and an indoor unit B as a so-called split device. Accordingly, the outdoor unit A may be located in an outdoor area of the building, while the indoor unit B may be located in an indoor area of the building.
  • a fan 3 actively sucks in outside air and forwards it to a heat exchanger, the evaporator 4 .
  • a refrigerant circulates in this which, due to its thermal properties, already has its physical state low temperature changes.
  • the circuit of the refrigerant is shown in FIG. 1 in dotted lines.
  • the heat gained in this way can be used for heating or hot water preparation.
  • the cooled refrigerant Before the cooled refrigerant can be heated and compressed again, it first flows through an expansion valve 8. The pressure and temperature drop to the initial level and the cycle can be repeated.
  • the expansion valve 8 can be electronically controlled.
  • the division of the components between the outdoor unit A and the indoor unit B is not fixed to that of FIG. 1 but can be variable.
  • the condenser 6 can be arranged in the indoor unit B instead of in the outdoor unit A.
  • the connection between the outdoor unit A and the indoor unit B can be made by means of refrigerant lines or by means of hydraulic lines.
  • Water circulates in the hydraulic lines as a fluid heat transfer medium.
  • the water absorbs heat from the refrigerant.
  • heat is therefore transferred from the refrigerant to the heat transfer medium.
  • a pump 7 arranged in the heating circuit can generate a desired volume or mass flow of the heat transfer medium.
  • the pump 7 is arranged in the flow between the condenser 6 and the heating element 2 .
  • the arrangement of However, pump 7 is not limited to this position.
  • the pump 7 can also be arranged in the return line RL, for example.
  • An electric heating element 2 is arranged in the internal unit B, which can function essentially like an electric immersion heater or instantaneous water heater and additionally heats the heat transfer medium if required.
  • a control device 10 (not shown in FIG. 1) of the heat pump 1 can control, in particular, an electrical power consumption of the heating rod 2 , a speed of the pump 7 , the fan 3 , a degree of opening of the expansion valve 8 and the compressor 5 .
  • the control device 10 can be arranged in the internal unit B, for example.
  • the internal unit also has a 3-way switching valve 9, at which the flow from the heat pump branches into two flow lines VL1, VL2.
  • the first flow line VL1 can lead, for example, into a heating circuit of a heating system (central heating).
  • the second flow line VL2 can be used, for example, as a hot water line (drinking water heating).
  • the ratio of the volume or mass flow of the heat transfer medium between the first flow VL1 and the second flow VL2 can be adjusted via the 3-way switching valve 9 .
  • the heat transfer medium flows from the heating system or drinking water lines of the building back to the heat pump 1 via a return RL.
  • the circuit of the refrigerant between the condenser 6 and the evaporator 4 is also referred to as the primary circuit or generator circuit.
  • the circuit of the heat transfer medium with flow and return is also referred to as the secondary circuit or consumer circuit.
  • Fig. 2 shows a schematic representation of a building with a heat pump 1 according to the invention.
  • the control device 10 controls an operating state of the heat pump 1 and monitors the operating parameters Heat pump 1. Via an outside temperature sensor 13, the control device 10 detects an outside temperature of the building.
  • a division of the heat pump 1 into an external unit and an internal unit is not shown in FIG. 2 .
  • the heat pump 1 can be divided as shown in FIG. 1 or can be designed as a monobloc device.
  • the first flow VL1 can, for example, lead to at least one radiator 11 for heating the building.
  • the second flow VL2 for hot water can lead to a hot water storage tank 12 or heat storage tank.
  • the control device 10 is communicatively connected to a server 20 and a cloud 30 via a network 40 .
  • at least one terminal T for example a smartphone or a laptop or another device, can be communicatively connected to server 20, cloud 30 and control device 10 via network 40.
  • the control device 10 the server 20, the cloud 30 and the terminal T each have suitable communication interfaces, the details of which are not described in more detail.
  • the heat pump 1 with flows VL1, VL2 and return RL and the consumers 11, 12, the control device 10, the server 20, the cloud 30, the network 40, the terminal T and the outside temperature sensor 13 belong to a heating system 100, although not all Components essential to the heating system 100 are.
  • the outside temperature can also be transmitted from the server 20 via the network 40 to the control device 10 instead of from an outside temperature sensor 13 .
  • the server 20 and/or the cloud 30 serve as a memory and/or computing device for storing and evaluating data that is recorded and transmitted by the control device.
  • the control device 10 records and transmits operating parameters of the heat pump 1 including a running time and a power consumption of the heating element 2.
  • the control device 10 can receive control parameters from the server 20 or the cloud 30, so that a control-technical intervention in the operation of the heat pump can take place.
  • a method according to the invention for operating the heat pump 1 according to the invention in the heating system 100 according to the invention is described below with reference to a flow chart shown in FIG. 3 .
  • the aim of the method is to detect undesired operation of the heating element 2 and to avoid it as far as possible or to enable measures to be taken to avoid the operation of the heating element 2 .
  • a first step S1 an outside temperature of the building is recorded.
  • the detected outside temperature is compared with a specified limit temperature.
  • the limit temperature can be specified, for example, as a function of a geographic location at which heat pump 1 is operated and/or as a function of a device type and a design of heat pump 1 .
  • the limit temperature is a temperature below zero.
  • the limit temperature can be in a range between -15°C and -5°C.
  • a running time of the electric heating element 2 and energy consumed by the heating element 2 are recorded in the next step S3.
  • the running time and the energy consumption are recorded over a defined period of time, which can usually be several hours or, for example, a day.
  • the defined period of time can begin with a warm-up phase in the early morning and last 24 hours.
  • the example below assumes a fixed period of one day (24 hours) that begins at 6:00 a.m.
  • the acquisition may be continuous at regular time intervals, such as every minute or even, over the specified period of time several times per minute.
  • the recorded data can be transmitted from the control device 10 to the server 20 and/or the cloud 30 via the network 40 .
  • the recorded values of the outside temperature, the running time of the heating element 2 and the energy consumed by the heating element 2 (or the current power consumption of the heating element 2) can be transmitted from the control device 10 via the network 40 to the cloud 30 and/or the server 20 be transmitted.
  • step S2 If the outside temperature is lower than the limit temperature (NO in step S2), the method goes back to step S1. In this case, the running time and the energy consumption of the heating rod 2 are not monitored using the method according to the invention. In this case, it may be necessary or desirable to operate the heating element 2 .
  • the running time and the energy consumption are evaluated in the defined period of time.
  • the transmitted runtime data points can be integrated over the defined period of time in order to calculate the runtime of an entire day.
  • the energy consumption can be calculated accordingly, with, for example, individual transmitted data points that indicate a current power consumption of the heating element 2 being evaluated in order to calculate a total energy consumption of the heating element in the defined period of time.
  • Steps S2 and S3 and the next steps S4, S5 and S6 can be carried out by the control device 10, the server 20 or the cloud 30.
  • steps S4 and S5 the calculated total values of the running time and the energy consumption in the specified period are compared with respective limit values.
  • step S4 it is determined whether the running time exceeds a first limit value in the specified period. If this is the case (YES in S4), the method continues with step S5. If the first limit value is not exceeded (NO in S4), the daily running time of the heating rod is within the permitted range and the method goes back to the first step S1.
  • step S5 it is determined whether the energy consumed by the heating element 2 in the defined period of time exceeds a second limit value. If this is the case (YES in S5), the method continues with step S6. If the second limit value is not exceeded (NO in S5), then the daily consumed energy of the heating rod is in the permitted range and the method goes back to the first step S1.
  • a message is generated and issued.
  • the message can be a warning, for example, which indicates that the running time of the heating element 2 exceeds the first limit value and/or that the energy consumption of the heating element 2 exceeds the second limit value.
  • the message can also indicate whether the heating element 2 is currently in operation.
  • the message or warning can be output by the control device 10 or by the server 20 or the cloud 30 to a terminal T of a user of the heat pump 1 that is communicatively connected to the network 40 .
  • the message can be output via a display device of the control device 10 .
  • the comparisons with the first limit value and the second limit value in steps S4 and S5 depend on each other in the present example. In other words, both the first limit and the second limit must be exceeded (YES in S4 AND S5) before the message is generated and issued in S6.
  • the method according to the invention is not limited to this. The method can also be carried out in such a way that a Exceeding only one of the two limit values (YES in S4 OR YES in S5) may be sufficient to generate and output the message in S6.
  • step S6 Determines control parameters for the operation of the heat pump 1 and the heating element 2, and the optimized control parameters are transmitted via the network 40 to the control device 10 of the heat pump 1.

Abstract

Es wird ein Verfahren zum Betreiben einer Wärmepumpe (1) angegeben, die Wärme auf ein fluides Wärmeträgermedium überträgt, das in einem Heizkreis zirkuliert. eine Außentemperatur wird erfasst. wenn die Außentemperatur höher als eine Grenztemperatur ist, werden eine Laufzeit eines elektrischen Heizstabs (2) der Wärmepumpe (1) und/oder einer vom Heizstab (2) verbrauchten Energie erfasst. Wenn die Laufzeit innerhalb eines festgelegten Zeitraums einen ersten Grenzwert überschreitet und/oder die vom Heizstab (2) im festgelegten Zeitraum verbrauchte Energie einen zweiten Grenzwert überschreitet, wird eine Meldung ausgegeben.

Description

VERFAHREN ZUM BETREIBEN EINER WÄRMEPUMPE
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Wärmepumpe mit einem Heizstab. Insbesondere soll durch das Verfahren verhindert werden, dass der Heizstab der Wärmepumpe ungewollt in Betrieb ist, wenn eine Außentemperatur über einer Grenztemperatur liegt. Hierdurch können ein unnötig hoher Energieverbrauch und entsprechend hohe Kosten vermieden werden.
Um Kosten zu sparen, werden Wärmepumpen, die zum Heizen eines Gebäudes und/oder zur Warmwasserbereitung verwendet werden, in der Regel nicht für die übers Jahr absolut tiefst möglichen Temperaturen an einem bestimmten Ort ausgelegt. Stattdessen weisen Wärmepumpen häufig einen elektrischen Heizstab auf, um zusätzliche Heizleistung zur Verfügung zu stellen, wenn die Wärmepumpe alleine eine geforderte Heizleistung nicht mehr liefern kann. Dies kann insbesondere bei sehr tiefen Außentemperaturen der Fall sein. Insbesondere Luft- Wasser-Wärmepumpen arbeiten bei besonders tiefen Außentemperaturen weniger effizient.
Ein elektrischer Heizstab arbeitet im Vergleich zur Wärmepumpe wenig effizient und kann aus einer Kilowattstunde elektrischer Energie im Idealfall nur eine Kilowattstunde Wärmeenergie erzeugen. Die Wärmepumpe dagegen hat eine deutlich höhere Effizienz und kann je nach Außenbedingungen beispielsweise 3 bis 4 Kilowattstunden Wärmeenergie aus einer Kilowattstunde elektrischer Energie erzeugen. Ein langer Betrieb des Heizstabes ist daher aus wirtschaftlichen Gesichtspunkten unerwünscht und soll möglichst vermieden werden. Der Heizstab soll insbesondere nur dann betrieben werden, wenn die Wärmepumpe alleine nicht ausreichend Heizleistung liefern kann.
Andererseits kann ein langer und/oder häufiger Betrieb eines Heizstabs einen Hinweis darauf liefern, dass die Wärmepumpe oder ein anderer Teil eines Heizsystems mit Wärmepumpe defekt ist und/oder Wartung benötigt. Um einen effizienten und wirtschaftlichen Betrieb eines Heizsystems mit Wärmepumpe zu gewährleisten ist es somit wünschenswert, einen langen und/oder häufigen Betrieb des Heizstabs sicher und schnell zu erkennen, um entsprechende Gegenmaßnahmen ergreifen zu können.
Eine Wärmepumpe mit zusätzlichem elektrischem Heizelement wird beispielsweise in der DE 699 25 389 T2 beschrieben. Liegt die Außentemperatur unter einem Grenzwert wird das zusätzliche elektrische Heizelement aktiviert, um eine Zuführluft der Wärmepumpe zu erwärmen.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die im Stand der Technik bekannten Probleme zu überwinden und ein gegenüber dem Stand der Technik verbessertes Verfahren zum Betreiben einer Wärmepumpe. Die Lösung der Aufgabe gelingt durch das Verfahren nach Anspruch 1. Weitere Aspekte der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche, der folgenden Beschreibung der Ausführungsbeispiele und der Zeichnungen.
Eine erfindungsgemäße Wärmepumpe überträgt Wärme auf ein fluides Wärmeträgermedium, das in einem Heizkreis zirkuliert. Das fluide Wärmeträgermedium kann insbesondere Wasser sein. Der Heizkreis kann insbesondere als System von Rohren bzw. Leitungen, in denen das Wärmeträgermedium zirkuliert, ausgebildet sein. Im Heizkreis kann zudem eine Vielzahl von Heizkörpern zum Übertragen der Wärme vom Wärmeträgermedium auf eine Raumluft angeordnet sein.
Der Heizkreis kann in mehr als einen hydraulischen Kreis unterteilt sein, die zum Beispiel nach Heizzweck getrennt sind. So kann sich beispielsweise der Vorlauf ausgehend von der Wärmepumpe in zwei oder mehr Vorlaufleitungen verzweigen. Ein erster Vorlauf kann zum Heizen von Räumen, zum Beispiel über Radiatoren oder eine Fußbodenheizung vorgesehen ein. Ein zweiter Vorlauf kann für Warmwasser vorgesehen sein, also beispielsweise zu Wasserhähnen im Gebäude führen, an denen Warmwasser gezapft werden kann. Alternativ kann ein Verlauf von der Wärmepumpe zu einem Trinkwarmwasserspeicher führen, wo das von der Wärmepumpe erhitzte Wärmeträgermedium Wärme auf Trinkwasser übertragen kann. Hierbei kann das Wärmeträgermedium von der Wärmepumpe in einem geschlossenen Kreislauf zirkulieren.
Der Heizkreis kann ferner einen Wärmespeicher, beispielsweise einen Warmwasserspeicher umfassen. Die Wärmepumpe, eine Regeleinrichtung der Wärmepumpe, der Heizkreis, der Wärmespeicher und die Heizkörper bilden ein Heizsystem zum Bereitstellen von Wärme, beispielsweise zum Heizen eines Gebäudes. Der Warmwasserspeicher kann insbesondere im zweiten Vorlauf angeordnet sein. Der Warmwasserspeicher kann beispielsweise ein wie oben beschriebener Trinkwarmwasserspeicher sein.
Das Heizsystem umfasst vorzugsweise einen Außentemperatursensor zum Erfassen einer Außentemperatur des Gebäudes. Die Wärmepumpe weist einen elektrischen Heizstab zum Übertragen von Wärme auf das fluide Wärmeträgermedium auf. Die Regeleinrichtung dient zum Regeln eines Betriebszustands der Wärmepumpe und des Heizstabs. Die Regeleinrichtung ist konfiguriert, ein erfindungsgemäßes Verfahren zum Betreiben der Wärmepumpe auszuführen.
Die Regeleinrichtung kann konfiguriert sein, eine Speichertemperatur des Wärmespeichers in Abhängigkeit der erfassten Laufzeit des Heizstabs und/oder der vom Heizstab verbrauchten Energie und in Abhängigkeit des ersten und zweiten Grenzwerts einzustellen.
Das Erfassen einer Außentemperatur kann insbesondere durch einen Außentemperatursensor erfolgen. Alternativ kann die Außentemperatur auch auf andere Weise erfasst werden. Beispielsweise kann die Außentemperatur über ein Netzwerk von einem Server empfangen werden oder von einer sonstigen externen Einrichtung an die Regeleinrichtung der Wärmepumpe übertragen werden.
Wenn die Außentemperatur höher als eine Grenztemperatur ist, wird eine Laufzeit des elektrischen Heizstabs der Wärmepumpe erfasst, beispielsweise durch die Regeleinrichtung. Die Grenztemperatur kann beispielsweise in Abhängigkeit einer geographischen Position des Gebäudes vorgegeben werden. Die Grenztemperatur kann insbesondere einer Auslegungstemperatur der Wärmepumpe entsprechen. Üblicherweise kann die Wärmepumpe so ausgelegt werden, dass ein effizienter Betrieb an den meisten Tagen eines Jahres möglich ist. Um eine teure Überdimensionierung der Wärmepumpe zu vermeiden, kann die Wärmepumpe so ausgelegt werden, dass an den kältesten Tagen eines Jahres mit sehr niedriger Außentemperatur ein Effizienzverlust der Wärmepumpe in Kauf genommen wird. Fällt die Außentemperatur unter die Grenztemperatur kann der elektrische Heizstab zusätzliche Heizleistung bereitstellen.
Die Grenztemperatur ist in der Regel eine Temperatur unter dem Nullpunkt und kann insbesondere veränderbar sein. Beispielsweise kann die Grenztemperatur in einem Bereich zwischen -15°C und -5°C liegen. Wenn die Außentemperatur über der Grenztemperatur liegt, soll ein Betrieb des Heizstabs nicht stattfinden. Wird der Heizstab trotzdem betrieben, kann dies ein Hinweis auf einen Defekt oder verringerte Effizienz der Wärmepumpe sein.
Die Laufzeit des Heizstabs kann beispielsweise in Sekunden, Minuten oder Stunden erfasst werden. Mit Laufzeit des Heizstabs ist eine integrierte Zeitdauer gemeint, während der der Heizstab in Betrieb ist, also elektrische Energie verbraucht bzw. in Wärmeenergie umwandelt. Insbesondere wird eine Laufzeit pro Tag bzw. pro 24 Stunden erfasst. Darüber hinaus können auch jeweils eine Laufzeit pro Woche, pro Monat, pro Jahr und/oder insgesamt ab Inbetriebnahme der Wärmepumpe und/oder ab einem letzten Wartungstermin der Wärmepumpe erfasst werden. Die Laufzeit des Heizstabs wird vorzugsweise zusammen mit einer jeweiligen Uhrzeit des Betriebs des Heizstabs erfasst. So kann später ausgewertet werden, zu welchen Uhrzeiten der Heizstab verwendet wird, und ob es bestimmte Uhrzeiten gibt, zu denen der Heizstab besonders häufig in Betrieb ist. Beispielsweise kann nach einer Nachtabsenkung ein zu schnelles Aufheizen dazu führen, dass der Heizstab zur Unterstützung der Wärmepumpe eingeschaltet wird, um einen Sollwert zu erreichen.
Wenn die Außentemperatur höher als die Grenztemperatur ist kann eine vom Heizstab verbrauchte Energie erfasst werden, beispielsweise durch die Regeleinrichtung. Die verbrauchte Energie kann auch durch Erfassen der aufgenommenen Leistung und der Laufzeit und Bilden des Produkts bestimmt werden.
Für die Laufzeit innerhalb eines festgelegten Zeitraums wird ein erster Grenzwert festgelegt. Beispielsweise kann eine maximale Laufzeit in einem festgelegten Zeitraum von einem Tag bzw. innerhalb von 24 Stunden festgelegt werden. Der erste Grenzwert kann insbesondere variabel sein und in Abhängigkeit verschiedener Faktoren wie beispielsweise der Jahreszeit oder eines Heizzwecks festgelegt werden. Beispielsweise kann eine tägliche maximale Laufzeit von mehreren Minuten oder wenigen Stunden festgelegt werden, insbesondere in einem Bereich von 15 Minuten bis 2 Stunden.
Für die im festgelegten Zeitraum verbrauchte Energie wird ein zweiter Grenzwert festgelegt. Somit kann insbesondere überwacht werden, ob die an einem Tag bzw. innerhalb von 24 Stunden verbrauchte Energie den zweiten Grenzwert überschreitet. Ziel ist es zu verhindern bzw. zu erkennen, dass der Heizstab mehr als eine erlaubte Energiemenge verbraucht. Im Vergleich zur Überwachung nur der Laufzeit alleine kann somit zuverlässig ein ungewünschter Betrieb des Heizstabs erkannt werden. Ein beispielhafter Bereich für den zweiten Grenzwert kann zwischen 1 und 5 kWh am Tag liegen, insbesondere kann der zweite Grenzwert 3 kWh an einem Tag betragen.
Wenn der erste Grenzwert und/oder der zweite Grenzwert überschritten wird/werden, wird eine Meldung ausgegeben. Insbesondere ist es vorteilhaft, wenn nur bei Überschreitung beider Grenzwerte eine Meldung ausgegeben wird. Es kann in bestimmten Fällen wünschenswert sein, über einen kurzen Zeitraum eine hohe Leistungsaufnahme des Heizstabs zu tolerieren. Dies kann beispielsweise dann der Fall sein, wenn kurzfristig eine große Menge an heißem Wasser benötigt wird, zum Beispiel beim Füllen einer Badewanne oder dergleichen. Ein solcher kurzfristiger Bedarf an Warmwasser kann nämlich unter Umständen von der Wärmepumpe alleine nicht erfüllt werden. Der oben genannte „kurze Zeitraum“ ist insbesondere nicht länger als eine Stunde, vorzugsweise nicht länger als eine halbe Stunde und besonders vorzugsweise nicht länger als 15 Minuten. Befindet sich die Wärmepumpe in einem Notbetriebszustand, kann auf die Ausgabe der Meldung verzichtet werden.
Die Meldung kann insbesondere ein Warnhinweis sein, um einen Benutzer der Wärmepumpe darauf aufmerksam zu machen, dass der Heizstab länger und/oder mit höherem Energieverbrauch als erlaubt bzw. gewünscht in Betrieb ist bzw. war. Als Benutzer kann im Folgenden insbesondere auch eine mit der Wartung der Wärmepumpe bzw. eine für den Betrieb des Heizsystems beauftragte und/oder verantwortliche Person oder dergleichen verstanden werden, wie zum Beispiel ein Heizungstechniker oder Heizungsinstallateur.
Ferner kann die Meldung eine beliebige Ausgabe sein, die elektronisch weiterverarbeitet werden kann, um beispielsweise einen regelungstechnischen Eingriff vorzunehmen. Hierzu kann die Meldung beispielsweise über das Netzwerk an den Server oder eine Cloud übertragen werden. Die Meldung kann insbesondere eine Vielzahl von Daten über den Betriebszustand der Wärmepumpe und/oder den Heizstab umfassen, so dass diese Daten im Server oder in der Cloud gespeichert und/oder weiterverarbeitet werden können, wie weiter unten näher beschrieben wird.
Der regelungstechnische Eingriff kann in Reaktion auf die Meldung von der Regeleinrichtung automatisch vorgenommen oder vorgeschlagen werden, so dass er erst nach Bestätigen durch einen Benutzer vorgenommen wird. Alternativ kann die Meldung den Vorschlag für den regelungstechnischen Eingriff bereits umfassen. So kann in vorteilhafter Weise ein mögliches Problem der Wärmepumpe zusammen mit einer geeigneten Lösung für das Problem gemeldet werden.
Der regelungstechnische Eingriff kann beispielsweise ein Absenken der Wärmespeicher-Solltemperatur umfassen. Dies kann insbesondere dann vorteilhaft sein, wenn die Leistung der Wärmepumpe nicht ausreicht, um die Wärmespeicher- Solltemperatur zu erreichen.
Der regelungstechnische Eingriff kann ein Erhöhen der Wärmespeicher- Solltemperatur umfassen. Dies kann insbesondere dann vorteilhaft sein, wenn die Leistung der Wärmepumpe ausreicht, um die Wärmespeicher-Solltemperatur zu überschreiten. Ferner kann eine Bevorratung von Warmwasser im Wärmespeicher für einen hohen Bedarf (beispielsweise zum Füllen einer Badewanne) vorgesehen sein.
Der regelungstechnische Eingriff kann beinhalten, dass eine Nachtabsenkung angepasst wird. Die Nachtabsenkung kann bedeuten, dass eine Solltemperatur (z.B. des Vorlaufs und/oder des Wärmespeichers) über Nacht reduziert wird. Durch die Nachtabsenkung kann somit über Nacht Energie gespart werden. Ein weniger starkes Reduzieren der Solltemperatur(en) über Nacht kann jedoch den Vorteil haben, dass am Morgen ein geringerer Betrieb der Wärmepumpe ausreicht, um die Solltemperatur(en) am Tag wieder zu erreichen. Insbesondere bei tiefen Außentemperaturen kann dann ein Betrieb des Heizstabs reduziert werden. Der regelungstechnische Eingriff kann ein Anpassen der Heizzeiten (bzw. Betriebszeiten) beinhalten. Wenn beispielsweise erkannt wird, dass der Heizstab regemäßig in den Morgenstunden zum Aufheizen verwendet wird (siehe Nachtabsenkung), kann ein früherer Zeitpunkt zum Starten eines Aufheizvorgangs durch die Wärmpumpe eingestellt werden, so dass die Solltemperatur(en) zu einem vorgegebenen Zeitpunkt auch ohne (oder mit geringerer) Hilfe des Heizstabs erreicht werden kann.
Der regelungstechnische Eingriff kann beinhalten, dass eine Heizkurve (also eine Abhängigkeit der Vorlaufsolltemperatur von der Außentemperatur) angepasst wird. Hierbei kann eine Steigung und/oder eine Parallelverschiebung der Heizkurve angepasst werden.
Der Warnhinweis kann von einer Regeleinrichtung der Wärmepumpe an ein Endgerät des Benutzers ausgegeben werden, insbesondere ein mobiles Endgerät wie zum Beispiel ein Smartphone, ein Tablet, ein Laptop oder ein sonstiges dafür geeignetes Gerät. Das Endgerät kann den Warnhinweis insbesondere über ein Netzwerk, beispielsweise das Internet, empfangen. Der Warnhinweis kann zusätzlich oder stattdessen über eine Anzeigeeinrichtung der Regeleinrichtung angezeigt werden.
Die Meldung bzw. der Warnhinweis können vorteilhaft dazu verwendet werden, einen ungewünschten Betriebszustand der Wärmepumpe zu vermeiden. Insbesondere kann anhand des Warnhinweises festgestellt werden, dass der Heizstab den ersten und/oder den zweiten Grenzwert überschritten hat. Entsprechend können dann geeignete Gegenmaßnahmen getroffen werden. Beispielsweise kann der Warnhinweis ein Hinweis dafür sein, dass die Wärmepumpe ineffizient arbeitet und eine Wartung der Wärmepumpe durchgeführt werden sollte. Die Regeleinrichtung der Wärmepumpe regelt und/oder steuert die Wärmepumpe insbesondere in Abhängigkeit eines oder mehrerer Parameter, wie zum Beispiel einer Vorlaufsolltemperatur, einer Wärmespeicher-Solltemperatur, der Außentemperatur und dergleichen. Die Regeleinrichtung kann die Parameter von einer externen Vorrichtung beispielsweise über ein Netzwerk empfangen. Die Parameter zum Regeln und/oder Steuern der Wärmepumpe können aber auch vorprogrammiert bzw. in einer lokalen Speichereinrichtung gespeichert sein. Ferner kann die Wärmepumpe mittels einer Heizkurve gesteuert werden. Insbesondere für einen Notbetrieb sind Betriebsparameter in der Regeleinrichtung hinterlegt.
Die erfassten Werte der Außentemperatur und/oder der Laufzeit des Heizstabs und/oder der vom Heizstab verbrauchten Energie und/oder der erste Grenzwert und/oder zweite Grenzwert und/oder Regelparameter der Wärmepumpe können von der Regeleinrichtung der Wärmepumpe über das Netzwerk an die Cloud und/oder den Server übertragen werden. Diese Übertragung der Werte kann unabhängig von der oben beschriebenen Meldung erfolgen. Die Übertragung kann beispielsweise in regelmäßigen Zeitintervallen erfolgen, so dass eine Zeitreihe von Daten im Server und/oder der Cloud verfügbar wird.
Die Cloud und/oder der Server können die übertragenen Daten und Werte weiterverarbeiten und insbesondere in Abhängigkeit des ersten Grenzwerts und des zweiten Grenzwerts auswerten. Hierbei kann beispielsweise auch maschinelles Lernen angewendet werden, beispielsweise um frühzeitig eine Abnahme der Effizienz der Wärmepumpe zu erkennen bzw. vorauszusagen. Entsprechend kann die Meldung auch vom Server erzeugt und ausgegeben werden.
Wenn die Laufzeit innerhalb des festgelegten Zeitraums den ersten Grenzwert überschreitet und/oder die vom Heizstab im festgelegten Zeitraum verbrauchte Energie den zweiten Grenzwert überschreitet, kann der Server optimierte Regelparameter für den Betrieb der Wärmepumpe und des Heizstabs bestimmen, und die optimierten Regelparameter über das Netzwerk an die Regeleinrichtung der Wärmepumpe übertragen.
Der erste Grenzwert und/oder der zweite Grenzwert können in Abhängigkeit eines Betriebszustands der Wärmepumpe festgelegt werden. Insbesondere können Betriebszustände in Abhängigkeit eines Heizzwecks der Wärmepumpe definiert werden. Beispielsweise kann zwischen einem ersten Betriebszustand zum Bereitstellen von Warmwasser (d.h. Brauchwasser wie z.B. Trinkwasser, beispielsweise für Dusche und/oder Badewanne) und einem zweiten Betriebszustand zum Bereitstellen von Wärme zum Heizen von Räumen unterschieden werden.
Im ersten Betriebszustand kann wie oben beschrieben über einen kurzen Zeitraum eine hohe Leistungsaufnahme des Heizstabs toleriert werden. Befindet sich die Wärmepumpe längere Zeit im ersten Betriebszustand kann der zweite Grenzwert entsprechend angehoben werden.
Im zweiten Betriebszustand soll die Wärmepumpe vorrangig ohne Hilfe durch den Heizstab betrieben werden. Somit können der erste Grenzwert und/oder der zweite Grenzwert im zweiten Betriebszustand herabgesetzt werden.
Der erste Grenzwert und/oder der zweite Grenzwert können mittels einer Gewichtung auf den Heizzweck angepasst werden. Entsprechend kann im ersten Betriebszustand die Gewichtung der Grenzwerte verringert werden. Im zweiten Betriebszustand kann die Gewichtungder Grenzwerte entsprechend erhöht werden. Die Gewichtung kann insbesondere so eingestellt werden, dass die Meldung früher ausgegeben wird, wenn der Heizstab zum Heizen (zweiter Betriebszustand) verwendet wird.
Die Gewichtung kann beispielsweise so ausgelegt sein, dass die Funktion im Heizbetrieb (zweiter Betriebszustand) schärfer reagiert, also insbesondere ab dem eingestellten Grenzwert (Gewichtung = 1), während in der Brauwassererwärmung (erster Betriebszustand) ein Betrieb des Heizstabs eher toleriert werden kann (Gewichtung > 1), da hierbei kurzfristig eine hohe Leistung notwendig ist, um ausreichend Warmwasser bereitstellen zu können. Insbesondere im ersten Betriebszustand ist das Bereitstellen von Warmwasser somit wichtiger als das Vermeiden eines Betriebs des Heizstabs. Um dies zu ermöglichen, können die zulässige Laufzeit (erster Grenzwert) bzw. der zulässige Energieverbrauch (zweiter Grenzwert) durch Multiplizieren mit einem Gewichtungsfaktor größer als eins erhöht werden.
Beispielsweise kann ein Gewichtungsfaktor gleich zwei verwendet werden. Dies kann z.B. so implementiert sein, dass am Tag 30 Minuten Laufzeit (erster Grenzwert) des Heizstabs für den Heizbetrieb und eine Stunde Laufzeit für die Warmwasserbereitung zugelassen werden. Entsprechend kann der zweite Grenzwert so festgelegt werden, dass pro Tag 2 kWh Energieverbrauch des Heizstabs für den Heizbetrieb und 4 kWh Energieverbrauch des Heizstabs für die Warmwasserbereitung zugelassen werden. Die Gewichtung mit Faktor zwei ist hier so zu verstehen, dass der Heizstab im ersten Betriebszustand doppelt so lange betrieben werden darf oder doppelt so viel Energie verbrauchen darf wie im zweiten Betriebszustand, bevor geeignete Gegenmaßnahmen getroffen werden.
KURZBESCHREIBUNG DER FIGUREN
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen werden nachfolgend anhand eines in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiels, auf welches die Erfindung jedoch nicht beschränkt ist, näher beschrieben.
Es zeigen schematisch: Figur 1 illustriert eine Wärmepumpe mit Heizstab gemäß einem
Ausführungsbeispiel der Erfindung.
Figur 2 illustriert ein Heizsystem mit Wärmepumpe gemäß einem
Ausführungsbeispiel der Erfindung.
Figur 3 zeigt ein Ablaufdiagramm eines erfindungsgemäßen Verfahrens zum Betreiben einer Wärmepumpe mit Heizstab gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG ANHAND VON AUSFÜHRUNGSBEISPIELEN
Bei der nachfolgenden Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche oder vergleichbare Komponenten.
Fig. 1 illustriert eine Wärmepumpe 1 gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung. Die dargestellte Wärmepumpe 1 ist insbesondere eine Luft-Wasser- Wärmepumpe 1, die als Wärmeerzeuger für ein Gebäude verwendet wird.
Die Luft-Wasser-Wärmepumpe 1 kann die Umgebungsluft des Gebäudes als Wärmequelle nutzen, um das Gebäude mit Wärme zu versorgen. In Fig. 1 ist die Wärmepumpe 1 als sogenanntes Split-Gerät in eine Außeneinheit A und eine Inneneinheit B aufgeteilt. Die Außeneinheit A kann entsprechend in einem Außenbereich des Gebäudes angeordnet sein, wobei die Inneneinheit B in einem Innenbereich des Gebäudes angeordnet sein kann.
Im Betrieb saugt ein Ventilator 3 aktiv Außenluft an und leitet sie an einen Wärmeübertrager, den Verdampfer 4 weiter. In diesem zirkuliert ein Kältemittel, das aufgrund seiner thermischen Eigenschaften seinen Aggregatzustand bereits bei geringer Temperatur ändert. Der Kreislauf des Kältemittels ist in Fig. 1 gepunktet dargestellt.
Kommt das Kältemittel mit der zugeführten “warmen” Außenluft in Kontakt, erwärmt es sich solange, bis es schließlich zu verdampfen anfängt. Da die Temperatur des dabei entstehenden Dampfes noch verhältnismäßig niedrig ist, strömt der Dampf weiter an einen elektrisch angetriebenen Verdichter 5. Dieser erhöht den Druck, wodurch auch die Temperatur ansteigt. Hat der Kältemitteldampf das gewünschte Temperaturniveau erreicht, strömt er weiter zum nächsten Wärmeübertrager, dem Verflüssiger 6. Hier überträgt er seine Wärme auf ein hydraulisches Leitungssystem (in Fig. 1 durch fette durchgezogene Linien dargestellt) und kondensiert.
Die so gewonnene Wärme kann zum Heizen oder zur Warmwasserbereitung genutzt werden. Bevor das abgekühlte Kältemittel wieder erwärmt und verdichtet werden kann, durchströmt es zunächst ein Expansionsventil 8. Dabei sinken Druck und Temperatur auf das Ausgangsniveau und der Kreislauf lässt sich wiederholen. Das Expansionsventil 8 kann elektronisch regelbar sein.
Die Aufteilung der Komponenten zwischen Außeneinheit A und Inneneinheit B ist nicht auf die der Fig. 1 festgelegt sondern kann variabel sein. Insbesondere kann der Verflüssiger 6 statt in der Außeneinheit A in der Inneneinheit B angeordnet sein. Entsprechend kann die Verbindung zwischen Außeneinheit A und Inneneinheit B mittels Kältemittelleitungen oder mittels hydraulischer Leitungen erfolgen.
In den hydraulischen Leitungen zirkuliert Wasser als fluides Wärmeträgermedium. Im Verflüssiger 6 nimmt das Wasser Wärme vom Kältemittel auf. Im Verflüssiger findet also ein Wärmeübertrag vom Kältemittel auf das Wärmeträgermedium statt. Eine im Heizkreis angeordnete Pumpe 7 kann einen gewünschten Volumen- bzw. Massenstrom des Wärmeträgermediums erzeugen. In Fig. 1 ist die Pumpe 7 im Vorlauf zwischen Verflüssiger 6 und Heizstab 2 angeordnet. Die Anordnung der Pumpe 7 ist aber nicht auf diese Position beschränkt. Die Pumpe 7 kann beispielsweise auch im Rücklauf RL angeordnet sein.
In der Inneneinheit B ist ein elektrischer Heizstab 2 angeordnet, der im Wesentlichen wie ein elektrischer Tauchsieder bzw. Durchlauferhitzer funktionieren kann und das Wärmeträgermedium bei Bedarf zusätzlich erwärmt. Eine (in Fig. 1 nicht dargestellte) Regeleinrichtung 10 der Wärmepumpe 1 kann insbesondere eine elektrische Leistungsaufnahme des Heizstabs 2, eine Drehzahl der Pumpe 7, den Ventilator 3, einen Öffnungsgrad des Expansionsventils 8 sowie den Verdichter 5 regeln. Die Regeleinrichtung 10 kann beispielsweise in der Inneneinheit B angeordnet sein.
Die Inneneinheit weist ferner ein 3-Wege-Umschaltventil 9 auf, an dem sich der Vorlauf von der Wärmepumpe in zwei Vorlaufleitungen VL1, VL2 verzweigt. Die erste Vorlaufleitung VL1 kann beispielsweise in einen Heizkreis eines Heizungssystems (Raumbeheizung) führen. Die zweite Vorlaufleitung VL2 kann beispielsweise als Warmwasserleitung (Trinkwassererwärmung) dienen. Je nach Bedarf kann über das 3-Wege-Umschaltventil 9 das Verhältnis des Volumen- bzw. Massenstroms des Wärmeträgermediums zwischen erstem Vorlauf VL1 und zweitem Vorlauf VL2 eingestellt werden.
Über einen Rücklauf RL fließt das Wärmeträgermedium aus dem Heizungssystem bzw. Trinkwasserleitungen des Gebäudes zurück zur Wärmepumpe 1. Der Kreislauf des Kältemittels zwischen Verflüssiger 6 und Verdampfer 4 wird auch als Primärkreis oder Erzeugerkreis bezeichnet. Der Kreislauf des Wärmeträgermediums mit Vorlauf und Rücklauf wird auch als Sekundärkreis oder Verbraucherkreis bezeichnet.
Fig. 2 zeigt eine schematische Darstellung eines Gebäudes mit einer erfindungsgemäßen Wärmepumpe 1. Die Regeleinrichtung 10 regelt einen Betriebszustand der Wärmepumpe 1 und überwacht Betriebsparameter der Wärmepumpe 1. Über einen Außentemperatursensor 13 erfasst die Regeleinrichtung 10 einer Außentemperatur des Gebäudes.
Eine Aufteilung der Wärmepumpe 1 in Außeneinheit und Inneneinheit ist in Fig. 2 nicht dargestellt. Die Wärmepumpe 1 kann aber wie in Fig. 1 dargestellt aufgeteilt sein oder als Monoblock-Gerät ausgeführt sein. Von der Wärmepumpe 1 gehen zwei Vorläufe VL1 und VL2 aus. Der erste Vorlauf VL1 kann beispielweise zu mindestens einen Heizkörper 11 zum Heizen des Gebäudes führen. Der zweite Vorlauf VL2 für Warmwasser kann zu einem Warmwasserspeicher 12 bzw. Wärmespeicher führen.
Die Regeleinrichtung 10 ist über ein Netzwerk 40 kommunikativ mit einem Server 20 und einer Cloud 30 verbunden. Außerdem kann mindestens ein Endgerät T, beispielsweise ein Smartphone oder ein Laptop oder ein sonstiges Gerät, über das Netzwerk 40 kommunikativ an Server 20, Cloud 30 und Regeleinrichtung 10 angebunden sein. Für die Kommunikation über das Netzwerk 40 weisen die Regeleinrichtung 10, der Server 20, die Cloud 30 und das Endgerät T jeweils geeignete Kommunikationsschnittstellen auf, deren Einzelheiten nicht näher beschrieben werden.
Die Wärmepumpe 1 mit Vorläufen VL1, VL2 und Rücklauf RL sowie den Verbrauchern 11, 12, die Regeleinrichtung 10, der Server 20, die Cloud 30, das Netzwerk 40, das Endgerät T und der Außentemperatursensor 13 gehören zu einem Heizsystem 100, wobei nicht alle Komponenten essentiell für das Heizsystem 100 sind. Beispielsweise kann die Außentemperatur statt von einer Außentemperatursensor 13 auch vom Server 20 über das Netzwerk 40 an die Regeleinrichtung 10 übermittelt werden.
Der Server 20 und/oder die Cloud 30 dienen als Speicher und/oder Recheneinrichtung zum Speichern und Auswerten von Daten, welche von der Regeleinrichtung erfasst und übertragen werden. Insbesondere erfasst und überträgt die Regeleinrichtung 10 Betriebsparameter der Wärmepumpe 1 einschließlich einer Laufzeit und einer Leistungsaufnahme des Heizstabs 2. Ferner kann die Regeleinrichtung 10 vom Server 20 bzw. der Cloud 30 Regelparameter empfangen, so dass ein regelungstechnischer Eingriff auf den Betrieb der Wärmepumpe erfolgen kann.
Ein erfindungsgemäßes Verfahren zum Betreiben der erfindungsgemäßen Wärmepumpe 1 im erfindungsgemäßen Heizsystem 100 wird im Folgenden anhand eines in Fig. 3 dargestellten Flussdiagramms beschrieben. Ziel des Verfahrens ist es, einen unerwünschten Betrieb des Heizstabs 2 zu erkennen und möglichst zu vermeiden bzw. zu ermöglichen, Maßnahmen zum Vermeiden des Betriebs des Heizstabs 2 zu treffen.
In einem ersten Schritt S1 wird eine Außentemperatut des Gebäudes erfasst. Im zweiten Schritt S2 wird die erfasste Außentemperatut mit einer vorgegebenen Grenztemperatur verglichen. Die Grenztemperatur kann beispielsweise in Abhängigkeit eines geographischen Orts, an dem die Wärmepumpe 1 betrieben wird, und/oder in Abhängigkeit eines Gerätetyps und einer Auslegung der Wärmepumpe 1 vorgegeben werden. In der Regel ist die Grenztemperatur eine Temperatur unter dem Nullpunkt. Beispielsweise kann die Grenztemperatur in einem Bereich zwischen -15°C und -5°C liegen.
Wenn die Außentemperatur höher als die Grenztemperatur ist (JA in Schritt S2), werden im nächsten Schritt S3 eine Laufzeit des elektrischen Heizstabs 2 und eine vom Heizstab 2 verbrauchte Energie erfasst. Das Erfassen der Laufzeit und des Energieverbrauchs erfolgt über einen festgelegten Zeitraum, der in der Regel mehrere Stunden oder beispielsweise einen Tag lang sein kann. Insbesondere kann der festgelegte Zeitraum mit einer Aufheizphase am frühen Morgen beginnen und 24 Stunden andauern. Im Folgenden wird beispielhaft von einem festgelegten Zeitraum von einem Tag (24 Stunden) ausgegangen, der um 6:00 Uhr morgens beginnt. Das Erfassen kann über den festgelegten Zeitraum kontinuierlich in regelmäßigen Zeitintervallen erfolgen, beispielsweise jede Minute oder sogar mehrmals pro Minute. Ferner können die erfassten Daten von der Regeleinrichtung 10 über das Netzwerk 40 an den Server 20 und/oder die Cloud 30 übertragen werden.
Insbesondere können in S1 die erfassten Werte der Außentemperatur, der Laufzeit des Heizstabs 2 und der vom Heizstab 2 verbrauchten Energie (bzw. die aktuelle Leistungsaufnahme des Heizstabs 2) von der Regeleinrichtung 10 über das Netzwerk 40 an die Cloud 30 und/oder den Server 20 übertragen werden.
Ist die Außentemperatur kleiner als die Grenztemperatur (NEIN in Schritt S2) geht das Verfahren zurück zu Schritt Sl. In diesem Fall werden die Laufzeit und der Energieverbrauch des Heizstabs 2 nicht nach dem erfindungsgemäßen Verfahren überwacht. Ein Betrieb des Heizstabs 2 kann in diesem Fall notwendig bzw. erwünscht sein.
Im nächsten Schritt S3 findet eine Auswertung der Laufzeit und des Energieverbrauchs statt im festgelegten Zeitraum. Insbesondere können in diesem Schritt die übertragenen Laufzeitdatenpunkte über den festgelegten Zeitraum integriert werden, um die Laufzeit eines ganzen Tages zu berechnen. Entsprechend kann der Energieverbrauch berechnet werden, wobei zum Beispiel einzelne übertragene Datenpunkte, die eine momentane Leistungsaufnahme des Heizstabs 2 angeben, ausgewertet werden, um einen Gesamtenergieverbrauch des Heizstabs im festgelegten Zeitraum zu berechnen.
Schritte S2 und S3 sowie die nächsten Schritte S4, S5 und S6 können von der Regeleinrichtung 10, dem Server 20 oder der Cloud 30 ausgeführt werden. In den folgenden Schritten S4 und S5 werden die berechneten Gesamtwerte der Laufzeit und des Energieverbrauchs im festgelegten Zeitraum mit jeweiligen Grenzwerten verglichen. In Schritt S4 wird ermittelt, ob die Laufzeit im festgelegten Zeitraum einen ersten Grenzwert überschreitet. Ist dies der Fall (JA in S4) geht das Verfahren mit Schritt S5 weiter. Wird der erste Grenzwert nicht überschritten (NEIN in S4), so liegt die tägliche Laufzeit des Heizstabs im erlaubten Bereich und das Verfahren geht zurück zum ersten Schritt Sl.
In Schritt S5 wird ermittelt, ob die vom Heizstab 2 im festgelegten Zeitraum verbrauchte Energie einen zweiten Grenzwert überschreitet. Ist dies der Fall (JA in S5) geht das Verfahren mit Schritt S6 weiter. Wird der zweite Grenzwert nicht überschritten (NEIN in S5), so liegt die tägliche verbrauchte Energie des Heizstabs im erlaubten Bereich und das Verfahren geht zurück zum ersten Schritt Sl.
In Schritt S6 wird eine Meldung erzeugt und ausgegeben. Die Meldung kann beispielsweise ein Warnhinweis sein, der angibt, dass die Laufzeit des Heizstabs 2 den ersten Grenzwert überschreitet und/oder dass der Energieverbrauch des Heizstabs 2 den zweiten Grenzwert überschreitet. Die Meldung kann zusätzlich angeben, ob der Heizstab 2 aktuell in Betrieb ist.
Die Meldung bzw. Warnhinweis kann von der Regeleinrichtung 10 bzw. vom Server 20 oder der Cloud 30 an ein mit dem Netzwerk 40 kommunikativ verbundenes Endgerät T eines Benutzers der Wärmepumpe 1 ausgegeben werden. Zusätzlich bzw. stattdessen kann die Meldung über eine Anzeigeeinrichtung der Regeleinrichtung 10 ausgegeben werden.
Man beachte, dass die Vergleiche mit dem ersten Grenzwert und dem zweiten Grenzwert in Schritten S4 und S5 im vorliegenden Beispiel voneinander abhängen. In anderen Worten, sowohl der erste Grenzwert als auch der zweite Grenzwert müssen überschritten werden (JA in S4 UND S5), bevor die Meldung in S6 erzeugt und ausgegeben wird. Allerdings ist das erfindungsgemäße Verfahren nicht hierauf beschränkt. Das Verfahren kann auch so ausgeführt werden, dass ein Überschreiten nur eines der beiden Grenzwerte (JA in S4 ODER JA in S5) ausreichen kann, um die Meldung in S6 zu erzeugen und auszugeben.
Wenn die Laufzeit innerhalb des festgelegten Zeitraums den ersten Grenzwert überschreitet (JA in S4) und/oder die vom Heizstab 2 im festgelegten Zeitraum verbrauchte Energie den zweiten Grenzwert überschreitet (JA in S5), können in Schritt S6 vom Server 20 oder der Cloud 30 optimierte Regelparameter für den Betrieb der Wärmepumpe 1 und des Heizstabs 2 bestimmt, und die optimierten Regelparameter über das Netzwerk 40 an die Regeleinrichtung 10 der Wärmepumpe 1 übertragen werden.
Die in der vorstehenden Beschreibung, den Ansprüchen und den Zeichnungen offenbarten Merkmale können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination für die Verwirklichung der Erfindung in ihren verschiedenen Ausgestaltungen von Bedeutung sein.

Claims

PATENTANSPRÜCHE
1. Verfahren zum Betreiben einer Wärmepumpe (1), die Wärme auf ein fluides wärmeträgermedium überträgt, das in einem heizkreis zirkuliert, wobei das Verfahren umfasst: erfassen einer Außentemperatur; wenn die Außentemperatur höher als eine Grenztemperatur ist, erfassen einer Laufzeit eines elektrischen Heizstabs (2) der Wärmepumpe (1) und/oder einer vom Heizstab (2) verbrauchten Energie; und wenn die Laufzeit innerhalb eines festgelegten Zeitraums einen ersten Grenzwert überschreitet und/oder die vom Heizstab (2) im festgelegten Zeitraum verbrauchte Energie einen zweiten Grenzwert überschreitet, ausgeben einer Meldung.
2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Meldung ein Warnhinweis ist, der von einer Regeleinrichtung (10) der Wärmepumpe (1) an ein Endgerät eines Benutzers der Wärmepumpe (1) und/oder über eine Anzeigeeinrichtung der Regeleinrichtung (10) ausgegeben wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Meldung angibt, ob der Heizstab (2) aktuell in Betrieb ist.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, ferner umfassend: übertragen der erfassten Werte der Außentemperatur, der Laufzeit des Heizstabs (2) und der vom Heizstab (2) verbrauchten Energie von einer Regeleinrichtung (10) der Wärmepumpe (1) über ein Netzwerk (40) an eine Cloud (30) oder einen Server (20), wobei die Cloud (30) oder der Server (20): die übertragenen Werte in Abhängigkeit des ersten Grenzwerts und des zweiten Grenzwerts auswertet; und die Meldung erzeugt und ausgibt.
5. Verfahren nach Anspruch 4, wobei die Cloud oder der Server: wenn die Laufzeit innerhalb des festgelegten Zeitraums den ersten Grenzwert überschreitet und/oder die vom Heizstab (2) im festgelegten Zeitraum verbrauchte Energie den zweiten Grenzwert überschreitet, optimierte Regelparameter für den Betrieb der Wärmepumpe (1) und des Heizstabs (2) bestimmt, und die optimierten Regelparameter über das Netzwerk (40) an die Regeleinrichtung (10) der Wärmepumpe (1) überträgt.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei der erste Grenzwert und/oder der zweite Grenzwert in Abhängigkeit eines Betriebszustands der Wärmepumpe (1) festgelegt werden.
7. Heizsystem (100) zum Bereitstellen von Wärme, umfassend: einen Außentemperatursensor (13) zum Erfassen einer Außentemperatur; eine Wärmepumpe (1) zum übertragen von Wärme auf ein fluides Wärmeträgermedium, das in einem Heizkreis des Heizsystems (100) zirkuliert; einen elektrischen Heizstab (2) zum übertragen von Wärme auf das fluide Wärmeträgermedium; eine Regeleinrichtung (10) zum Regeln eines Betriebszustands der Wärmepumpe (1) und des Heizstabs (2), wobei die Regeleinrichtung (10) konfiguriert ist: wenn die Außentemperatur höher als eine Grenztemperatur ist, eine Laufzeit des Heizstabs (2) und/oder eine vom Heizstab (2) verbrauchte Energie zu erfassen; und wenn die Laufzeit innerhalb eines festgelegten Zeitraums einen ersten Grenzwert überschreitet und/oder die vom Heizstab (2) im festgelegten Zeitraum verbrauchte Energie einen zweiten Grenzwert überschreitet, eine Meldung auszugeben.
8. Heizsystem (100) nach Anspruch 7, wobei die Regeleinrichtung (10) über ein Netzwerk (40) mit einer Cloud (30) oder einem Server (20) verbunden ist und die Regeleinrichtung (10) ferner konfiguriert ist: die erfassten Werte der Außentemperatur, der Laufzeit des Heizstabs (2) und der vom Heizstab (2) verbrauchten Energie über das Netzwerk (40) an die Cloud (30) oder den Server (20) zu übertragen; wenn die Laufzeit innerhalb des festgelegten Zeitraums den ersten Grenzwert überschreitet und/oder die vom Heizstab (2) im festgelegten Zeitraum verbrauchte Energie den zweiten Grenzwert überschreitet, optimierte Regelparameter für den Betrieb der Wärmepumpe (1) und des Heizstabs (2) über das Netzwerk (40) von der Cloud (30) oder dem Server (20) zu empfangen; und den Betriebszustand der Wärmepumpe (1) und des Heizstabs (2) in Abhängigkeit der optimierten Regelparameter zu regeln.
9. Heizsystem (100) nach Anspruch 7 oder 8, ferner umfassend einen Wärmespeicher (12), wobei die Regeleinrichtung (10) konfiguriert ist, eine Speichertemperatur des Wärmespeichers (12) in Abhängigkeit der erfassten Laufzeit des Heizstabs (2) und/oder der vom Heizstab (2) verbrauchten Energie und in Abhängigkeit des ersten und/oder zweiten Grenzwerts einzustellen.
10. Heizsystem (100) nach einem der Ansprüche 7 bis 9 wobei der erste Grenzwert und/oder der zweite Grenzwert in Abhängigkeit eines Betriebszustands der Wärmepumpe (1) festgelegt sind.
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Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102021133511A1 (de) 2021-12-16 2023-06-22 Viessmann Climate Solutions Se Verfahren zum betreiben einer wärmepumpe

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1986000976A1 (en) * 1984-07-27 1986-02-13 Uhr Corporation Residential heating, cooling and energy management system
DE69925389T2 (de) 1998-01-23 2005-11-24 Carrier Corporation Verfahren und Vorrichtung zur Steuerung der Zusatzwärme für eine Wärmepumpe
EP2799784A2 (de) * 2013-04-25 2014-11-05 Panasonic Corporation Wärmepumpesteuerung, Wärmepumpesystem und Verfahren zur Steuerung einer Wärmepumpe
EP3225921A1 (de) * 2016-03-29 2017-10-04 Toshiba Carrier Corporation Wärmepumpenwärmequellenvorrichtung
CN107091494B (zh) * 2017-05-16 2019-07-05 北京新钢精诚科技有限公司 一种蓄热式电锅炉和空气源热泵联用供热装置及供热方法

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4232530A (en) 1979-07-12 1980-11-11 Honeywell Inc. Heat pump system compressor start fault detector
JP5452581B2 (ja) 2011-12-29 2014-03-26 三菱電機株式会社 ヒートポンプシステム及びヒートポンプ装置の制御方法
DE102016117129A1 (de) 2016-09-12 2018-03-15 Tobias König Verfahren und Vorrichtung zum optimierten Betreiben von Heizungsanlagen mit mehreren Wärmeerzeugern
DE102019001631A1 (de) 2019-03-08 2020-09-10 Stiebel Eltron Gmbh & Co. Kg Steuerung für ein Heizsystem mit Wärmepumpe

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1986000976A1 (en) * 1984-07-27 1986-02-13 Uhr Corporation Residential heating, cooling and energy management system
DE69925389T2 (de) 1998-01-23 2005-11-24 Carrier Corporation Verfahren und Vorrichtung zur Steuerung der Zusatzwärme für eine Wärmepumpe
EP2799784A2 (de) * 2013-04-25 2014-11-05 Panasonic Corporation Wärmepumpesteuerung, Wärmepumpesystem und Verfahren zur Steuerung einer Wärmepumpe
EP3225921A1 (de) * 2016-03-29 2017-10-04 Toshiba Carrier Corporation Wärmepumpenwärmequellenvorrichtung
CN107091494B (zh) * 2017-05-16 2019-07-05 北京新钢精诚科技有限公司 一种蓄热式电锅炉和空气源热泵联用供热装置及供热方法

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