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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs
1.
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Wärmepumpenheizsysteme
werden beispielsweise, aber bekanntlich bei weitem nicht ausschließlich zur
Erwärmung
von Heizwasser und/oder Brauchwasser verwendet. Die zur Erwärmung des
zu erwärmenden
Mediums benötigte
Energie wird beispielsweise dem Wärmepumpenheizsystem zugeführter Luft
entnommen. Solche Wärmepumpenheizsysteme
werden als Luft/Wasser-Wärmepumpenheizsysteme
bezeichnet.
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Der
prinzipielle Aufbau eines solchen Wärmepumpenheizsystems ist in 1 veranschaulicht.
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Das
in der 1 gezeigte Wärmepumpenheizsystem
wird im wesentlichen durch einen von einem Kältemittel durchströmten geschlossenen
Kältemittelkreislauf
gebildet, welcher einen Verdichter 1, einen Verflüssiger 2,
ein thermostatisches Expansionsventil 3, und einen Verdampfer 4 enthält. Darüber hinaus
sind ein dem Verdampfer 4 zugeordneter Ventilator 5,
welcher einen den Verdampfer 4 passierenden Luftstrom erzeugt,
sowie eine die vorstehend genannten Komponenten steuernde Steuereinrichtung 6 vorgesehen.
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Der
Vollständigkeit
halber sei bereits an dieser Stelle darauf hingewiesen, daß hier nur
die vorliegend besonders interessierenden Komponenten des Wärmepumpenheizsystems
gezeigt sind und beschrieben werden. Wärmepumpenheizsysteme enthalten üblicherweise
eine ganze Reihe weiterer Komponenten wie beispielsweise diverse
Temperatursensoren und Druckschalter, eine Kondensatwanne, eine
Kondensatwannenheizung, etc..
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Durch
den Verdichter 1 wird das durch den Kältemittelkreislauf zirkulierende
Kältemittel
verdichtet, wobei diese Verdichtung eine entsprechend starke Erhitzung
des Kältemittels
zur Folge hat. Das (auch als Heißgas bezeichnete) erhitzte
Kältemittel gelangt
vom Verdichter 1 zum Verflüssiger 2. Der Verflüssiger 2 ist
ein vom Heißgas
und dem durch das Wärmepumpenheizsystem
zu erwärmenden
Medium (Heizwasser, Brauchwasser etc.) durchströmter Wärmetauscher. In diesem Wärmetauscher
erfolgt eine Erwärmung
des durch das Wärmepumpenheizsystem
zu erwärmenden
Mediums. Einhergehend damit kühlt
sich das Kältemittel
ab. Das Kältemittel gelangt
vom Verflüssiger 2 zum
thermostatischen Expansionsventil 3. Durch das Expansionsventil 3 wird das
immer noch unter Druck stehende Kältemittel expandiert. Hierdurch
kühlt sich
Kältemittel
noch weiter ab. Das expandierte Kältemittel gelangt vom Expansionsventil 3 weiter
zum Verdampfer 4. Der Verdampfer 4 ist ein vom
Kältemittel
durchströmter
Wärmetauscher,
der von einem vom Ventilator 5 erzeugten Luftstrom passiert
wird. Die Luft ist beispielsweise von außerhalb des Gebäudes angesaugte
Außenluft und/oder
von innerhalb des Gebäudes
angesaugte, beispielsweise von einem Wäschetrockner oder einem Kochherd
erzeugte warme Luft. Da der den Verdampfer 4 passierende
Luftstrom wärmer
ist als das am Verdampfer 4 ankommende Kältemittel,
wird das Kältemittel
im Verdampfer 4 durch die daran vorbeiströmende Luft
erwärmt.
Das Kältemittel
gelangt vom Verdampfer 4 weiter zum Verdichter 1,
in welchem es wieder verdichtet wird.
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Die
Steuereinrichtung 6 steuert das Wärmepumpenheizsystem. Sie überwacht
unter anderem die Temperatur des zu erwärmenden und/oder des erwärmten Mediums
und schaltet das Wärmepumpenheizsystem,
genauer gesagt den Verdichter 1 und den Ventilator 5 desselben
in Abhängigkeit
hiervon und von weiteren Parametern ein und aus. Die Steuereinrichtung 6 hat
darüber
hinaus eine ganze Reihe weiterer Funktionen wie beispielsweise,
aber nicht ausschließlich,
das Abschalten des Verdich ters 1 und des Ventilators 5,
wenn der Druck in dem das Heißgas
führenden
Teil des Kältekreislaufes
zu groß wird.
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Während des
Betriebes des Wärmepumpenheizsystems
bildet sich auf dem Verdampfer 4 Eis. Dies rührt daher,
daß das
den Verdampfer 4 durchströmende Kältemittel eine unter 0°C liegende
Temperatur aufweist. Dadurch kommt es am Verdampfer 4 zur
Bildung von Kondenswasser, welches sogleich gefriert.
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Die
sich auf dem Verdampfer 4 dadurch ausbildende Eisschicht
behindert den Wärmeaustausch zwischen
der am Verdampfer 4 vorbeiströmenden Luft und dem Kältemittel.
Bei dicker werdender Eisschicht kann der Wämeaustausch sogar ganz zum Erliegen
kommen.
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Deshalb
muß das
sich am Verdampfer 4 ausbildende Eis von Zeit zu Zeit abgetaut
werden. Dies wird häufig
unter Verwendung der sogenannten Kreislaufumkehr bewerkstelligt.
Der prinzipielle Aufbau eines Wärmepumpenheizsystems,
bei welchem dies möglich
ist, ist in 2A veranschaulicht.
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Das
in der 2A gezeigte Wärmepumpenheizsystem
enthält
sämtliche
Komponenten des in der 1 gezeigten Wärmepumpenheizsystems.
Mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnete Komponente sind gleiche
oder einander entsprechende Komponenten. Zusätzlich enthält das in der 2A gezeigte
Wärmepumpenheizsystem
ein Vierwegeventil 7. Das Vierwegeventil 7 weist
vier Anschlüsse auf,
die wie in der 2A gezeigt mit dem Verdichter 1,
dem Verflüssiger 2,
und dem Verdampfer 4 verbunden sind. Von den vier Anschlüssen sind
jeweils zwei Anschlüsse über interne
Verbindungswege miteinander verbunden. Die internen Verbindungswege
sind jedoch veränderbar.
D.h., es ist einstellbar, welcher Anschluß des Vierwegeventils 7 mit
welchem anderen Anschluß des
Vierwegeventils 7 verbunden ist. Genauer gesagt kann durch
die Steuereinrichtung 6 eingestellt werden, welcher Anschluß des Vierwegeven tils 7 mit
welchem anderen Anschluß des
Vierwegeventils 7 verbunden ist.
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Es
existieren zwei verschiedene Einstellmöglichkeiten, wobei die sich
bei der ersten Einstellung der internen Verbindungswege des Vierwegeventils 7 ergebenden
Verbindungen zwischen den einzelnen Komponenten des Wärmepumpenheizsystems
in 2B veranschaulicht sind, und wobei die sich bei
der zweiten Einstellung der internen Verbindungswege des Vierwegeventils 7 ergebenden
Verbindungen zwischen den einzelnen Komponenten des Wärmepumpenheizsystems
in 2C veranschaulicht sind.
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Die
Verbindungen, die sich bei der ersten Einstellung der internen Verbindungswege
des Vierwegeventils 7 ergeben (siehe 2B),
sind genau die selben Verbindungen wie bei dem in der 1 gezeigten
Wärmepumpenheizsystem.
D.h., in der ersten Einstellung des Vierwegeventils 7 befindet sich
das in der 2A gezeigte Wärmepumpenheizsystem
in der Heiz-Betriebsart.
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Die
Verbindungen, die sich bei der zweiten Einstellung der internen
Verbindungswege des Vierwegeventils 7 ergeben (siehe 2C),
haben im Ergebnis zur Folge, daß eine
Kreislaufumkehr erfolgt. Genauer gesagt ist es hier so, daß das den
Verflüssiger 2 verlassende
Kältemittel
durch den Verdichter 1 verdichtet wird, und das verdichtete
und dementsprechend heiße
Kältemittel
(das Heißgas)
in den Verdampfer 4 gelangt. Die hohe Temperatur des den Verdampfer 4 durchströmenden Kältemittels
hat zur Folge, daß das
auf dem Verdampfer 4 vorhandene Eis schmilzt. D.h., bei
der zweiten Einstellung der internen Verbindungswege des Vierwegeventils 7 befindet
sich das in der 2A gezeigte Wärmepumpenheizsystem
in einer Abtau-Betriebsart.
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Ein
derartiges Abtauen des Verdampfers 4 weist den Nachteil
auf, daß hierbei
relativ viel Energie verbraucht wird. Erstens wird elektrische Energie
für den
Betrieb des Verdichters 1 benötigt, und zweitens entzieht
das Kältemittel
dem zu erwärmenden
Medium im Verflüssiger 2 Wärme, die
dem Kältemittel
in einer auf die Abtau-Phase folgenden Heiz-Phase wieder zugeführt werden
muß. Letzteres
rührt daher, daß sich das
Kältemittel
im Verdampfer 2 und in dem (in Bezug auf die Strömungsrichtung
des Kältemittels)
dahinter angeordneten thermostatischen Expansionsventil 3 stark
abkühlt,
und somit das den Verflüssiger 2 durchströmende Kältemittel
sehr viel kälter
ist als das durch das Wärmepumpenheizsystem
zu erwärmende
Medium. Dadurch findet im Verflüssiger 2 eine
Abkühlung
des zu erwärmenden
Mediums (und eine Erwärmung
des Kältemittels)
statt. Das erneute Wiedererwärmen
des zu erwärmenden Mediums
nach dem Abtauen führt
zu einem weiteren Verbrauch an elektrischer Energie.
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Ein
weiteres bekanntes Verfahren zur Abtauung des Verdampfers 4 ist
die sogenannte Heißgasabtauung.
Ein Wärmepumpenheizsystem,
bei welchem eine Heißgasabtauung
möglich
ist, ist ein Wärmepumpenheizsystem
gemäß 1,
bei welchem jedoch zwischen dem Ausgang des Verdichters 1 und dem
Eingang des Verdampfers 4 eine zusätzliche Verbindung vorgesehen
ist. Ein solches Wärmepumpenheizsystem
arbeitet während
der Heiz-Phasen wie das in der 1 gezeigte
Wärmepumpenheizsystem;
die zusätzliche
Verbindung zwischen dem Ausgang des Verdichters 1 und dem
Eingang des Verdampfers 4 ist während der Heiz-Phasen blockiert.
In den Abtau-Phasen wird der Kältekreislauf an
einer zwischen dem Verdichter 1 und dem Verflüssiger 2 liegenden
Stelle unterbrochen und die zusätzliche
Verbindung zwischen dem Ausgang des Verdichters 1 und dem
Eingang des Verdampfers 4 geöffnet. Dadurch gelangt das
vom Verdichter 1 erzeugte Heißgas wie bei der Kreislaufumkehr
direkt in den Verdampfer 4 und taut diesen ab. Eine derartige
Abtauung des Verdampfers 4 erfordert jedoch ebenfalls viel
elektrische Energie.
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Der
vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Möglichkeit
zu finden, durch welche der zum Abtauen des Verdampfers 4 benötigte Bedarf
an elektrischer Energie reduzierbar ist.
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Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß durch das
in Patentanspruch 1 beanspruchte Verfahren gelöst.
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Das
erfindungsgemäße Verfahren
erweist sich in mehrfacher Hinsicht als vorteilhaft: Erstens wird
für den
Betrieb des Ventilators sehr viel weniger Energie benötigt als
für den
Betrieb des Verdichters, und zweitens erfolgt bei abgeschaltetem
Verdichter keine oder eine nur vernachlässigbar geringe Zirkulation
des Kältemittels
im Kältemittelkreislauf,
so daß dem
zu erwärmenden
Medium durch das Kältemittel keine
oder nur vernachlässigbar
wenig Wärme
entzogen werden kann und folglich keine Wiedererwärmung des
zu erwärmenden
Mediums erforderlich ist.
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Vorteilhafte
Weiterbildungen der Erfindung sind den Unteransprüchen, der
folgenden Beschreibung, und den Figuren entnehmbar.
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Die
Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme
auf die Figuren näher
erläutert.
Es zeigen
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1 den
prinzipiellen Aufbau eines Wärmepumpenheizsystems,
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2A den
prinzipiellen Aufbau eines Wärmepumpenheizsystems,
bei welchem bei Bedarf eine Kreislaufumkehr erfolgen kann,
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2B die
sich zwischen den Komponenten des in der 2A gezeigten
Wärmepumpenheizsystems
einstellenden Verbindungen, wenn sich das Wärmepumpenheizsystem in der
Heiz-Betriebsart befindet,
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2C die
sich zwischen den Komponenten des in der 2A gezeigten
Wärmepumpenheizsystems
einstellenden Verbindungen, wenn sich das Wärmepumpenheizsystem in der
Abtau-Betriebsart befindet, und
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3 eine
Veranschaulichung der Entscheidung, nach welcher Abtaumethode der
im Wärmepumpenheizsystem
vorhandene Verdampfer abgetaut wird.
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Das
nachfolgend beschriebene Wärmepumpenheizsystem
ist ein Luft/Wasser-Wärmepumpenheizsystem.
Es sei jedoch bereits an dieser Stelle darauf hingewiesen, daß sich das
Vorsehen der Besonderheiten des beschriebenen Wärmepumpenheizsystems auch bei
anderen Wärmepumpenheizsystemen
als vorteilhaft erweisen kann.
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Der
prinzipielle Aufbau des hier vorgestellten Wärmepumpenheizsystems entspricht
dem Aufbau des in der 1 gezeigten Wärmepumpenheizsystems
oder des in der 2A gezeigten Wärmepumpenheizsystems.
Allerdings arbeitet die Steuereinrichtung 6 anders als
die bei herkömmlichen
Wärmepumpenheizsystemen
vorgesehenen Steuereinrichtungen. Insbesondere erfolgt das Abtauen
des Verdampfers 4 anders als es bei herkömmlichen
Wärmepumpenheizsystemen
der Fall ist.
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Das
hier vorgestellte Wärmepumpenheizsystem
zeichnet sich unter anderem dadurch aus, daß das Abtauen des Verdampfers 4 zumindest
teilweise dadurch erfolgt, daß der
Ventilator 5 bei ausgeschaltetem Verdichter 1 einen
den Verdampfer 4 passierenden Luftstrom erzeugt.
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Dies
ermöglicht
es, das Abtauen des Verdampfers 4 mit einem sehr viel geringeren
Bedarf an elektrischer Energie durchzuführen als es bei herkömmlichen
Wärmepumpenheizsystemen
der Fall ist.
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Das
Abtauen des Verdampfers 4 kann unter alleiniger Verwendung
der hier vorgestellten Abtaumethode, d.h. allein dadurch erfolgen,
daß der
Ventilator 5 bei ausgeschaltetem Verdichter 1 einen
den Verdampfer 4 passierenden Luftstrom erzeugt, oder in
Kombination mit anderen Abtaumethoden wie beispielsweise der eingangs
unter Bezugnahme auf die 2A bis 2C beschriebenen
Kreislaufumkehr, und/oder der eingangs ebenfalls beschriebenen Heißgasabtauung
erfolgen.
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"Abtauen des Verdampfers
unter alleiniger Verwendung der hier vorgestellten Abtaumethode" bedeutet, daß jedes
Abtauen des Ventilators allein dadurch erfolgt, daß der Ventilator 5 bei
ausgeschaltetem Verdichter 1 einen den Verdampfer 4 passierenden
Luftstrom erzeugt. In diesem Fall kann das Wärmepumpenheizsystem den in
der 1 gezeigten Aufbau aufweisen, und müßte nur
die Arbeitsweise der Steuereinrichtung 6 modifiziert werden.
Die Modifikation der Steuereinrichtung 6 besteht darin, daß jedes
Mal, wenn ein Abtauen des Verdampfers 4 erforderlich ist,
der Ventilator 5 eingeschaltet und der Verdichter 1 ausgeschaltet
wird.
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Ob
und gegebenenfalls wann ein Abtauen des Verdampfers 4 erforderlich
ist, wird im betrachteten Beispiel unter Berücksichtigung der Länge der Zeit
festgelegt, während
welcher sich das Wärmepumpenheizsystem
seit der letzten Abtauung des Verdampfers 4 im Heizbetrieb
befand. Beispielsweise kann vorgesehen werden, daß nach jeweils
45 Minuten Heizdauer (Heizpausen werden nicht mitgerechnet) ein
Abtauen des Verdampfers durchgeführt wird.
Die genannte Zeit von 45 Minuten kann selbstverständlich auch
länger
oder kürzer
sein.
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Die
Festlegung, ob und gegebenenfalls wann ein Abtauen des Verdampfers 4 erforderlich
ist, kann aber auch zusätzlich
oder alternativ in Abhängigkeit
von anderen oder weiteren Parametern erfolgen, beispielsweise in
Abhängigkeit
von
- – der
Anzahl und/oder der Länge
der Pausen, während
welcher sich das Wärmepumpenheizsystem
seit der letzten Abtauung des Verdampfers 4 nicht im Heizbetrieb
befand, und/oder
- – der
Temperatur der das Wärmepumpenheizsystem
umgebenden Luft, und/oder
- – der
Temperatur der Luft, welche während
des Heizbetriebes des Wärmepumpenheizsystems den
Verdampfer 4 passiert, und/oder
- – der
Verdampfertemperatur, und/oder
- – dem
Kältemitteldruck
im Verdampfer.
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Unter
Berücksichtigung
einzelner, mehrerer oder aller der genannten Parameter kann auch
die Länge
der Abtauzeit festgelegt werden. Als Abtauzeit kann aber auch eine
von den vorstehend genannten Parametern unabhängige feste Zeit verwendet
werden. Derzeit wird bevorzugt, das Abtauen des Verdampfers 4 zu
beenden, wenn die Verdampfertemperatur einen bestimmten Wert erreicht
hat.
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Beim
vorstehend erwähnten
Abtauen des Verdampfers 4, bei welchem das Abtauen durch
eine Kombination verschiedener Abtaumethoden erfolgt, können aufeinanderfolgende
Abtauvorgänge
unter Verwendung verschiedener Abtaumethoden erfolgen. Im betrachteten
Beispiel erfolgt ein jeweiliger Abtauvorgang entweder
- – dadurch,
daß der
Ventilator 5 bei ausgeschaltetem Verdichter 1 einen
den Verdampfer 4 passierenden Luftstrom erzeugt, oder
- – durch
die eingangs beschriebene Kreislaufumkehr.
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Es
sei jedoch bereits an dieser Stelle darauf hingewiesen, daß anstelle
der Kreislaufumkehr auch eine beliebige andere Abtaumethode, beispielsweise die
eingangs erwähnte
Heißgasabtauung,
zum Einsatz kommen kann. Ferner ist es auch möglich, die bei einem jeweiligen
Abtauvorgang zu verwendende Abtaumethode unter mehr als zwei Abtaumethoden auszuwählen.
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Ein
Wärmepumpenheizsystem,
bei welchem ein jeweiliger Abtauvorgang entweder dadurch, daß der Ventilator 5 bei
ausgeschaltetem Verdichter 1 einen den Verdampfer 4 passierenden
Luftstrom erzeugt, oder durch die eingangs beschriebene Kreislaufumkehr
erfolgt, kann den in der 2A gezeigten Aufbau
aufweisen. Allerdings muß die
Arbeitsweise der Steuereinrichtung 6 modifiziert werden.
Die Modifikation der Steuereinrichtung 6 besteht darin,
daß jedes
Mal, wenn ein Abtauen des Verdampfers 4 erforderlich ist,
entschieden wird, nach welcher Abtaumethode das Abtauen erfolgen
soll, und der Verdichter 1, der Ventilator 5,
und das Vierwegeventil 7 so angesteuert werden, wie es
zur Durchführung
der gewählten
Abtaumethode erforderlich ist.
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Bei
der ersten Abtaumethode, d.h. zum Abtauen des Verdampfers 4 dadurch,
daß der
Ventilator 5 bei ausgeschaltetem Verdichter 1 einen
den Verdampfer 4 passierenden Luftstrom erzeugt,
- – schaltet
die Steuereinrichtung 6 den Ventilator 5 ein,
und
- – schaltet
die Steuereinrichtung 6 den Verdichter 1 aus.
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Bei
der zweiten Abtaumethode, d.h. zum Abtauen des Verdampfers 4 mittels
der Kreislaufumkehr
- – steuert die Steuereinrichtung 6 das
Vierwegeventil 7 so an, daß die Wärmepumpenheizsystem-Komponenten
wie in der 2C gezeigt miteinander verbunden
sind,
- – schaltet
die Steuereinrichtung 6 den Verdichter 1 ein,
und
- – schaltet
die Steuereinrichtung 6 den Ventilator 5 aus.
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Die
Entscheidung, ob und gegebenenfalls wann ein Abtauen des Verdampfers
erforderlich ist, und die Festlegung der Länge der Abtauzeit erfolgt wie
in dem vorstehend beschriebenen Fall, daß jeder Abtauvorgang allein
dadurch erfolgt, daß der
Ventilator 5 bei ausgeschaltetem Verdichter 1 einen
den Verdampfer 4 passierenden Luftstrom erzeugt.
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Nach
welcher Abtaumethode ein jeweiliger Abtauvorgang ausgeführt wird,
hängt im
betrachteten Beispiel von der Temperatur ab, die an der Stelle herrscht,
von welcher der Ventilator 5 die den Verdampfer 4 passierende
Luft ansaugt. Diese Temperatur ist in den meisten Fällen die
außerhalb
des Gebäudes
herrschende (Außen)-Temperatur.
Deshalb wird hier interessierende Temperatur im folgenden der Einfachheit
halber als Außentemperatur
bezeichnet. Wie eingangs bereits erwähnt wurde, kann die den Verdampfer 4 passierende
Luft jedoch auch von einer innerhalb des Gebäudes liegenden Stelle angesaugt
werden, so daß die
zu ermittelnde Temperatur nicht unbedingt die Außentemperatur ist.
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Für die zu
treffende Auswahl der Abtaumethode spielen im betrachteten Beispiel
zwei Temperaturen eine Rolle, nämlich
eine erste Temperatur t1 und eine zweite Temperatur t2, wobei die
erste Temperatur t1 kleiner als die zweite Temperatur t2 ist. Im betrachteten
Beispiel liegt die erste Temperatur t1 im Bereich zwischen 1°C und 10°C, und liegt
die zweite Temperatur t2 im Bereich zwischen 5°C und 20°C. Die Temperaturen t1 und t2
können
prinzipiell aber auch außerhalb
der angegebenen Bereiche liegen.
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Wenn
die Außentemperatur
größer als
die zweite Temperatur t2 ist, geht die Steuereinrichtung 6 davon
aus, daß der
Verdampfer 4 nicht vereist ist, und führt keine Abtauung des Verdampfers 4 durch.
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Wenn
die Außentemperatur
zwischen der ersten Temperatur t1 und der zweiten Temperatur t2 liegt,
erfolgt ein Abtauen des Verdampfers 4 nach der ersten Abtaumethode,
d.h. dadurch, daß der
Ventilator 5 bei ausgeschaltetem Verdichter 1 einen
den Verdampfer 4 passierenden Luftstrom erzeugt.
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Wenn
die Außentemperatur
kleiner als die erste Temperatur t1 ist, erfolgt ein Abtauen des
Verdampfers 4 nach der zweiten Abtaumethode, d.h. ein Abtauen
unter Verwendung der Kreislaufumkehr.
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Die
beschriebene Auswahl der Abtaumethode ist in 3 dargestellt.
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Die
Entscheidung, welche Abtaumethode zum Abtauen des Verdampfers 4 verwendet
wird, könnte
unter zusätzlicher
Berücksichtigung
des aktuellen Bedarfs an einer Erwärmung des zu erwärmenden
Mediums getroffen werden. Insbesondere könnte vorgesehen werden, eine
Abtaumethode auszuwählen,
mit welcher sich das Abtauen möglichst schnell
durchführen
läßt, wenn
gerade ein hoher Bedarf an einer Erwärmung des zu erwärmenden
Mediums besteht, bzw. eine Abtaumethode auszuwählen, mit welcher sich das
Abtauen mit möglichst
geringem Verbrauch an elektrischer Energie durchführen läßt, wenn
gerade kein Bedarf oder nur ein geringer Bedarf an einer Erwärmung des
zu erwärmenden
Mediums besteht. Als Maß für die Größe des Bedarfs
an einer Erwärmung
des zu erwärmenden
Mediums kann beispielsweise die Größe der Differenz zwischen der
aktuellen Temperatur des zu erwärmenden Mediums
und dessen Solltemperatur verwendet werden.
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Es
könnte
auch vorgesehen werden, die Entscheidung über die zu verwendende Abtaumethode unter
alleiniger Berücksichtigung
des aktuellen Bedarfs an einer Erwärmung des zu erwärmenden
Mediums zu treffen.
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Im
betrachteten Beispiel findet innerhalb eines jeweiligen Abtauvorgang
kein Wechsel der Abtaumethode statt. Es kann sich jedoch als vorteilhaft erweisen,
wenn auch innerhalb eines jeweiligen Abtauvorganges ein Wechsel
der Abtaumethode stattfinden kann. Ein solcher Wechsel der Abtaumethode könnte sich
beispielsweise als vorteilhaft erweisen, wenn während des Abtauens eine Veränderung
des Bedarfs an einer Erwärmung
des zu erwärmenden Mediums
auftritt, genauer gesagt
- – wenn der Bedarf an einer
Erwärmung
des zu erwärmenden
Mediums während
eines Abtauvorganges steigt, oder
- – wenn
der Bedarf an einer Erwärmung
des zu erwärmenden
Mediums während
eines Abtauvorganges sinkt.
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Im
erstgenannten Fall könnte
vorgesehen werden, auf eine Abtaumethode umzuschalten, durch welche
sich das Abtauen schneller durchführen läßt als es beim Einsatz der
gerade verwendeten Abtaumethode der Fall ist; im zweitgenannten
Fall könnte
vorgesehen werden, auf eine Abtaumethode umzuschalten, welche weniger
elektrische Energie benötigt
als es beim Einsatz der gerade verwendeten Abtaumethode der Fall
ist.
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Durch
die außentemperaturabhängige Verwendung
unterschiedlicher Abtaumethoden läßt sich der elektrische Energieverbrauch
für das
Abtauen des Verdampfers 4 unter allen Umständen auf
ein Minimum reduzieren. Zwar erfordert das Abtauen des Verdampfers 4 unter
Verwendung der Kreislaufumkehr relativ viel elektrische Energie,
doch wird diese Abtaumethode ja nur dann eingesetzt, wenn es unbedingt
notwendig ist, d.h. wenn ein Abtauen des Verdampfers 4 dadurch,
daß der
Ventilator 5 bei ausgeschaltetem Verdichter 1 einen
den Verdampfer 4 passierenden Luftstrom erzeugt, entweder überhaupt nicht
mehr möglich
wäre oder
nur mit übermäßigem zeitlichen
Aufwand und entsprechend hohem Energiebedarf möglich wäre.
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Noch
günstiger
ist es, wenn von der vorstehend ebenfalls beschriebenen anderen
Abtaumöglichkeit
Gebrauch gemacht wird, bei welcher jedes Abtauen des Verdampfers
allein dadurch erfolgt, daß der
Ventilator 5 bei ausgeschaltetem Verdichter 1 einen
den Verdampfer 4 passierenden Luftstrom erzeugt. Ein solches
Wärmepumpenheizsystem
hätte nicht
nur einen besonders geringen Energieverbrauch, sondern auch einen
besonders einfachen Aufbau (es muß kein Vierwegeventil vorgesehen werden).
Ein derartiges Wärmepumpenheizsystem kann
jedoch nur in Gegenden zum Einsatz kommen, in welchen die Außentemperatur
nie kleiner oder gleich 0°C
wird.
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- 1
- Verdichter
- 2
- Verflüssiger
- 3
- thermostatisches
Expansionsventil
- 4
- Verdampfer
- 5
- Ventilator
- 6
- Steuereinrichtung
- 7
- Vierwegeventil