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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Warmwasserversorgungs- und Fußbodenheizungsvorrichtung
vom Wärmepumpentyp und insbesondere deren Steuerung, wenn
gleichzeitig eine Warmwasserversorgung und Fußbodenheizung
erfolgen.
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Mit
der Verbreitung der Warmwasserversorgung vom Wärmepumpentyp
wurde eine Einrichtung vorgeschlagen, die neben der Warmwasserversorgungsfunktion
auch eine Fußbodenheizungsfunktion aufweist.
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Als
solche Warmwasserversorgungseinrichtung vom Wärmepumpentyp
beschreibt die
JP-A-2005-274021 eine
Warmwasserversorgungs- und Heizvorrichtung vom Wärmepumpentyp
mit einer Warmwasserversorgungsfunktion und einer Fußbodenheizungsfunktion.
Die Warmwasserversorgungsfunktion arbeitet jede Nacht für
eine lange Zeit (etwa 5 bis 6 Stunden) als Wärmepumpe und
speichert Wasser hoher Temperatur (etwa 65 bis 85 Grad), das vom
Wasser-Wärmetauscher für die Warmwasserversorgung
aufgeheizt wird, in einem großen Heißwasserbehälter
von 370 bis 460 Liter. Das heiße Wasser wird bei der Benutzung
mit kaltem Wasser gemischt, um Wasser mit einer geeigneten Temperatur
von etwa 40 Grad zu erhalten. Die Fußbodenheizungsfunktion
umfaßt das Umwälzen von Wasser aus einem Expansionstank
durch eine Pumpe, während es in einem Wasser-Kühlmittel-Wärmetauscher
für die Fußbodenheizung aufgeheizt wird, um dann über
Fußbodenheizplatten Wärme abzugeben.
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Um
die Größe und das Gewicht des Heißwasser-Speichertanks
zu verringern, schlägt die
JP-A-2004-278876 eine
Warmwasserversorgungs- und Heizvorrichtung vom Wärmepumpentyp
vor, bei der die Heizfähigkeit der Wärmepumpe
im Vergleich zum herkömmlichen Heißwasser-Speichertyp
wesentlich erhöht ist, wobei die Wärmepumpe beim
Verbrauch von Warmwasser in Betrieb ist und das entsprechend der
Nutztemperatur aufgeheizte Warmwasser direkt zugeführt
wird. Außerdem gibt es die Fußbodenheizfunktion.
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Bei
dieser Warmwasserversorgungs- und Heizvorrichtung vom Wärmepumpentyp
gibt es beim gleichzeitigen Betrieb der Warmwasserversorgung und
der Heizung einen ersten Wärmepumpen-Systemkreislauf für
die Fußbodenheizung und einen zweiten Wärmepumpen-Systemkreislauf
für die Warmwasserversorgung. Wenn eine große
Menge warmes Wasser entnommen wird und das Aufheizen im zweiten
Wärmepumpen-Systemkreislauf nicht ausreicht, wird ein Teil
des Kühlmittels für die Fußbodenheizung
für die Warmwasserversorgung verwendet oder die Fußbodenheizung
vorübergehend gestoppt und der erste Wärmepumpen-Systemkreislauf ebenfalls
für die Warmwasserversorgung herangezogen.
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Die
in der
JP-A-2005-274021 beschriebene Wärmepumpen-Warmwasserversorgungs-
und Heizvorrichtung vom Heißwasserspeichertyp benötigt
einen großen Heißwasser-Speichertank, so daß entsprechend
die Wärmepumpeneinheit und die Tankeinheit getrennt installiert
werden, wodurch eine große Installationsfläche
mit einer ausreichenden Festigkeit des Untergrund erforderlich ist.
Da bei der Vorrichtung viel Zeit vergeht, bis heißes Wasser
gespeichert werden kann, wird bei gleichzeitigem Betrieb der Warmwasserversorgung
und der Fußbodenheizung entweder die Möglichkeit
zur Speicherung von Warmwasser oder die Temperatur der Fußbodenheizung
herabgesetzt. Wenn während des Tages eine große
Menge an Warmwasser entnommen wird, besteht die Gefahr, daß das
heiße Wasser im Tank ausgeht.
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Bei
der in der
JP-A-2004-278876 beschriebenen
Warmwasserversorgungs- und Heizvorrichtung vom Wärmepumpentyp
mit direkter Warmwasserversorgung besteht dagegen nicht die Gefahr, daß sich
die Speicherfähigkeit für Warmwasser verringert,
wenn der Heißwasserspeicherbetrieb und der Fußbodenhei zungsbetrieb
gleichzeitig ausgeführt werden, da zwei Wärmepumpen
großer Kapazität vorgesehen sind. Da die Wärmepumpen
im Gebrauch in Betrieb sind, besteht auch nicht die Gefahr, daß das
Warmwasser im Tank ausgeht.
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Die
zusätzliche Funktion der Fußbodenheizung bei der
direkten Warmwasserversorgung vom Wärmepumpentyp mit zwei
Kreisläufen wurde jedoch erst vor kurzem vorgeschlagen,
und die Eigenschaften des doppelten Kreislaufs werden nicht ausreichend
genutzt. Es ist eine dafür eine geeignetere Steuerung erforderlich.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Es
ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, bei einer Warmwasserversorgungs-
und Fußbodenheizungsvorrichtung vom Wärmepumpentyp mit
direkter Warmwasserversorgung und zwei Kreisläufen die
Steuerung in den beiden Gebrauchsarten Warmwasserversorgung und
Fußbodenheizung zu optimieren und die Wirksamkeit des Betriebs
zu verbessern.
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Bei
der vorliegenden Erfindung wird eine Warmwasserversorgung mit zwei
Kreisläufen und einer Wärmepumpe großer
Kapazität angewendet, um die Probleme des Ausgehens des
Warmwassers bei der Warmwasserversorgungs- und Heizvorrichtung vom
Wärmepumpentyp und Heißwassertyp mit der herkömmlichen
Fußbodenheizungsfunktion und der Verringerung der Heizmöglichkeit
beim gleichzeitigen Betrieb der Warmwasserversorgung und der Fußbodenheizung
zu lösen. Bei einer Warmwasserversorgungs- und Fußbodenheizungsvorrichtung
vom Wärmepumpentyp wurde die Steuerung der Drehzahl des
Kompressors und des Öffnungsgrades des Expansionsventils
untersucht. Durch eine Steuerung mit dem folgenden Aufbau ist es
möglich, eine Warmwasserversorgungs- und Fußbodenheizungsvorrichtung
vom Wärmepumpentyp zu schaffen, die die herkömmlichen
Probleme nicht mehr aufweist.
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Die
vorliegende Erfindung umfaßt somit eine Warmwasserversorgungs-
und Fußbodenheizungsvorrichtung vom Wärmepumpentyp
mit einem ersten Wärmepumpen-Kühlmittelkreissystem
mit einem ersten Kompressor, einem ersten Warmwasser-Wärmetauscher,
einem ersten Warmwasserversorgungs-Expansionsventil, einem ersten
Verdampfer, einem Fußbodenheizungs-Wärmetauscher
und einem Fußbodenheizungs-Expansionsventil, wobei der
erste Warmwasserversorgungs-Wärmetauscher und das erste
Warmwasser-Expansionsventil parallel zum Fußbodenheizungs-Wärmetauscher
und zum Fußbodenheizungs-Expansionsventil angeordnet sind;
mit einem zweiten Wärmepumpen-Kühlmittelkreissystem
mit einem zweiten Kompressor, einem zweiten Warmwasserversorgungs-Wärmetauscher, einem
zweiten Warmwasserversorgungs-Expansionsventil und einem zweiten
Verdampfer; mit einem Direkt-Warmwasserversorgungskreis zum direkten Zuführen
von Warmwasser, das vom ersten und zweiten Warmwasserversorgungs-Wärmetauscher aufgeheizt
wurde, an einem Warmwasserversorgungsanschluß; mit einem
Fußbodenheizungskreis zum Umwälzen des Warmwassers,
das vom Fußbodenheizungs-Wärmetauscher aufgeheizt
wurde; und mit einer Steuereinheit zum Steuern der Drehzahlen des
ersten und des zweiten Kompressors und der Öffnungsgrade
des ersten und des zweiten Warmwasserversorgungs-Expansionsventils
und des Fußbodenheizungs-Expansionsventils; wobei beim gleichzeitigen
Betrieb der Warmwasserversorgung und der Fußbodenheizung
die Steuereinheit die Steuergröße für
die Kompressordrehzahl entsprechend der Wasserabgabetemperatur sowohl
des ersten als auch des zweiten Systems festlegt, den Zielwert der
Kompressordrehzahl auf den Wert setzt, der vom Zielwert für
die Temperatur der Warmwasserversorgung und dem Zielwert für
die Fußbodenheizungs-Vorlauftemperatur im ersten System
der höhere ist, und im zweiten System auf den Zielwert
für die Warmwasserversorgung setzt; und die Steuergröße für
den Öffnungsgrad des Warmwasserversorgungs-Expansionsventils
entsprechend dem Verdampfer-Überhitzungsgrad oder der Kompressor-Abgabetemperatur
sowohl im ersten als auch im zweiten System festlegt, den Zielwert
auf einen vorgegebenen Zielwert setzt und den Steuerwert für
den Öffnungsgrad des Fußbodenheizungs-Expansionsventils
auf die Fußbodenheizungs-Vorlauftemperatur setzt sowie
den Zielwert auf den Zielwert für die Fußbodenheizungs-Vorlauftemperatur.
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Beim
gleichzeitigen Betrieb der Warmwasserversorgung und der Fußbodenheizung
werden die Drehzahl des ersten Kompressors und die Öffnungsgrade
des ersten Warmwasserversorgungs-Expansionsventils und des Fußbodenheizungs-Expansionsventils
im Wärmepumpen-Kühlmittelkreis des ersten Systems
und die Drehzahl des zweiten Kompressors und das zweite Warmwasserversorgungs-Expansionsventil
im Wärmepumpen-Kühlmittelkreis des zweiten System
jeweils durch eine Steuertabelle gesteuert, die die Steuergröße
und den Zielwert festlegt. Es ist entsprechend möglich,
gleichzeitig die Temperatur der Warmwasserversorgung und die Temperatur
der Fußbodenheizung auf ihrem jeweiligen Zielwert zu halten.
Damit ist es möglich, die Steuerung der beiden Kreisläufe
beim gleichzeitigen Betrieb der Warmwasserversorgung und der Fußbodenheizung
zu optimieren und den Betriebswirkungsgrad zu verbessern.
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Dabei
kann am wasserseitigen Ausgang des Wärmeübertragungsrohrs
des ersten Warmwasserversorgungs-Wärmetauschers und am
wasserseitigen Ausgang des Wärmeübertragungsrohrs
des zweiten Warmwasserversorgungs-Wärmetauschers ein Temperaturthermistor
vorgesehen sein. Mit diesem Aufbau kann die Ausgangstemperatur des
Wassers am Wärmetauscher, das vom Warmwasser-Wärmetauscher
aufgeheizt wurde, für das erste System und das zweite System
getrennt erfaßt werden. Entsprechend ist es möglich,
durch die Kompressordrehzahl die wasserseitige Ausgangstemperatur
am Wärmeübertragungsrohr so zu steuern, daß sie
für den Zielwert geeignet ist, und die Warmwasserversorgungstemperatur
zu stabilisieren.
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Die
Steuereinheit kann darüberhinaus eine Korrekturfunktion
zum Modifizieren des Zielwertes für die Fußbodenheizungs-Vorlauftemperatur
entsprechend den Nutzungsbedingungen aufweisen. Mit einem solchen
Aufbau ist es zum Beispiel möglich, den Zielwert für
die Fußbodenheizungs-Vorlauftemperatur entsprechend einer Änderung
der Rücklauftemperatur der Fußbo denheizung zu
modifizieren, so daß es möglich ist, die Fußbodenheizungstemperatur
zu stabilisieren.
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Der
erste und der zweite Warmwasserversorgungs-Wärmetauscher
können als einheitlicher Block ausgebildet werden, und
an einer Stelle unmittelbar nach der Verbindung der wasserseitigen
Wärmeübertragungsrohre des ersten und des zweiten Warmwasserversorgungs-Wärmetauschers
kann ein Wärmetauscher-Thermistor angeordnet werden. Durch
die Ausbildung der Warmwasserversorgungs-Wärmetauscher
als einheitlicher Block kann der Aufbau vereinfacht und die Oberfläche
der Wärmetauscher verkleinert werden, wodurch sich die Strahlungsverluste
verringern.
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Die
Steuereinheit kann verwendet werden für eine Warmwasserversorgungs-
und Fußbodenheizungsvorrichtung vom Wärmepumpentyp
mit einem ersten Wärmepumpen-Kühlmittelkreissystem mit
einem ersten Kompressor, einem ersten Warmwasser-Wärmetauscher,
einem ersten Warmwasserversorgungs-Expansionsventil, einem ersten
Verdampfer, einem Fußbodenheizungs-Wärmetauscher und
einem Fußbodenheizungs-Expansionsventil, wobei der erste
Warmwasserversorgungs-Wärmetauscher und das erste Warmwasser-Expansionsventil
parallel zum Fußbodenheizungs-Wärmetauscher und
zum Fußbodenheizungs-Expansionsventil angeordnet sind;
mit einem zweiten Wärmepumpen-Kühlmittelkreissystem
mit einem zweiten Kompressor, einem zweiten Warmwasserversorgungs-Wärmetauscher,
einem zweiten Warmwasserversorgungs-Expansionsventil und einem zweiten Verdampfer;
mit einem Direkt-Warmwasser-Versorgungskreis zum direkten Zuführen
von Warmwasser, das vom ersten und zweiten Warmwasserversorgungs-Wärmetauscher
aufgeheizt wurde, an einem Warmwasserversorgungsanschluß;
mit einem Fußbodenheizungskreis zum Umwälzen des
Warmwassers, das vom Fußbodenheizungs-Wärmetauscher aufgeheizt
wurde; mit einem Warmwassersammelkreis, der vom ersten und zweiten
Warmwasserversorgungs-Wärmetauscher, einem Warmwasserversorgungs-Mischventil,
einem Warmwassertank zum Sammeln des vom ersten und zweiten Warm wasserversorgungs-Wärmetauscher
aufgeheizten Warmwassers und einer eingebauten Umwälzpumpe
gebildet wird; mit einem Tank-Warmwasserversorgungskreis zum Mischen
des vom ersten und zweiten Warmwasser-Wärmetauscher aufgeheizten
Warmwassers, das sich im Warmwassertank gesammelt hat, und zum Zuführen
der Mischung an den Warmwasserversorgungsanschluß; und
mit einer Steuereinheit zum Steuern der Drehzahlen des ersten und des
zweiten Kompressors und der Öffnungsgrade des ersten und
des zweiten Warmwasserversorgungs-Expansionsventils und des Fußbodenheizungs-Expansionsventils.
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Mit
der Funktion zum Sammeln des Warmwasser im Warmwassersammeltank
kann zum Beispiel unmittelbar nach dem Hochlaufen des Wärmepumpen-Kühlkreises,
d. h. wenn die Heizleistung nicht ausreicht, durch den Direkt-Warmwasser-Versorgungsbetrieb
das Warmwasser vom Warmwassersammeltank zugemischt werden und damit
die Möglichkeit zur Warmwasserversorgung verbessert werden.
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Erfindungsgemäß kann
somit bei einer Warmwasserversorgungs- und Fußbodenheizungsvorrichtung
vom Wärmepumpentyp mit direkter Warmwasserversorgung und
zwei Kreisläufen die Steuerung in den beiden Gebrauchsarten
Warmwasserversorgung und Fußbodenheizung optimiert werden,
wodurch die Wirksamkeit des Betriebs verbessert wird.
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KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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1 ist
eine Blockdarstellung des Gesamtaufbaus einer Warmwasserversorgungs-
und Fußbodenheizungsvorrichtung vom Wärmepumpentyp
bei einer erfindungsgemäßen Ausführungsform.
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2 ist
eine Temperatursteuertabelle für die Temperatursteuerung
bei der erfindungsgemäßen Ausführungsform
der Warmwasserversorgungs- und Fußbodenheizungsvorrichtung
vom Wärmepumpentyp.
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3 ist
ein Flußdiagramm für den Warmwasserversorgungsbetrieb,
wenn bei der erfindungsgemäßen Ausführungsform
der Warmwasserversorgungs- und Fußbodenheizungsvorrichtung
vom Wärmepumpentyp Warmwasser entnommen wird.
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4 ist
eine Temperatureinstelltabelle für den Anfangswert des
Zielwerts für die Fußbodenheizungs-Vorlauftemperatur
bei der erfindungsgemäßen Ausführungsform
der Warmwasserversorgungs- und Fußbodenheizungsvorrichtung
vom Wärmepumpentyp.
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5 ist
ein Flußdiagramm für den Fußbodenheizungsbetrieb
bei der erfindungsgemäßen Ausführungsform
der Warmwasserversorgungs- und Fußbodenheizungsvorrichtung
vom Wärmepumpentyp.
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6 ist
ein Flußdiagramm für den gleichzeitigen Betrieb
der Warmwasserversorgung und der Fußbodenheizung bei der
erfindungsgemäßen Ausführungsform der
Warmwasserversorgungs- und Fußbodenheizungsvorrichtung
vom Wärmepumpentyp.
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GENAUE BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Anhand
der 1 bis 6 werden nun Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung beschrieben.
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In
der 1 umfaßt eine Warmwasserversorgungs-
und Fußbodenheizungsvorrichtung vom Wärmepumpentyp
einen Wärmepumpen-Kühlmittelkreis 40 aus
einem ersten Wärmepumpen-Kühlmittelkreissystem 41 und
einem zweiten Wärmepumpen-Kühlmittelkreissystem 42,
einen Warmwasserversorgungskreis 45, einen Fußbodenheizungskreis 50 und
eine Steuereinheit 55.
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Die
Teile des Wärmepumpen-Kühlmittelkreises 40,
des Warmwasserversorgungskreises 45 und des Fußbodenheizungskreises 50 befinden
sich als einheitlicher Block im gleichen Gehäuse. Die Steuereinheit 55 wird
von einer Fernsteuerung 55a für Warmwasser und
einer Fernsteuerung 55b für die Fußbodenheizung
gebildet. Getrennt von der Warmwasserversorgungs- und Fußbodenheizungsvorrichtung
vom Wärmepumpentyp sind ein Küchen-Wasserhahn 14,
eine Badewanne 23 mit einem Badumwälzadapter 22 und
Fußbodenheizungsplatten 33, 34 als die
Endverbraucher des Warmwasserkreises vorgesehen, die mit einem Wasserversorgungsanschluß 6,
einem Küchen-Warmwasserversorgungsanschluß 13,
einem Warmwassereinlaß/Auslaßanschluß 21,
einem Bad-Warmwasser-Auslaßanschluß 25,
Fußbodenheizungs-Warm wasserversorgungsanschlüssen 31, 32 und
einem Flußbodenheizungs-Rücklaufanschluß 35 verbunden
sind.
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Der
Wärmepumpen-Kühlmittelkreis 40 stellt die
Wärmequelle für die Fußbodenheizung und
die Warmwasserversorgung dar. Das erste Wärmepumpen-Kühlmittelkreissystem 41 wird
von einem geschlossenen Warmwasserkreis, der nacheinander einen
Kompressor 1a, ein Kühlmittel-Öffnungs-
und Schließventil 2a, ein kühlmittelseitiges
Wärmeübertragungsrohr 3a im Warmwasser-Wärmetauscher 3, ein
Warmwasser-Expansionsventil 4a und einen Verdampfer 5a über
eine Kühlmittelleitung verbindet; und von einem geschlossenen
Fußbodenheizungskreis gebildet, der nacheinander den Kompressor 1a, ein
Kühlmittel-Öffnungs- und Schließventil 2c,
ein Fußbodenheizungs-Kühlmittelrohr 27a im
Fußbodenheizungs-Wärmetauscher 27, ein
Fußbodenheizungs-Expansionsventil 4c und den Verdampfer 5a über
eine Kühlmittelleitung verbindet. In den Kreisläufen
ist ein Kühlmittel eingeschlossen.
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Der
Kompressor 1a und der Verdampfer 5a gehören
jeweils sowohl zum geschlossenen Warmwasserversorgungskreis als
auch zum geschlossenen Fußbodenheizungskreis. Durch Öffnen
und Schließen der Kühlmittel-Öffnungs-
und Schließventile 2a, 2c und des Fußbodenheizungs-Expansionsventils 4c erfolgt
ein Umschalten zwischen dem geschlossenen Warmwasserkreis und dem
geschlossenen Fußbodenheizungskreis. Der Fußbodenheizungs-Wärmetauscher 27 und
das Fußbodenheizungs-Expansionsventil 4c sind
parallel zum Warmwasserversorgungs-Wärmetauscher 3 und
zum Warmwasserversorgungs-Expansionsventil 4a angeordnet.
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Das
zweite Wärmepumpen-Kühlmittelkreissystem 42 wird
von einem geschlossenen Warmwasserversorgungskreis gebildet, der
nacheinander einen Kompressor 1b, ein Kühlmittel-Öffnungs-
und Schließventil 2b, ein kühlmittelseitiges
Wärmeübertragungsrohr 3b im Warmwasserversorgungs-Wärmetauscher 3,
ein Warmwasserversorgungs-Expansionsventil 4b und einen
Verdampfer 5b über eine Kühlmittelleitung
verbindet.
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Die
Kompressoren 1a, 1b haben eine große Kapazität
und sind für eine Warmwasserversorgungsvorrichtung vom
Wärmepumpentyp für eine direkte Warmwasserversorgung
geeignet, um direkt das vom Warmwasserversorgungs-Wärmetauscher 3 aufgeheizte
Warmwasser zuzuführen, wobei ihre Drehzahl entsprechend
der Temperatur des Warmwassers verändert wird, d. h. es
sind Kompressoren mit Drehzahlsteuerung. Die Kompressoren 1a und 1b können
im Drehzahlbereich von einer geringen Drehzahl (etwa 700 Upm) bis
zu einer hohen Drehzahl (etwa 7000 Upm) mit einer PWM-Steuerung,
einer Spannungssteuerung (etwa einer PAM-Steuerung) oder einer Kombination
davon gesteuert werden.
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Der
Warmwasserversorgungs-Wärmetauscher 3 enthält
die kühlmittelseitigen Wärmeübertragungsrohre 3a, 3b und
die wasserversorgungsseitigen Wärmeübertragungsrohre 3c, 3d und
ist so aufgebaut, daß zwischen den kühlmittelseitigen
Wärmeübertragungsrohren 3a, 3b und
den wasserversorgungsseitigen Wärmeübertragungsrohren 3c, 3d ein Wärmeaustausch
erfolgt.
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Die
Expansionsventile 4a, 4b, 4c verringern den
Druck des sich auf einer Zwischentemperatur befindlichen und unter
hohem Druck stehenden Kühlmittels, das vom Warmwasser-Wärmetauscher 3 und dem
Fußbodenheizungs-Wärmetauscher 27 kommt, und
sendet das Kühlmittel mit niedrigem Druck, so daß es
leicht verdampfen kann, zu den Verdampfern 5a, 5b.
Bei der Warmwasserversorgungs- und Fußbodenheizungsvorrichtung
vom Wärmepumpentyp wird darüberhinaus mit den
Expansionsventilen 4a, 4b, 4c durch Ändern
des Öffnungsgrades für den Kühlmittelweg
entsprechend der Heizfähigkeit das Ausmaß der
Kühlmittelzirkulation eingestellt. Außerdem dienen
die Expansionsventile 4a, 4b, 4c als
Defroster, wenn sie im geschlossenen Warmwasserversorgungskreis
den Wegquerschnitt vollständig freigeben, damit eine größere
Menge von Kühlmittel auf Mitteltemperatur zu den Verdampfern 5a, 5b strömen kann
und diese auftaut. Es wird empfohlen, für die Expansionsventile
motorbetriebene Expansionsventile zu verwenden, bei denen das Ausmaß der Öffnung
und das Schließen mit einem vorteilhaften Reaktionsverhalten
gesteuert werden kann.
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Die
Verdampfer 5a, 5b sind mit einem Luft/Kühlmittel-Wärmetauscher
versehen, der über ein Gebläse (nicht gezeigt)
von außen Luft ansaugt und einen Wärmeaustausch
zwischen der Luft und dem Kühlmittel bewirkt.
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Es
wird nun der Betrieb der Wärmepumpe bei der Warmwasserversorgung
und dem Betrieb der Fußbodenheizung erläutert.
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Das
von den Kompressoren 1a, 1b komprimierte Kühlmittel,
das sich auf hoher Temperatur und hohem Druck befindet, strömt
durch die Kühlmittel-Öffnungs- und Schließventile 2a, 2b in
die kühlmittelseitigen Wärmeübertragungsrohre 3a, 3b des Warmwasserversorgungs-Wärmetauschers 3 und heizt
das Wasser auf, das durch die wasserversorgungsseitigen Wärmeübertragungsrohre 3c, 3d fließt.
Nachdem der Druck in den Expansionsventilen 4a, 4b verringert
wurde, wird das Kühlmittel in den Verdampfern 5a, 5b zu
einem Niederdruckgas auf niedriger Temperatur und kehrt zu den Kompressoren 1a, 1b zurück.
Der Betrieb der Warmwasserversorgung erfolgt durch Wiederholen der
beschriebenen Kühlmittelzirkulation, um das zugeführte
Wasser kontinuierlich aufzuheizen.
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Im
Warmwasserversorgungsbetrieb wird die Drehzahl der Kompressoren 1a, 1b entsprechend der
Belastung durch die Warmwasserversorgung gesteuert, etwa in Abhängigkeit
von der Temperatur des zugeführten Wassers und der Temperatur
des abgegebenen Warmwassers.
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Das
im Warmwasserversorgungs-Wärmetauscher 3 aufgeheizte
Wasser wird außerdem mit dem Fluß von den Wasserversorgungs-Wärmeübertragungsrohren 3c, 3d zusammengeführt
und über das Warmwasserversorgungs-Mischventil 10,
das Warmwasser-Kaltwasser-Mischventil 11, ein Flußrateneinstellventil 12 und
den Warmwasserversorgungs-Küchen-Wasserhahnanschluß 13 zu
dem Küchenwasserhahn, dem Nutzende, geführt.
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Bei
diesem Vorgang steuert das Warmwasserversorgungs-Mischventil 10 den Öffnungsgrad des
Mischventils derart, daß die am Mischwasserthermistor 10s am
Ausgang erfaßte Temperatur dem Zielwert entspricht; wenn
die Temperatur des Warmwassers, das durch Mischen im Warmwasser-Mischventil 10 erhalten
wird, größer ist als die Gebrauchstemperatur,
mischt das Warmwasser-Kaltwasser-Mischventil 11 mehr kaltes
Wasser vom Kaltwasserversorgungsanschluß 6 zu,
um Wasser mit geeigneter Temperatur zu erhalten. Das Flußrateneinstellventil 12 stellt
die Flußrate so ein, daß die Warmwasserversorgungs-Aufheiztemperatur
gemäß der Endnutzungsbedingung erhalten wird und
die Temperaturvorgabe für das Warmwasser von der Steuereinheit 55 eingehalten
wird.
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Der
erste Wärmepumpen-Kühlmittelkreis 41 wird
dabei so betrieben, daß das vom Kompressor 1a komprimierte
und auf hoher Temperatur sowie hohem Druck befindliche Kühlmittel über
das Kühlmittel-Öffnungs- und Schließventil 2c in
das Fußbodenheizungs-Kühlmittelrohr 27a fließt
und das Heizmedium erhitzt, das durch das Fußbodenheizungs-Wärmeübertragungsrohr 27b strömt.
Nach der Druckverringerung im Expansionsventil 4c wird
das Kühlmittel im Verdampfer 5a zu einem Gas mit
niedriger Temperatur und niedrigem Druck und kehrt zum Kompressor 1a zurück.
Im Fußbodenheizungsbetrieb wird das Heizmedium für
die Fußbodenheizung durch Wiederholen der beschriebenen
Kühlmittelzirkulation kontinuierlich erhitzt.
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Das
im Fußbodenheizungs-Wärmetauscher 27 erhitzte
Heizmedium fließt dabei vom Fußbodenheizungs-Wärmeübertragungsrohr 27b durch
eine Leitungsverzweigung 28, durch die Fußbodenheizungs-Öffnungs-
und Schließventile 29, 30 und die Fußbodenheizungs-Warmwasserversorgungsanschlüsse 31, 32 zu
den Wärmeabgaberohren 33a, 34a der Fußbodenheizungsplatten 33, 34,
um den Boden aufzuheizen. Danach fließt das Heizmedium durch
einen Fußbodenheizungs-Rücklaufanschluß 35,
einen Fußbodenheizungstank 36 und eine Fußbodenheizungs-Umwälzpumpe 37 in
den Fußbodenheizungs-Wärmetauscher 27 und
bildet so den Heizmedium-Zirkulationskreislauf aus. Das Heizmedium wird
dabei durch den Betrieb der Fußbodenheizungs-Umwälzpumpe 37 um gewälzt.
Das Aufheizen im Fußbodenheizungs-Wärmetauscher 27 und
die Wärmeabgabe in den Fußbodenheizungsplatten 33, 34 erfolgen
dabei kontinuierlich.
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Durch Öffnen
und Schließen der Fußbodenheizungs-Offnungs- und
Schließventile 29, 30 können
die Fußbodenheizungsplatten 33 und 34 einzeln oder
gemeinsam in Betrieb genommen werden.
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Es
wird nun der Warmwasserversorgungskreis für ein Wassersystem
beschrieben.
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Der
Warmwasserversorgungskreis kann je nach Gebrauch ein Küchen-Warmwasserversorgungskreis,
ein Bad-Warmwasserversorgungskreis, ein Bad-Zusatzheizkreis oder
ein Zusatzheizkreis für einen Warmwassertank sein.
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Es
gibt zwei Arten von Warmwasserversorgungseinheiten:
Einen Direkt-Warmwasserversorgungskreis
zum direkten Zuführen von Warmwasser, das durch einen Wärmepumpenbetrieb
entsprechend der benötigten Temperatur im Warmwasser-Wärmetauscher 3 erhitzt
wird, und einen Tank-Warmwasserversorgungskreis, bei dem das im
Warmwassertank 15 vorher gespeicherte Warmwasser hoher
Temperatur mit Kaltwasser niedriger Temperatur von der Kaltwasserversorgung
gemischt wird, um Warmwasser mit der richtigen Temperatur zuzuführen.
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Der
Küchen-Warmwasserkreis wird von dem Wasserversorgungsanschluß 6,
einem Druckreduzierventil 7, einem Wassermengensensor 8,
einem Kaltwasserrückschlagventil 9, den wasserseitigen Wärmeübertragungsrohren 3c, 3d,
dem Warmwasserversorgungs-Mischventil 10, dem Warmwasser-Kaltwasser-Mischventil 11,
dem Flußrateneinstellventil 12 und dem Küchen-Warmwasserausgangsanschluß 13 gebildet,
die über eine Wasserleitung miteinander verbunden sind.
Der Wasserversorgungsanschluß 6 ist mit einer
Wasserversorgungsquelle wie einem Wasserwerk verbunden und der Küchen-Warmwasserausgangsanschluß 13 mit
einem Küchen-Wasserhahn 14 und dergleichen.
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Der
Bad-Warmwasserversorgungskreis wird von dem Wasserversorgungsanschluß 6,
dem Druckreduzierventil 7, dem Wasser mengensensor 8, dem
Wasserrückschlagventil 9, den wasserseitigen Wärmeübertragungsrohren 3c, 3d,
dem Warmwasserversorgungs-Mischventil 10, dem Warmwasser-Kaltwasser-Mischventil 11,
dem Flußrateneinstellventil 12, einem Bad-Warmwassereinlaßventil 17,
einem Durchflußschalter 18, einer Bad-Umwälzpumpe 19,
einem Wasserpegelsensor 20 und einem Warmwassereinlaß-
und Auslaßanschluß 21 gebildet, die über
eine Wasserleitung miteinander verbunden sind.
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Der
Bad-Zusatzheizkreis wird vom Warmwassereinlaß- und Auslaßanschluß 21,
dem Wasserpegelsensor 20, der Bad-Umwälzpumpe 19,
dem Durchflußschalter 18, dem Badwasserrohr 24b des Bad-Wärmetauschers 24 und
dem Bad-Warmwasserauslaßanschluß 25 gebildet,
die über eine Wasserleitung miteinander verbunden sind.
Der Warmwassereinlaß- und Auslaßanschluß 21 ist über
einen Badzirkulationsadapter 22 mit einer Badewanne 23 verbunden.
Bei der Zuführung von Warmwasser zum Bad wird warmes Wasser
vom Wasserpegelsensor 20 zur Badewanne 23 geführt.
Bei der Bad-Zusatzheizung läuft das Wasser von der Badewanne 23 zum
Wasserpegelsensor 20.
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Bei
der Bad-Zusatzheizung wird die Bad-Umwälzpumpe 19 betrieben,
um das Wasser in der Badewanne durch den Bad-Zusatzheizkreis zu führen,
und im Wärmepumpen-Kühlmittelkreis 40 erfolgt
ein Wärmepumpenbetrieb. Das Bad-Wärmetauscher-Öffnungs-
und Schließventil 26 wird geöffnet, um über
die wasserversorgungsseitige Wärmeübertragungsrohre 3c, 3d,
das Bad-Wärmetauscher-Öffnungs- und Schließventil 26,
das Bad-Kühlmittelrohr 24a und eine eingebaute
Umwälzpumpe 16 einen Warmwasserkreislauf auszubilden.
Durch den Betrieb der eingebauten Umwälzpumpe 16 und
Durchführen des Wassers durch das Badwasserrohr 24b des
Bad-Wärmetauschers 24 heizt das warme Wasser,
das im Warmwasserversorgungs-Wärmetauscher 3 erhitzt
wurde, das in der Badewanne 23 verbliebene Wasser auf.
Dadurch erfolgt die Bad-Zusatzheizung.
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Der
zusätzliche Heizkreis für den Warmwassertank wird
vom Warmwassertank 15, der eingebauten Umwälzpumpe 16,
den wasserversorgungsseitigen Wärmeübertragungsrohren 3c, 3d des
Warmwasserversorgungs-Wärmetauschers 3 und dem Warmwasserversorgungs-Mischventil 10 gebildet, die über
eine Wasserleitung miteinander verbunden sind.
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Im
Warmwassertank-Zusatzheizbetrieb wird das Wasser niedriger Temperatur
aus dem unteren Bereich des Warmwassertanks 15 durch den
Betrieb der eingebauten Umwälzpumpe 16 durch die
wasserversorgungsseitigen Wärmeübertragungsrohre 3c, 3d geschickt
und dort auf Wasser hoher Temperatur aufgeheizt, das durch das Warmwasserversorgungs-Mischventil 10 zu
der Oberseite des Warmwassertanks 15 geführt wird.
Durch zyklisches Wiederholen dieses Heizvorganges wird das Wasser
im Warmwassertank 15, beginnend am oberen Abschnitt des
Warmwassertanks 15, immer heißer. Nach einer bestimmten
Zeit ist der Tank mit heißem Wasser einer vorgegebenen
Temperatur gefüllt, wodurch der Warmwassertank-Zusatzheizbetrieb
beendet wird.
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Die
Steuereinheit 55 steuert/beendet den Betrieb des ersten
und des zweiten Wärmepumpen-Kühlmittelkreissystems 41, 42 und
die Drehzahl der Kompressoren 1a, 1b durch Betätigen/Einstellen der
Fernsteuerung 55a für die Warmwasserversorgung
und der Fernsteuerung 55b für die Fußbodenheizung.
Dabei öffnet/schließt die Steuereinheit die Kühlmittel-Öffnungs-
und Schließventile 2a, 2b, 2c, steuert
den Öffnungsgrad der Expansionsventile 4a, 4b, 4c, öffnet/schließt
das Bad-Wärmetauscher-Öffnungs- und Schließventil 26, öffnet/schließt
die Fußbodenheizungs-Öffnungs- und Schließventile 29, 30, betreibt/stoppt
die eingebaute Umwälzpumpe 16, die Bad-Umwälzpumpe 19 und
die Fußbodenheizungs-Umwälzpumpe 37 und öffnet/schließt
das Warmwasserversorgungs-Mischventil 10, das Warmwasser-Kaltwasser-Mischventil 11,
das Flußrateneinstellventil 12 und das Bad-Warmwasser-Einlaßventil 17 derart,
daß der Küchen-Warmwasserversorgungsbetrieb, der
Bad-Warmwasserversorgungsbetrieb, der Bad-Zusatzheizbetrieb, der
Warmwassertank-Zusatzheizbetrieb, der Fußbodenheizungsbetrieb
und dergleichen einwandfrei ausgeführt werden.
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Die
Steuereinheit 55 steuert dabei die Drehzahlen der Kompressoren 1a, 1b derart,
daß die Kompressoren unmittelbar nach dem Betrieb mit einer
vorgegebenen hohen Drehzahl arbeiten, so daß die Heizungshochlaufzeit
verkürzt wird. Im stabilen Betriebszustand, wenn die Wärmebelastung
vergleichsweise gering ist, laufen die Kompressoren mit einer mittleren
oder niedrigen, zu der Heiztemperatur passenden Drehzahl.
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Die
Warmwasserversorgungs- und Fußbodenheizungsvorrichtung
vom Wärmepumpentyp umfaßt des weiteren Abgabeöffnungsthermistoren 1s,
lt zum Erfassen der Abgabetemperaturen der Kompressoren 1a, 1b;
Verdampferthermistoren 5s, 5t zum Erfassen von
Frost und einer Überhitzung an den Verdampfern 5a, 5b;
einen Wasserversorgungsthermistor 8s zum Erfassen der Temperatur
des am Wasserversorgungsanschluß 6 zugeführten
Wassers; Wärmetauscherthermistoren 3s, 3t zum
Erfassen der Temperatur am Ausgang des Warmwasserversorgungs-Wärmetauschers 3;
einen Mischwasserthermistor 10s zum Erfassen der Temperatur
des Wassers am Ausgangsabschnitt des Warmwasserversorgungs-Mischventils 10;
einen Warmwasserthermistor 11s zum Erfassen der Temperatur
des zugeführten warmen Wassers nach der Einstellung der Wasserzuführung;
eine Anzahl von Tankthermistoren 15s zum Erfassen der Temperatur
und der Menge des warmen Wassers im Warmwassertank 15;
einen Badthermistor 18s zum Erfassen der Temperatur des warmen
Wassers der Bad-Warmwasserversorgung; einen Versorgungstemperaturthermistor 27s zum
Erfassen der Temperatur des Wärmemediums, das vom Fußbodenheizungs-Wärmetauscher 27 erhitzt wurde;
einen Rücklauftemperaturthermistor 36s zum Erfassen
der Temperatur des Wärmemediums bei der Rückkehr
nach der Wärmeabgabe an den Fußbodenheizungsplatten 33, 34;
einen Wasserpegelsensor 20 zum Erfassen des Wasserpegels
in der Badewanne 23 und dergleichen. Die erfaßten
Signale werden in die Steuereinheit 55 eingegeben. Die Steuereinheit 55 steuert
die einzelnen Einrichtungen in Abhängigkeit von diesen
Signalen.
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Durch
das Druckreduzierventil 7 wird der Druck des Wassers, das
vom Wasserwerk mit einem unregelmäßigen hohen
Druck im Bereich von 200 bis 500 kPa zugeführt wird, auf
einen konstanten Wasserdruck von etwa 170 kPa reduziert, der für
den Gebrauch geeignet ist. Durch das Wasser-Rückschlagventil 9 fließt
das Wasser nur in einer Richtung und kann nicht falsch herum strömen.
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Bei
der vorliegenden Ausführungsform ist der Warmwasserversorgungs-Wärmetauscher 3 in das
erste Wärmepumpen-Kühlmittelkreissystem und das
zweite Wärmepumpen-Kühlmittelkreissystem aufgeteilt,
und in den wasserversorgungsseitigen Wärmeübertragungsrohren 3c und 3d sind
Wärmetauscherthermistoren 3s, 3t vorgesehen.
Das erste und das zweite Wärmepumpen-Kühlmittelkreissystem
sind jedoch im Warmwasserversorgungs-Wärmetauscher 3 als
einheitlicher Block ausgeführt, und ein Wärmetauscherthermistor
ist an einer Stelle nach dem Vermischen der Ausgänge der
Wasserströme von den Ausgängen der wasserseitigen
Wärmeübertragungsrohre 3c, 3d angeordnet,
um die Wasserabgabetemperatur des Wärmetauschers zu erfassen. Dadurch
wird die Größe des Warmwasserversorgungs-Wärmetauschers 3 kleiner,
die Herstellungskosten sind geringer, und einer der Wärmetauscherthermistoren
kann eingespart werden.
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Anhand
der Temperatursteuertabelle der 2 erfolgt
nun eine Erläuterung der Temperatursteuerung einer Ausführungsform
der Warmwasserversorgungs- und Fußbodenheizungsvorrichtung vom
Wärmepumpentyp mit den Wärmepumpen-Kühlmittelkreisen 41 und 42 des
ersten und des zweiten Systems, dem Warmwasserkreis 45,
dem Fußbodenheizungskreis 50 und der Steuereinheit 55 der 1.
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Die 2 zeigt
eine Temperatursteuertabelle für die Temperatursteuerung
beim Betrieb der Warmwasserversorgung, der Fußbodenheizung
sowie der Warmwasserversorgung plus der Fußbodenheizung.
In der Temperatursteuertabelle der 2 wird die
Wasser-Abgabetemperatur des Warmwasserversorgungs- Wärmetauschers
kurz als Wärmetauscher-Wasserabgabetemperatur bezeichnet.
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Die
Temperatursteuerung beim Betrieb der Warmwasserversorgung, der Fußbodenheizung
sowie der Warmwasserversorgung plus der Fußbodenheizung
erfolgt durch Einstellen der Drehzahlen der Kompressoren 1a, 1b für
das erste und das zweite System sowie der Öffnungsgrade
für die Warmwasserversorgung des ersten Systems, die Warmwasserversorgung
des zweiten Systems und der Fußbodenheizungs-Expansionsventile 4a, 4b, 4c auf
Zielwerte.
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Bei
einem Betrieb der Warmwasserversorgung wird die Kompressordrehzahl
so eingestellt, daß die Wärmetauscher-Abgabetemperaturen
des ersten Systems und des zweiten Systems dem Zielwert für
die Temperatur der Warmwasserversorgung entsprechen. Die Öffnungsgrade
der Warmwasserversorgungs-Expansionsventile 4a, 4b des
ersten Systems und des zweiten Systems werden so eingestellt, daß der
Verdampfer-Überhitzungsgrad oder die Kompressor-Abgabetemperatur
dem Zielwert für den Verdampfer-Überhitzungsgrad
oder dem Zielwert für die Kompressor-Abgabetemperatur entspricht,
um so einen wirkungsvollen Kühlzyklus auszubilden.
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Bei
einem Betrieb der Fußbodenheizung wird die Drehzahl des
Kompressors des ersten Systems so gesteuert, daß die Fußbodenheizungs-Vorlauftemperatur
dem Zielwert für die Fußbodenheizungs-Vorlauftemperatur
entspricht, und der Öffnungs grad des Fußbodenheizungs-Expansionsventils 4c des
ersten Systems wird so eingestellt, daß der Verdampfer-Überhitzungsgrad
oder die Kompressor-Abgabetemperatur dem Zielwert für den
Verdampfer-Überhitzungsgrad oder dem Zielwert für
die Kompressor-Abgabetemperatur entspricht.
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Bei
einem gleichzeitigen Betrieb der Warmwasserversorgung und der Fußbodenheizung
wird die Drehzahl des Kompressors des ersten Systems so gesteuert,
daß die Wärmetauscher-Wasserabgabetemperatur der
Temperatur entspricht, die vom Zielwert für die Temperatur
der Warmwasserversorgung und vom Zielwert für die Fußbodenheizungs-Vorlauftemperatur
die höhere ist. Die Drehzahl des Kompressors des zweiten
Systems so gesteuert, daß die Wärmetauscher-Wasserabgabetemperatur dem
Zielwert für die Temperatur der Warmwasserversorgung entspricht.
Die Öffnungsgrade für die Warmwasserversorgungs-Expansionsventile 4a, 4b des ersten
Systems und des zweiten Systems werden so gesteuert, daß der
Verdampfer-Überhitzungsgrad oder die Kompressor-Abgabetemperatur
dem Zielwert für den Verdampfer-Überhitzungsgrad
oder dem Zielwert für die Kompressor-Abgabetemperatur entspricht.
Der Öffnungsgrad des Fußbodenheizungs-Expansionsventils 4c des
ersten Systems wird so gesteuert, daß die Vorlauftemperatur
für die Fußbodenheizung nach dem Korrigieren des
Zielwerts dem korrigierten Zielwert für die Fußbodenheizungs-Vorlauftemperatur
entspricht.
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In
der Temperatursteuertabelle der 2 entspricht
bei einem gleichzeitigen Betrieb der Warmwasserversorgung und der
Fußbodenheizung der Zielwert für die Drehzahl
des Kompressors des ersten Systems demjenigen Wert, der von dem
Zielwert für die Temperatur der Warmwasserversorgung und
dem Zielwert für die Fußbodenheizungs-Vorlauftemperatur
der größere ist, der Zielwert für die
Drehzahl des Kompressors des zweiten Systems entspricht dem Zielwert
für die Temperatur der Warmwasserversorgung; der Öffnungsgrad
des Fußbodenheizungs-Expansionsventils wird entsprechend der
Fußbodenheizungs-Vorlauftemperatur eingestellt, und der
Zielwert entspricht dem Zielwert für die Fußbodenheizungs-Vorlauftemperatur
nach einer Korrektur. Beim gleichzeitigen Betrieb der Warmwasserversorgung
und der Fußbodenheizung besteht daher keine Gefahr, daß durch
die Temperatur der Warmwasserversorgung die Temperatur der Fußbodenheizung
absinkt. Bezüglich der Temperatur der Warmwasserversorgung
wird, auch wenn der Zielwert für die Fußbodenheizungs-Vorlauftemperatur größer
ist als der Zielwert für die Temperatur der Warmwasserversorgung,
die Drehzahl des Kompressors des ersten Systems so gesteuert, daß die Wärmetauscher-Abgabetemperatur
dem Zielwert für die Fußbodenheizungs-Vorlauftemperatur
entspricht, der Zielwert für die Drehzahl des Kompressors
des zweiten Systems entspricht dem Zielwert für Temperatur
der Warmwasserversorgung, und am Warmwasser-Kaltwasser-Mischventil 11 nach
dem Wärmetauscherausgang wird kaltes Wasser bis zur richtigen Temperatur
hinzugefügt. Entsprechend gibt es keine Probleme. Es ist
möglich, sowohl für die Warmwasserversorgung als
auch die Fußbodenheizung die richtige Temperatur zu erhalten,
so daß eine optimale Temperatursteuerung möglich
ist.
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Dabei
wird der Zielwert für die Fußbodenheizungs-Vorlauftemperatur
durch die Beziehung zwischen der Belastung durch die Warmwasserversorgung,
der Belastung durch die Fußbodenheizung, die Restmenge
im Tank und dergleichen korrigiert. Zum Beispiel hat die Warmwasserversorgung
eine höhere Priorität als die Fußbodenheizung.
Entsprechend kann der Zielwert für Fußbodenheizungs-Vorlauftemperatur
auf einen kleineren Wert eingestellt sein.
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Die 3 ist
ein Flußdiagramm für den Betrieb der Warmwasserversorgung
mit der Entnahme von Warmwasser. Es wird anhand des Warmwasserversorgungskreises 45 der 1 und
dem Flußdiagramm der 3 der Betrieb
der Warmwasserversorgung erläutert, wenn am Küchen-Wasserhahn 14 warmes
Wasser entnommen wird.
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Wenn
der Küchen-Wasserhahn 14 geöffnet und
mit der Entnahme von Warmwasser begonnen wird (Schritt 60),
erfaßt der Wasserzulaufmengensensor 8 die Durchflußrate
und stellt fest, ob mit der Warmwasserversorgung begonnen wurde.
Wenn die Durchflußrate konstant ist oder über
einem Wert liegt, wird mit der Warmwasserversorgung begonnen. Die Steuereinheit 55 startet
die Kompressoren 1a, 1b, um die Wärmepumpe
zu betreiben, und sie beginnt unter Verwendung des Warmwasserversorgungskreises
aus dem Wasserversorgungsanschluß 6, dem Druckreduzierventil 7,
dem Wasserzulaufmengensensor 8, dem Wasser-Rückschlagventil 9,
der wasserversorgungsseitigen Wärmeüber tragungsröhren 3c, 3d,
dem Warmwasserversorgungs-Mischventil 10, dem Warmwasser-Kaltwasser-Mischventil 11, dem
Flußrateneinstellventil 12, dem Küchen-Warmwasserversorgungsanschluß 13 und
dem Küchen-Wasserhahn 14 mit dem Vorgang der direkten Warmwasserversorgung
(Schritt 61).
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Dabei
betreibt die Steuereinheit 55 die Kompressoren 1a, 1b mittels
der Drehzahlsteuereinheit so, daß das komprimierte, auf
hoher Temperatur und hohem Druck befindliche Kühlmittel
zirkuliert, und sie öffnet die Kühlmittel-Öffnungs-
und Schließventile 2a, 2b und schließt
das Kühlmittel-Öffnungs- und Schließventil 2c,
so daß das Kühlmittel durch den Warmwasserversorgungs-Wärmetauscher 3 umläuft und
nicht durch den Fußbodenheizungs-Wärmetauscher 27.
Außerdem öffnet die Steuereinheit 55 die Expansionsventile 4a, 4b und
schließt das Expansionsventil 4c.
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Das
heißt, daß das in den Kompressoren 1a, 1b komprimierte
und auf hoher Temperatur und hohem Druck befindliche Kühlmittel
in die kühlmittelseitigen Wärmeübertragungsrohre 3a, 3b des
Warmwasserversorgungs-Wärmetauschers 3 fließt
und das Wasser aufheizt, das durch die wasserzulaufseitigen Wärmeübertragungsrohre 3c, 3d strömt,
und dann zu der Seite des Warmwasser-Kaltwasser-Mischventils 11 weiter
umläuft. Unmittelbar nach Beginn des Betriebs ist das zum
Warmwasserversorgungs-Wärmetauscher 3 fließende
Kühlmittel nicht ausreichend warm, und sein Druck und seine
Temperatur sind niedrig. Außerdem ist der ganze Warmwasserversorgungs-Wärmetauscher 3 kalt,
und das Heizvermögen reicht nicht aus, das kalte Wasser ausreichend
aufzuheizen. Deswegen erfolgt parallel zu dem Vorgang der direkten
Warmwasserversorgung (Schritt 61) ein Vorgang der Tank-Warmwasserversorgung
(Schritt 62), um Wasser hoher Temperatur (etwa 60 bis 65
Grad), das vorher im Tank gespeichert wurde, zuzuführen.
Das Wasser hoher Temperatur aus dem Tank wird im Warmwasserversorgungs-Mischventil 10 mit
dem Warmwasser gemischt, das vom Warmwasserversorgungs-Wärmetauscher 3 kommt,
und dann im Warmwasser-Kaltwasser- Mischventil 11 mit kaltem
Wasser vom Kaltwassermengensensor 8 gemischt, um warmes
Wasser mit der richtigen Temperatur (etwa 40 Grad) zu erhalten,
das dann über das Flußrateneinstellventil 12 und
den Küchen-Warmwasserversorgungsanschluß 13 zum
Küchen-Wasserhahn 14 geliefert wird.
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Nach
dem Beginn des direkten Warmwasserversorgungsbetriebs nehmen die
Temperatur und der Druck des Kühlmittels mit der Zeit allmählich
zu und ebenso die Wärmeabgabe des Kühlmittels
und die Fähigkeit zum Aufheizen des kalten Wassers. Durch
das aufeinanderfolgende Erfassen an den Wärmetauscherthermistoren 3s, 3t,
dem Mischwasserthermistor 10s, dem Warmwasserversorgungsthermistor 11s und
dem Wasserzulaufmengensensor 8 werden die Temperatur der
Warmwasserversorgung und die Durchflußrate festgestellt
(Schritt 63). Wenn das Erfassungsergebnis außerhalb
eines vorgegebenen Werts liegt, werden die Kompressordrehzahl und
das Expansionsventil so gesteuert, daß die Temperatur der
Warmwasserversorgung auf einem geeigneten Wert liegt (etwa 40 Grad),
zur Korrektur werden das Warmwasserversorgungsmischventil 10 und
das Wassermischventil 11 entsprechend eingestellt (Schritt 64).
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Wie
in Verbindung mit der 2 erläutert, erfolgt
dabei die Steuerung der Kompressordrehzahl und des Expansionsventils
derart (Schritt 64), daß die Kompressordrehzahl
so gesteuert wird, daß die Wasserabgabetemperatur am Warmwasserversorgungs-Wärmetauscher
3 dem Zielwert für die Temperatur der Warmwasserversorgung
entspricht, und der Öffnungsgrad des Expansionsventils
wird so gesteuert, daß der Verdampfer-Überhitzungsgrad
oder die Kompressor-Abgabetemperatur dem Zielwert für den Verdampfer-Überhitzungsgrad
oder dem Zielwert für die Kompressor-Abgabetemperatur entspricht,
wodurch die Temperatur der Warmwasserversorgung optimiert wird.
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Darüberhinaus
wird die Temperatur der Direkt-Warmwasserversorgung festgestellt
(Schritt 65). Wenn die Temperatur der Direkt-Warmwasserversorgung
unter einem geeigneten Wert (etwa 40 Grad) und unter einem vorgegebenen
Wert liegt, wird der gleichzeitige Betrieb der Direkt-Warmwasserversorgung
und der Tank-Warmwasserversorgung fortgesetzt. Wenn die Temperatur
der Direkt-Warmwasserversorgung den geeigneten Wert (etwa 40 Grad)
erreicht hat und innerhalb eines vorgegebenen Bereiches (oder des
ersten vorgegebenen Bereichs und/oder des zweiten vorgegebenen Bereichs)
liegt, wird die Tank-Warmwasserversorgung beendet (Schritt 66)
und nur die Direkt-Warmwasserversorgung fortgeführt (Schritt 67).
Der Vorgang der direkten Warmwasserversorgung wird weitergeführt,
bis der Wasserhahn geschlossen und der Gebrauch der Warmwasserversorgung
beendet wird (Schritt 68).
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Bei
dem Direkt-Warmwasserversorgungsbetrieb werden sowohl das erste
Wärmepumpen-Kühlmittelkreissystem 41 als
auch das zweite Wärmepumpen-Kühlmittelkreissystem 42 der 1 betrieben,
und die Kompressoren 1a, 1b werden von der Steuereinheit
so gesteuert, daß sie die geeignete Drehzahl aufweisen.
Im Sommer, wenn die Temperatur des vom Wasserwerk kommenden Wassers
hoch ist, reicht eine geringe Aufheizung aus, und die Drehzahl ist
geringer. Im Winter, wenn die Temperatur des vom Wasserwerk kommenden
Wassers niedrig ist, ist ein stärkeres Aufheizen erforderlich,
und die Drehzahl ist höher. Außerdem stellt die
Steuereinheit den Öffnungsgrad der Expansionsventile 4a, 4b zu
Beginn des Betriebs so ein, daß er klein ist, und verringert
dadurch die Menge des umlaufenden Kühlmittels, so daß die
Temperatur des Kühlmittels ansteigt und sich die Aufwärmzeit
der Wärmepumpe verringert.
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Wenn
der Küchen-Wasserhahn 14 geschlossen und die Entnahme
von Warmwasser beendet wird (Schritt 68), beendet die Steuereinheit 55 den Wärmepumpenbetrieb,
und die direkte Warmwasserversorgung endet (Schritt 69).
Gleichzeitig damit stellt der Tankthermistor 15s die Temperatur
und die Menge des Warmwassers im Warmwassertank 15 fest
(Schritt 70). Wenn die Werte innerhalb eines vorgegebenen
Bereiches liegen, wird mit dem Tank-Warmwasser-Akkumulationsbetrieb
aufgehört (Schritt 73). Wenn die Werte unter dem
vorgegebenen Bereich liegen, wird der Tank-Warmwasser-Akkumulationsbetrieb
weitergeführt (Schritt 71), und es werden erneut
die Temperatur und die Menge des Warmwassers festgestellt (Schritt 72).
Nachdem der vorgegebene Bereich erreicht ist, wird der Tank-Warmwasser-Akkumulationsbetrieb
beendet (Schritt 73).
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Unter
Bezug auf die 1 wird nun anhand der 4 und 5 der
alleinige Fußbodenheizungsbetrieb erläutert.
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Wie
in Verbindung mit der 2 beschrieben wurde, erfolgt
die Temperatursteuerung beim Fußbodenheizungsbetrieb durch
Steuern der Kompressordrehzahl derart, daß die Fußbodenheizungs-Vorlauftemperatur
dem Zielwert dafür entspricht, wobei der Öffnungsgrad
des Expansionsventils so gesteuert wird, daß der Verdampfer-Überhitzungsgrad
oder die Kompressor-Abgabetemperatur einem vorgegebenen Zielwert
entspricht.
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Die
Tabelle der 4 zeigt ein Beispiel für die
Anfangswerte der Zielwerte der Fußbodenheizungs-Vorlauftemperatur
im Fußbodenheizungsbetrieb.
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Der
Anfangswert für die Zieltemperatur wird in drei Stufen
entsprechend der Raumtemperatur festgelegt. Unter Berücksichtigung
der Raumtemperaturverringerung in Abhängigkeit von der
Temperatur der Außenluft wird, wenn die Temperatur der
Außenluft 11 Grad übersteigt, der Anfangswert
um 5 Grad verringert. Das heißt, daß, wenn die
Temperatur der Außenluft relativ hoch ist, die Wärmeabgabe
vom Raum nach draußen klein ist, und daß es auch
bei einer etwas niedrigen Temperatur für die Fußbodenheizung
möglich ist, einen zufriedenstellenden Zustand zu erreichen.
Der Anfangswert für die Zieltemperatur wird daher auf einen
niedrigen Wert gesetzt.
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Die
Steuereinheit initialisiert den Zielwert für die Fußbodenheizungs-Vorlauftemperatur
gemäß der Temperatureinstelltabelle der 4.
Für eine vorgegebene Zeit (zum Beispiel 20 Minuten) nach dem
Beginn des Fußbodenheizungsbetriebs wird der Zielwert für
die Fußbodenheizungs-Vorlauftemperatur auf den Anfangswert
gesetzt, und nach dem Verstreichen der vorgegebenen Zeit wird der
Zielwert für die Fußbodenheizungs-Vorlauftemperatur
entsprechend den Nutzungsbedingungen modifiziert.
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Anhand
der 1 und 5 erfolgt nun eine Erläuterung
der Betriebs und der Temperatursteuerung beim alleinigen Fußbodenheizungsbetrieb.
Der Schalter für die Fußbodenheizung an der Fernsteuerung 55b für
die Fußbodenheizung wird auf EIN gebracht, um mit der Fußbodenheizung
zu beginnen (Schritt 80). Aus 33 und 34 wird
ein Bereich für die Fußbodenheizung ausgewählt,
und die Fußbodenheizungs-Rücklauftemperatur sowie
die Benutzungszeit für die Fußbodenheizung werden
festgelegt (Schritt 81). Dann beginnen das erste Wärmepumpen-Kühlmittelkreissystem
und die Umwälzpumpe 37 für die Fußbodenheizung
mit dem Betrieb (Schritt 82).
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Das
heißt, daß in der 1 im ersten
Wärmepumpen-Kühlmittelkreissystem 41 das
Kühlmittel-Öffnungs- und Schließventil 2a geschlossen
und das Kühlmittel-Öffnungs- und Schließventil 2c geöffnet
wird, so daß im Wärmepumpenkreis aus dem Kompressor 1a,
dem Kühlmittel-Öffnungs- und Schließventil 2c,
der Fußbodenheizungs-Kühlmittelleitung 27a,
dem Fußbodenheizungs-Expansionsventil 4c, dem
Verdampfer 5a und dann wieder dem Kompressor 1a der
Fußbodenheizungsvorgang ausgeführt wird.
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Im
Fußbodenheizungskreis 50 wird außerdem
entsprechend der Auswahl an der Fernsteuerung 55b für
die Fußbodenheizung eines oder beide der Fußbodenheizungs-Öffnungs-
und Schließventile 29, 30 geöffnet,
und die Fußbodenheizungs-Umwälzpumpe 37 läßt
in dem geschlossenen Kreis, der vom Fußbodenheizungstank 36,
der Fußbodenheizungs-Umwälzpumpe 37,
dem Fußbodenheizungs-Wärmeübertragungsrohr 27b,
den Fußbodenheizungs-Öffnungs- und Schließventilen 29, 30,
den Fußbodenheizungs-Warmwasserversorgungsanschlüssen 31, 32,
den Wärmeabgaberohren 33a, 34a, dem Fußbodenheizungs-Rücklaufanschluß 35 und
wieder dem Fußbodenheizungstank 36 ein (nicht gezeigtes)
Wärmemedium zirkulieren. Das vom Fußbodenheizungs-Wärmetauscher 27 erhitzte
Wärmemedium heizt die Fußbodenheizungsplatten 33, 34 auf,
die die Wärme abgeben.
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Bezüglich
des im Fußbodenheizungskreis 50 umlaufenden Wärmemediums
wird die Vorlauftemperatur am Ausgang des Fußbodenheizungs-Wärmeübertragungsrohrs 27b vom
Vorlauftemperaturthermistor 27s erfaßt. Die Rücklauftemperatur
am Eingang des Fußbodenheizungstanks 36 wird vom Rücklauftemperaturthermistor 36s erfaßt.
Die Temperaturinformationen werden von Zeit zu Zeit zu der Steuereinheit 55 übertragen.
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Wie
in der 5 gezeigt, erfolgt während des Hochlaufens
unmittelbar nach dem Beginn des Fußbodenheizungsbetriebs
der Betrieb durch Einstellen der Steuergröße des
Kompressors des ersten Systems auf die Fußbodenheizungs-Vorlauftemperatur
und dem Anfangswert für den Zielwert der Fußbodenheizungs-Vorlauftemperatur.
Dadurch verringert sich die Zeit bis zum Erreichen der geeigneten
Temperatur für die Fußbodenheizung.
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Die
Steuerung der Vorlauftemperatur erfolgt auf der Basis der Informationen über
die erfaßte Fußbodenheizungs-Vorlauftemperatur
und die erfaßte Fußbodenheizungs-Rücklauftemperatur
(Schritt 83). Zum Beispiel wird der Zielwert für
die Fußbodenheizungs-Vorlauftemperatur in vorgegebenen
Zeitintervallen (zum Beispiel 10 Minuten) durch Erhöhen
des Zielwerts für die Fußbodenheizungs-Vorlauftemperatur
modifiziert (Schritt 84), wenn die Fußbodenheizungs-Rücklauftemperatur
unter [Fußbodenheizungs-Rücklauftemperatur-Zielwert – 1
Grad] liegt, oder durch Herabsetzen des Zielwerts für die
Fußbodenheizungs-Vorlauftemperatur, wenn die Fußbodenheizungs-Rücklauftemperatur
höher ist als der Zielwert für die Temperatur,
und durch Beibehalten des gegenwärtigen Zielwerts für
die Fußbodenheizungs-Vorlauftemperatur in den anderen Fällen.
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Für
den Zielwert der Fußbodenheizungs-Vorlauftemperatur werden
der niedrigste Wert (zum Beispiel 30 Grad) und der höchste
Wert (zum Beispiel 70 Grad) vorgegeben. Nach einer Modifikation
des Zielwerts für die Fußbodenheizungs-Vorlauftemperatur
(Schritt 84) wird der Zielwert für die Fußbo denheizungs-Vorlauftemperatur
festgestellt (Schritt 85). Wenn der Zielwert für
die Fußbodenheizungs-Vorlauftemperatur nach der Modifikation gleich
dem niedrigsten Wert (zum Beispiel 30 Grad) ist oder darüber
liegt, erfolgt die Steuerung der Kompressordrehzahl derart, daß die
Fußbodenheizungs-Vorlauftemperatur den Zielwert für
die Fußbodenheizungs-Vorlauftemperatur erreicht, und die Öffnungssteuerung
des Expansionsventils erfolgt derart, daß der Verdampfer-Überhitzungsgrad
oder die Kompressor-Abgabetemperatur den Zielwert für den Verdampfer-Überhitzungsgrad
bzw. den Zielwert für die Kompressor-Abgabetemperatur erreicht
(Schritt 86), während der Betrieb fortgesetzt
wird. Wenn der Zielwert für die Fußbodenheizungs-Vorlauftemperatur
nach der Modifikation unter dem niedrigsten Wert (zum Beispiel 30
Grad) liegt, wird der Betrieb des ersten Wärmepumpen-Kühlmittelkreissystems
gestoppt, und es wird nur die Fußbodenheizungs-Umwälzpumpe 37 betrieben
(Schritt 87).
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Außerdem
wird die Zeit mit einem Zeitgeber gemessen (Schritt 83),
um festzustellen, ob die Benutzungszeit für die Fußbodenheizung
die eingestellte Zeit erreicht hat (Schritt 88). Innerhalb
der festgelegten Zeit wird der Zielwert für die Fußbodenheizungs-Vorlauftemperatur
in vorgegebenen Zeitintervallen korrigiert (Schritt 84)
und der Betrieb fortgesetzt. Nach dem Überschreiten der
festgelegten Zeit werden der Wärmepumpenbetrieb und der
Fußbodenheizungspumpenbetrieb gestoppt und der Fußbodenheizungsvorgang
beendet (Schritt 89).
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Im
Flußdiagramm sind die jeweiligen Vorgänge der
Reihe nach beschrieben, wodurch dadurch jedoch nicht notwendigerweise
die Reihenfolge der Vorgänge festgelegt wird. Zum Beispiel
erfolgt immer eine Feststellung des Verstreichens der vorgegebenen
Zeit (Schritt 88). Es ist möglich, daß der Fußbodenheizungsvorgang
beendet wird (Schritt 89), nachdem die vorgegebene Zeit
verstrichen ist, bevor der Pumpenbetrieb im ersten System endet (Schritt 87).
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Es
erfolgt nun eine Beschreibung der Temperatursteuerung, wenn der
Warmwasserversorgungsbetrieb für den Küchen-Wasserhahn
und der Fußbodenheizungsbetrieb gleichzeitig erfolgen.
Da der alleinige Warmwasserversorgungsbetrieb und der alleinige
Fußbodenheizungsbetrieb in Verbindung mit den 4 und 5 genau
erklärt wurden, wird die Erläuterung davon hier
weggelassen.
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Wenn
der Küchen-Wasserhahn 14 geöffnet und
mit der Entnahme von Warmwasser begonnen wird (Schritt 90),
werden durch den Wärmepumpenbetrieb (Schritt 92)
gleichzeitig der Tank-Warmwasserversorgungsbetrieb (Schritt 91)
und der Direkt-Warmwasserversorgungsbetrieb (Schritt 93) ausgeführt.
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Im
Wärmepumpen-Kühlmittelkreis 40 erfolgen
die Steuerung der Kompressordrehzahl und die Steuerung des Öffnungsgrades
des Expansionsventils (Schritt 94) derart, daß sich
die Hochlaufzeit verringert. Wenn bei der direkten Warmwasserversorgung
die geeignete Temperatur (etwa 40 Grad) erreicht ist (oder innerhalb
des ersten vorgegebenen Bereichs und/oder des zweiten vorgegebenen
Bereichs) (Schritt 95), wird der Tank-Warmwasserversorgungsbetrieb
beendet (Schritt 96), und die Warmwasserversorgung wird
mit dem Direkt-Warmwasserversorgungsbetrieb allein weitergeführt
(Schritt 97).
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Wenn
der Fußbodenheizungsschalter auf EIN gebracht wird, um
parallel zum Warmwasserversorgungsbetrieb mit der Fußbodenheizung
zu beginnen (Schritt 100), werden das Kühlmittel-Öffnungs- und
Schließventil 2c und das Fußbodenheizungs-Expansionsventil 4c geöffnet,
um mit dem Betrieb der Fußbodenheizungspumpe zu beginnen
(Schritt 101) und den Fußbodenheizungsvorgang
zu starten (Schritt 102).
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Hinsichtlich
des Zielwertes für die Fußbodenheizungs-Vorlauftemperatur
wird für eine vorgegebene Zeit (zum Beispiel 20 Minuten)
nach dem Beginn des Fußbodenheizungsvorgangs der eingestellte
Anfangswert verwendet (Schritt 103). Nach dem Verstreichen
der vorgegebenen Zeit (zum Beispiel 20 Minuten) wird der korrigierte
Zielwert für die Fußbodenheizungs-Vorlauftemperatur
verwendet.
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Die
Steuerung erfolgt gemäß der Temperatursteuertabelle
der 2 wie folgt (Schritt 104):
Im ersten
System wird die Kompressordrehzahl so eingestellt, daß die
Wärmetauscher-Ausgangstemperatur diejenige Temperatur ist,
die vom Zielwert für die Temperatur der Warmwasserversorgung
und vom Zielwert für die Temperatur des Fußbodenheizungsbetriebs
die höhere ist (Schritt 104a). Im zweiten System
wird die Kompressordrehzahl so eingestellt, daß die Wärmetauscher-Wasserausgangstemperatur gleich
dem Zielwert für die Temperatur der Warmwasserversorgung
ist. Die Öffnungsgrade des Warmwasserversorgungs-Expansionsventils 4a im
ersten System und des Expansionsventils 4b im zweiten System
werden so eingestellt, daß der Verdampfer-Überhitzungsgrad
gleich dem Zielwert für den Verdampfer-Überhitzungsgrad
ist oder die Kompressor-Abgabetemperatur gleich dem Zielwert für
die Kompressor-Abgabetemperatur (Schritt 104b). Der Öffnungsgrad
des Fußbodenheizungs-Expansionsventils 4c im ersten
System wird so eingestellt, daß die Fußbodenheizungs-Vorlauftemperatur
nach der Korrektur gleich dem Zielwert für die Fußbodenheizungs-Vorlauftemperatur
ist (Schritt 104c).
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Die
Korrektur des Zielwerts für die Fußbodenheizungs-Vorlauftemperatur
erfolgt in Abhängigkeit von den Beziehungen zwischen der
Belastung durch Warmwasser, der Belastung durch die Fußbodenheizung
und der Menge des noch im Tank befindlichen Warmwassers. Zum Beispiel
hat die Warmwasserversorgung unter Unterdrückung der Fußbodenheizung
eine höhere Priorität, so daß der Zielwert für
die Fußbodenheizungs-Vorlauftemperatur auf einen vergleichsweise
niedrigen Wert gesetzt wird.
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Das
heißt, daß, wenn zum Beispiel der Zielwert für
die Temperatur der Warmwasserversorgung im ersten System 60 Grad
ist und der Zielwert für die Vorlauftemperatur der Fußbodenheizung
50 Grad, die Kompressordrehzahl im ersten System auf 60 Grad eingestellt
wird und dementsprechend das erhitzte Wasser direkt so zugeführt
werden kann wie es ist. Die Fußbodenheizungs-Vorlauftemperatur
liegt um 10 Grad niedriger, und der Öffnungsgrad des Fußbodenheizungs-Expansionsventils 4c im
ersten System ist enger als im gegenwärtigen Zustand, um die
Menge des umlaufenden Kühlmittels auf der Seite der Fußbodenheizungs-Kühlmittelleitung 27a zu
verringern und damit die Heiztemperatur herabzusetzen. Wenn dagegen
der Zielwert für die Temperatur der Warmwasserversorgung
im ersten System 50 Grad beträgt und der Zielwert für
die Vorlauftemperatur der Fußbodenheizung 60 Grad, werden
die Kompressordrehzahl im ersten System und das Fußbodenheizungs-Expansionsventil
auf 60 Grad eingestellt, so daß es keine Probleme bei der
Fußbodenheizung gibt. Dabei ist die Zuführtemperatur
des Warmwassers am Küchen-Warmwasserversorgungsanschluß 13 oder
am Eingangs/Ausgangs-Wasseranschluß 21 um 10 Grad
niedriger. Durch Erhöhen der zum Warmwasser-Kaltwasser-Mischventil 11 zugeführten
Wassermenge können jedoch die 50 Grad beibehalten werden.
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Wie
beschrieben wird im ersten System der Zielwert für die
Kompressordrehzahl auf die Temperatur eingestellt, die vom Zielwert
für die Temperatur der Warmwasserversorgung und vom Zielwert
für die Fußbodenheizungs-Vorlauftemperatur die
höhere ist, im zweiten System wird der Zielwert für
die Kompressordrehzahl auf den Zielwert für die Temperatur der
Warmwasserversorgung eingestellt, die Steuergröße
für den Öffnungsgrad des Fußbodenheizungs-Expansionsventils 4c wird
auf die Fußbodenheizungs-Vorlauftemperatur eingestellt,
und der Zielwert wird nach der Korrektur auf den Zielwert für
die Fußbodenheizungs-Vorlauftemperatur eingestellt. Entsprechend
besteht während des gleichzeitigen Betriebs der Warmwasserversorgung
und der Fußbodenheizung nicht die Gefahr, daß wegen
der Temperatur der Warmwasserversorgung die Temperatur der Fußbodenheizung
absinkt. Bezüglich der Temperatur der Warmwasserversorgung
wird, wenn der Zielwert für die Fußbo denheizungs-Vorlauftemperatur
höher ist als der Zielwert für die Temperatur
der Warmwasserversorgung, die Kompressordrehzahl im ersten System
auf die höhere Wärmetauscher-Wasserausgangstemperatur
des Zielwerts für die Fußbodenheizungs-Vorlauftemperatur
eingestellt und der Zielwert für die Kompressordrehzahl
im zweiten System auf den Zielwert für die Temperatur der Warmwasserversorgung
eingestellt, und es wird nach dem Wärmetauscherausgang
am Warmwasser-Kaltwasser-Mischventil 11 kaltes Wasser hinzugemischt,
um die geeignete Temperatur zu erhalten. Entsprechend gibt es keine
Probleme. Es ist möglich, sowohl für die Warmwasserversorgung
als auch die Fußbodenheizung die geeignete Temperatur zu
erhalten und eine optimale Temperatursteuerung durchzuführen.
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Bei
der Benutzung der Wasserversorgung wird die Temperatursteuerung
(Schritt 104) weitergeführt, während
der direkte Warmwasserversorgungsbetrieb (Schritt 105)
fortgeführt wird. Wenn der Wasserhahn geschlossen und die
Entnahme von Warmwasser beendet wird (Schritt 106), werden
die Temperatur und die Menge des gesammelten Warmwassers festgestellt
(Schritt 107). Falls erforderlich wird dann der Tank-Warmwasser-Akkumulationsbetrieb ausgeführt
(Schritt 108), um genügend heißes Wasser
zu sammeln, bevor der Warmwasser-Akkumulationsbetrieb beendet wird
(Schritt 109).
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Auch
der Fußbodenheizungsbetrieb wird unter laufender Überwachung
der Temperatur (Schritt 104) fortgeführt (Schritt 110),
wobei der Zielwert für die Fußbodenheizungs-Vorlauftemperatur
wiederholt temperaturgesteuert modifiziert wird. Bei der Feststellung
der Fußbodenheizungs-Vorlauftemperatur (Schritt 111)
werden, wenn der Zielwert für die Fußbodenheizungs-Vorlauftemperatur
nach der Modifikation unter einem eingestellten Wert liegt, der
Wärmepumpenbetrieb gestoppt und nur die Fußbodenheizungspumpe
betrieben. Es wird außerdem festgestellt, ob die Benutzungszeit
für die Fußbodenheizung die eingestellte Zeitspanne
erreicht hat (Schritt 113). Wenn die eingestellte Zeit
verstrichen ist, werden der Wärmepum penbetrieb und der
Fußbodenheizungs-Pumpenbetrieb gestoppt und der Fußbodenheizungsbetrieb
beendet (Schritt 114).
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Wie
beschrieben umfaßt die vorliegende Erfindung eine Technik
zum gleichzeitigen Betreiben und Steuern einer Warmwasserversorgung
und einer Fußbodenheizung bei einer Warmwasserversorgungs-
und Fußbodenheizungsvorrichtung vom Wärmepumpentyp
mit einem Direkt-Warmwasserversorgungskreis und zwei Kreisläufen.
Die vorliegende Erfindung kann unabhängig von der Größe
des Warmwassertanks oder der Durchführung oder Nichtdurchführung
einer Akkumulation während der Nacht auf eine Vorrichtung
mit einem Direkt-Warmwasserkreis angewendet werden.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - JP 2005-274021
A [0003, 0006]
- - JP 2004-278876 A [0004, 0007]