METHOD OF OPERATING A HEAT PUMP

Abstract: 1. A method of operating a refrigerator in which in each case, the duration of a specific useful operation of the refrigerator which results in the frosting-up of its evaporator, is determined by the time of a defrosting process which precedes the useful operation in question and a defrosting process which follows the useful operation, characterised by the combination of the following features : 1.1 the refrigerator is operated as a heat pump ; 1.2 a defrosting process is initiated only when the instantaneous value of one of the state variables of the refrigerating agent in the evaporator, either the pressure or the temperature, falls below a lower limiting value ; 1.3 when the lower limiting value of the state variable is reached, the useful operation is interrupted, a defrosting process is initiated, and a first timing procedure (t) is commenced ; 1.4 as soon as the state variable has risen to an upper value during the defrosting process, the defrosting process is terminated, the refrigerator is switched to useful operation, and the first timekeeping procedure is terminated and the result thereof is stored ; 1.5 the useful operation is continued if, after a stipulated basic time (tG ), the state variable still lies below the lower limiting value ; 1.6 the useful operation is interrupted again and a defrosting process is initiated if, after the expiry of the basic time (tG ), the instantaneous value of the state variable is equal to or less than the lower limiting value, and at the beginning of the defrosting process which follows the useful operation, a second timing procedure (t) is commenced ; 1.7 on the termination of the last defrosting process to have been executed (which termination takes place when the upper limiting value of the state variable is reached), the second timing procedure (t) is likewise terminated and the result of this timing procedure is stored ; and 1.8 all the succeeding useful operation times are in each case determined by the basic time (tG ) and a correcting value (Kw ) which is added to this basic time and which is formed from the stored last-but-one timing value minus the stored last timing value and from a constant (k) which serves as amplification factor.

Description: Verfahren zum Betreiben einer Wärmepumpe Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Betreiben einer Wärmepumpe nach dem Oberbegriff des Anspruches 1 Es ist bereits ein Verfahren der im Oberbegriff des Anspruches 1 genannten Art vorgeschlagen worden. Der Verdampfer der Wärmepumpe wird hierbei abgetaut, wenn der in iEm herrschende Verdampfungsdruck des Kältemittels auf einen ersten Wert abgesunken ist. Der Heizbetrieb der Wärmepumpe wird Jedoch nach dem Abtauen fortgesetzt, wenn er innerhalb einer vorgegebenen Zeit mindestens zweimal wegen Erreichen des ersten Wertes des Verdampfungsdruckes stillgesetzt war. Es wird erneut abgetaut, wenn ein unter dem ersten Wert liegender zweiter Wert des Verdampfungsdruckes errecht ist. Bei einem berEits bekannten Verfahren wird bei Aussentemperatzren, bei denen eine Vereisungsgefahr des Verdampfers besteht (meist zwischen + 50 C und - 50 c), die Laufzeit der Wärmepumpe summiert. Nach Erreichen einer vorgegebenen Zeit wird der Heizbetrieb der Wärnnepumpe stillgesetzt und der Verdampfer innerhalb einer Zeit, zum Beispiel innerhalb einer halben Stunde, durch Umkehren des Kältemittelkreislaufes abgetaut. Nach Ablauf der Abtauzeit wird der Heizbetrieb wieder aufgenommen und erneut die Lauf zeit summiert m d so fort. Die Abtauvorgänge werden hierbei abhängig von der Aussentemperatur ungeachtet dessen durchgeführt, ob eine Vereisung des Verdampfers vorliegt oder nicht. Diese Betriebsweise verkleinert die Jahresarbeitszahl der Wärmepumpe, da der Heizbetrieb zeitweise auch dann stellgesetzt wird, wenn keine Vereisung gegeben ist und Nutzwärme gewonnen werden könnte. Aufgabe der Erfindung ist es, das Verfahren der im Oberbegriff des Anspruches 1 genannten Gattung noch weiter zu verfeinern und zu verbessern. Die gestellte Aufgabe wird erfindungsgemass durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruches 1 angegebenen Verfahrensschritte gelöst. Die gefundene Lösung hat den Vorteil, dass die Abtauvorgänge, zu Gunsten des Heizbetriebes der Wärmepumpe, auf das unbedingt notwendige Mass beschränkt werden. Eine alternative Verfahrensmassnahme ist im Anspruch 2 angegeben. Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird an Hand eines Schemas des zeitlichen Verlaufs von Reizbetriebszeiten und Abtauzeiten beschrieben. Die in der Zeichnung rechts einer Mittellinie M gezeichneten Kästchen gelten für die Heizbetriebszeiten und die links der Mittellinie M gezeichneten Kästchen gelten für die Abtauzeiten. Bei dem nachstehend näher geschilderten Verfahren zum Betreiben einer Wärmepumpe erfolgt der Heizbetrieb der Wärmepumpe und das Abtauen ihres Verdampfers zeitabhängig und abhängig vom Momentanwert einer Zustandsgrösse des im Verdampfer der Wärmepumpe befindlichen Kältemittels. Es kann entweder der Ver dampfungsdruck oder die Verdampfungstemperatur als Zustandsgrösse herangezogen werden. Es ist auch möglich, die Aussentemperatur als Zustandsgrösse zu verwenden. Die Momentanwerte der gewählten Zustandsgrösse sind in der Zeichnung nicht dargestellt. Es wird jedoch davon ausgegangen, dass die Momentanwerte der gewählten Zustandsgrösse mit steigendem Vereisungsgrad des Verdampfers sinken und umgekehrt. Im Falle des Verdampfungsdruckes oder der Verdampfungstemperatur als Zustandsgrösse wird mit steigender Vereisung die Wärmezufuhr zum Kältemittel und damit die Verdampfungstemperatur und der Verdampfungsdruck gemindert. Mit abnehmender Vereisung dagegen steigt die Wärmezufuhr zum Kältemittel, worauf die Verdampfungstemperatur sowie der Verdampfungsdruck steigen. Wenn die gewählte Zustandsgrösse einen unteren Grenzwert, beispielsweise - 80 C Verdampfungstemperatur oder 60 C Aussentemperatur, erreicht hat, wird die Wärmepumpe an der im Zeitschema mit 1 bezeichneten Stelle vom Heizbetrieb auf Abtauen umgeschaltet und eine erste Zeitnahme t begonnen. Das Abtauen kann auf beliebige Weise erfolgen, beispielsweise durch Berieselung des Verdampfers mit einer Sole oder durch Umkehren des Kältemittelkreislaufes oder sonstwie. Sobald nun wahrend des Abtauens die Zustandsgrösse auf einen oberen Wert, beispielsweise + 200 C Ver dampfungstemperatur ansteigt, wird die Wärmepumpe an der Stelle 2 des Zeitschemas von Abtauen auf Heizbetrieb umgeschaltet. Ferner wird zugleich die erste Zeitnahme beendet und das Ergebnis der Zeitnahme festgehalten. Der Heizbetrieb läuft weiter, wenn nach einer festgelegten Grundzeit tG > zum Beispiel 60 Minuten, die Zustandsgrösse noch über dem unteren Grenzwert liegt. Eine Unterbrechung des Heizbetriebes und eine Umschaltung auf Abtauen erfolgt erst dann, wenn nach Ablauf der Grundzeit tG der Momentanwert der Zu standsgrösse gleich oder kleiner dem unteren Grenzwert ist. Mit dem an der Stelle 3 des Schemas erfolgenden Umschalten vom Heizbetrieb auf Abtauen wird zugleich eine zweite Zeitnahme begonnen. Stellt sich während des Abtauens wieder der obere Grenzwert der Zustandsgrösse ein, wird das Abtauen und die zweite Zeitnahme beendet sowie das Ergebnis der zweiten Zeitnahme festgehalten (Stelle 4 des Zeitschemas). Alle folgenden Zeiten des Heizbetriebes der Wärmepumpe werden dann bestimmt durch die Grundzeit tG und einem zu der Grundzeit tghinzuaddierten Korrekturwert, der aus dem vorletzten Zeitnahmewert minus dem letzten Zeitnahmewert und einer Konstanten K gebildet ist. Durch die zuletzt genannte Massnahme ergibt sich: Ist der Wert der letzten Zeitnahme grösser als der Wert der vorletzten Zeitnahme, wenn also die letzte Abtauzeit länger war als die vorausgegangene, dann wird der Korrekturwert negativ, mit der Folge, dass die auf die letzte Abtauzeit folgende Heizbetriebszeit kurzer als die Grundzeit tG wird. Wenn dagegen der Wert der letzten Zeitnahme kleiner als der vorausgegangene Zeitnahmewert ist, wenn also die letzte Abtauzeit wegen geringerer Vereisung kürzer war als die vorausgegangene, dann wird der Korrekturwert positiv. Die nach der letzten Abtauzeit folgende Heizbetriebszeit wird hierbei länger als die Grundzeit tG. 2 Patentansprüche 1 Figur

Claims: Patentansrüche 1. Verfahren zum Betreiben einer Wärmepumpe, bei welchem der Heizbetrieb der Wärmepumpe und das Abtauen ihres Verdampfers zeitabhängig und abhängig vom Momentanwert einer Zustandsgrösse des im Verdampfer der Wärmepumpe befindlichen Kältemittels erfolgt; g e k e n n z e i c h n e t d u r c h die Merkmale: 1.1 beim Erreichen eines unteren Grenzwertes der Zustandsgrösse wird die Wärmepumpe auf Abtauen geschaltet und eine erste Zeitnahme (t) begonnen; 1 2 sobald während des Abtauens die Zustandsgrösse auf einen oberen Wert angestiegen ist, wird die Wärmepumpe von Abtauen auf Heizbetrieb umgeschaltet und zugleich die erste Zeitnahme (t) beendet sowie das Ergebnis der Zeitnahme festgehalten; 1.3 der Heizbetrieb wird fortgesetzt, wenn nach einer festgelegten Grundzeit (tG) die Zustandsgrösse noch über dem unteren Grenzwert liegt; 1.4 der Heizbetrieb wird erneut unterbrochen und der Verdampfer abgetaut, wenn nach Ablauf der Grundzeit (tG) der Momentanwert der Zustandsgrösse gleich oder kleiner dem unteren Grenzwert ist, ferner wird mit Beginn des neuerlichen Abtauens eine zweite Zeitnahme (t) begonnen; 1.5 mit der sodann beim Erreichen des oberen Grenzwertes der Zustandsgrösse eintretenden Beendigung des neuerlichen Abtauens wird auch die zweite Zeitnahme (t) beendet und das Ergebnis dieser Zeitnahme festgehalten; 1.6 alle folgenden Zeiten des Heizbetriebes werden durch die Grundzeit (tG) und einem zu dieser Grundzeit hinzuaddierten Korrekturwert bestimmt, der aus dem vorletzten Zeitnahmewert minus dem letzten Zeit nahmewert und einer Konstanten gebildet ist. 2. Verfahren nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass anstelle der gewählten Zustandsgrösse des Kältemittels im Verdampfer der Wärmepumpe die Aussentemperatur als Zustandsgrösse zur Abtaueinleitung gewählt wird.

Inventors: GAERTNER FRANZ GEORG DR, KUEHL DIETER, SCHWEER HANS-ULRICH, GAERTNER, FRANZ GEORG, DR., KUEHL, DIETER, SCHWEER, HANS-ULRICH, Gärtner, Franz Georg, Dr., Kühl, Dieter
Applicants: KKW KULMBACHER KLIMAGERAETE-WERK GMBH
Application year: 1981
Main classification: F25B29
IPC codes: F25B29, F25D21, F25B47, F24F11