Welche Rolle spielen Temperatursensoren in Wärmepumpen?

Temperatursensoren sind wichtige Komponenten von Wärmepumpensystemen. Sie fungieren als „Sinnesorgane“ des Systems und überwachen kontinuierlich die Temperaturen an wichtigen Stellen. Diese Informationen werden an die Steuerplatine (das „Gehirn“) zurückgemeldet, wodurch das System präzise Entscheidungen treffen und Anpassungen vornehmen kann. Dies gewährleistet einen effizienten, sicheren und komfortablen Betrieb.

Hier sind die Hauptfunktionen von Temperatursensoren in Wärmepumpen:

1. Überwachung der Verdampfer- und Kondensatortemperaturen:

• Verdampfer (Innenspule im Heizmodus):Überwacht die Temperatur, während das Kältemittel Wärme aus der Raumluft aufnimmt. Dies hilft:
• Frostbildung verhindern:Wenn die Verdampfertemperatur zu niedrig ist (nahe oder unter dem Gefrierpunkt), kann Feuchtigkeit in der Luft an der Spule gefrieren (Reif), was die Wärmeübertragungseffizienz erheblich beeinträchtigt. Sensoren, die niedrige Temperaturen erkennen, lösen dieAbtauzyklus.
• Effizienz optimieren:Stellt sicher, dass die Verdampfertemperatur im optimalen Bereich bleibt, um die Effizienz der Wärmeabsorption aus der Quelle (Luft, Wasser, Erde) zu maximieren.
• Kältemittelzustand beurteilen:Hilft, die richtige Kältemittelfüllung und vollständige Verdampfung zu bestimmen, oft in Verbindung mit Drucksensoren.
• Kondensator (Außenspule im Heizmodus):Überwacht die Temperatur, während das Kältemittel Wärme an die Außenluft abgibt. Dies hilft:
• Überhitzung verhindern:Stellt sicher, dass die Kondensationstemperatur innerhalb sicherer Grenzen bleibt. Zu hohe Kondensationstemperaturen verringern die Effizienz und können den Kompressor beschädigen.
• Wärmeableitung optimieren:Steuert die Geschwindigkeit des Kondensatorlüfters, um die Energieeffizienz mit der Wärmeabgabekapazität in Einklang zu bringen.
• Kältemittelzustand beurteilen:Hilft auch bei der Bewertung der Systemleistung und des Kältemittelfüllstands.

2. Überwachung der Innen- und Außentemperaturen:

• Innentemperatursensor:Kern zum ErreichenKomfortsteuerung.
• Sollwertregelung:Misst direkt die tatsächliche Innentemperatur und vergleicht sie mit der vom Benutzer gewünschten Zieltemperatur. Die Steuerplatine entscheidet anhand dieser Daten, wann die Wärmepumpe gestartet, gestoppt oder ihre Leistung (bei Invertermodellen) angepasst werden soll.
• Überhitzung/Unterkühlung verhindern:Fungiert als Sicherheitsmechanismus, um anormale Abweichungen von der eingestellten Temperatur zu verhindern.
• Außentemperatursensor:Überwacht die Außenlufttemperatur, die für den Systembetrieb entscheidend ist.
• Moduswechsel:Bei extrem kaltem Wetter, wenn die Heizleistung einer Luftwärmepumpe deutlich sinkt, können niedrige Temperaturen die Aktivierung von auslösenelektrische Zusatzheizungenoder bei manchen Systemen die Betriebsstrategie ändern.
• Abtauauslösung/-beendigung:Die Außentemperatur ist (oft in Kombination mit der Verdampfertemperatur) ein entscheidender Faktor bei der Bestimmung der Abtauhäufigkeit und -dauer.
• Leistungsoptimierung:Das System kann Betriebsparameter (z. B. Kompressorgeschwindigkeit, Lüftergeschwindigkeit) basierend auf der Außentemperatur anpassen, um die Effizienz zu optimieren.

3. Kompressorschutz und -überwachung:

• Kompressorauslasstemperatursensor:Überwacht direkt die Temperatur des Hochdruck- und Hochtemperatur-Kältemittelgases, das den Kompressor verlässt. Dies ist einkritische Sicherheitsmaßnahme:
• Überhitzungsschäden vermeiden:Zu hohe Austrittstemperaturen können die Schmierung und die mechanischen Komponenten des Kompressors schwer beschädigen. Der Sensor veranlasst eine sofortige Kompressorabschaltung, wenn eine Übertemperatur erkannt wird.
• Systemdiagnose:Eine anormale Auslasstemperatur ist ein wichtiger Indikator für die Diagnose von Systemproblemen (z. B. niedrige Kältemittelfüllung, Verstopfung, Überlastung).
• Kompressorgehäusetemperatursensor:Überwacht die Temperatur des Kompressorgehäuses und bietet so zusätzlichen Überhitzungsschutz.

4. Überwachung der Kältemittelleitungstemperaturen:

• Temperatursensor der Saugleitung (Rückgas):Überwacht die Temperatur des in den Kompressor eintretenden Kältemittelgases.
• Flüssigkeitsschläge verhindern:Zu niedrige Ansaugtemperaturen (Hinweis auf eine mögliche Rückführung flüssigen Kältemittels in den Kompressor) können den Kompressor beschädigen. Der Sensor kann Schutzmaßnahmen auslösen.
• Systemeffizienz und Diagnose:Die Temperatur der Saugleitung ist ein wichtiger Parameter zur Beurteilung des Systembetriebs (z. B. Überhitzungsregelung, Kältemittellecks, falsche Befüllung).
• Temperatursensor der Flüssigkeitsleitung:Wird manchmal verwendet, um die Temperatur des flüssigen Kältemittels zu überwachen, das den Kondensator verlässt, und hilft bei der Beurteilung der Unterkühlung oder der Systemleistung.

5. Steuerung des Abtauzyklus:

• Wie bereits erwähnt,VerdampfertemperatursensorUndAußentemperatursensorsind die primären Eingaben zum Starten und Beenden des Abtauzyklus. Der Regler verwendet eine voreingestellte Logik (z. B. zeitbasiert, Temperatur-Zeit, Temperaturdifferenz), um zu bestimmen, wann ein Abtauvorgang erforderlich ist (normalerweise, wenn die Verdampfertemperatur über einen längeren Zeitraum zu niedrig ist) und wann er abgeschlossen ist (wenn die Verdampfer- oder Kondensatortemperatur wieder auf einen festgelegten Wert ansteigt).

6. Steuerung von Zusatzgeräten:

• Steuerung der Zusatzheizung:Wenn dieInnentemperatursensorerkennt eine langsame Erwärmung oder das Nichterreichen des Sollwerts und dieAußentemperatursensorsehr niedrige Umgebungstemperaturen anzeigt, aktiviert die Steuerplatine zusätzliche elektrische Heizgeräte (Heizelemente), um die Wärme zu ergänzen.
• Wassertanktemperatur (für Luft-Wasser-Wärmepumpen):Bei Wärmepumpen zur Warmwasserbereitung ist der Temperatursensor im Wassertank von zentraler Bedeutung für die Steuerung des Heizziels.

Zusammenfassend können die Aufgaben von Temperatursensoren in Wärmepumpen wie folgt kategorisiert werden:

• Kernsteuerung:Ermöglicht eine präzise Raumtemperaturregelung und Komfortregulierung.
• Effizienzoptimierung:Stellt sicher, dass das System unter verschiedenen Bedingungen so effizient wie möglich arbeitet und Energie spart.
• Sicherheitsschutz:Verhinderung von Schäden an kritischen Komponenten (Überhitzung des Kompressors, Flüssigkeitsschläge, Über-/Unterdruck im System – oft in Kombination mit Drucksensoren).
• Automatisierter Betrieb:Intelligente Verwaltung von Abtauzyklen, Aktivierung/Deaktivierung der Zusatzheizung, Modulation der Lüftergeschwindigkeit usw.
• Fehlerdiagnose:Bereitstellung wichtiger Temperaturdaten für Techniker zur Diagnose von Systemproblemen (z. B. Kältemittellecks, Verstopfungen, Komponentenausfälle).

Ohne diese strategisch an wichtigen Punkten im gesamten System platzierten Temperatursensoren wäre der effiziente, intelligente, zuverlässige und sichere Betrieb einer Wärmepumpe nicht möglich. Sie sind unverzichtbare Bestandteile moderner Wärmepumpensteuerungssysteme.