AT522620B1

AT522620B1 - Heizungsanordnung

Info

Publication number: AT522620B1
Application number: ATA50425/2019A
Authority: AT
Inventors: Perschk Benjamin; Henke Bernhard
Original assignee: Imi Hydronic Engineering Int S A
Priority date: 2018-08-23
Filing date: 2019-05-13
Publication date: 2021-01-15
Also published as: DE102019112212A1; DE202018104855U1; AT522620A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Heizungsanordnung umfassend einen Wärmetauscher (7), umfassend eine zu dem Wärmetauscher (7) geführte Warmwasserleitung (1), umfassend eine zu dem Wärmetauscher (7) geführte Kaltwasserleitung (2), umfassend eine Heizungsvorlaufleitung (3), welche von einem Wärmeversorger zu einer Heizung geführt ist, umfassend eine Heizungsrücklaufleitung (5), welche von der Heizung weggeführt ist, umfassend eine von der Heizungsvorlaufleitung (3) zu dem Wärmetauscher (7) geführte Heizungsvorlaufabzweigungsleitung (4), umfassend eine von der Heizungsrücklaufleitung (5) zu dem Wärmetauscher (7) geführte Heizungsrücklaufabzweigungsleitung (6), umfassend ein motorisch betätigtes Einstellmittel (9) zum Einstellen einer Flüssigkeitsdurchflussmenge in der Heizungsvorlaufleitung (3) und/oder der Heizungsrücklaufleitung (5) und umfassend einen Motor (10) zum Betätigen des Einstellmittels (9), wobei zwischen der Warmwasserleitung (1) oder der Heizungsvorlaufleitung (3) einerseits und der Heizungsrücklaufleitung (5) oder der Kaltwasserleitung (2) andererseits ein Peltier-Element (8) vorgesehen ist und dass aus einer Temperaturdifferenz der in der über das Peltier-Element (8) verbundenen Leitungen (2, 3) geführten Flüssigkeiten eine Energie zum Betrieb des Motors (10) bereitgestellt ist.

Description

Beschreibung

HEIZUNGSANORDNUNG

[0001] Die Erfindung betrifft eine Heizungsanordnung umfassend einen Wärmetauscher, umfassend eine zu dem Wärmetauscher geführte Warmwasserleitung, umfassend eine zu dem Wärmetauscher geführte Kaltwasserleitung, umfassend eine Heizungsvorlaufleitung, welche von einem Wärmeversorger zu einer Heizung geführt ist, umfassend eine Heizungsrücklaufleitung, welche von der Heizung weggeführt ist, umfassend eine von der Heizungsvorlaufleitung zu dem Wärmetauscher geführte Heizungsvorlaufabzweigungsleitung, umfassend eine von der Heizungsrücklaufleitung zu dem Wärmetauscher geführte Heizungsrücklaufabzweigungsleitung, umfassend ein motorisch betätigtes Einstellmittel zum Einstellen einer Flüssigkeitsdurchflussmenge in der Heizungsvorlaufleitung oder der Heizungsrücklaufleitung und umfassend einen Motor zum Betätigen des Einstellmittels.

[0002] Heizungsanordnungen der gattungsgemäßen Art sind in der Praxis durchaus verbreitet. Es ist hierbei beispielsweise die Heizungsanordnung mit einem Fernwärmeanbieter als Wärmeversorger verbunden oder es ist ein Boiler oder ein anderes Heizgerät als Wärmeversorger vorgesehen. Regelmäßig ist es so, dass insbesondere zum Betreiben des dem Einstellmittel zugeordneten Motors eine externe Energieversorgung bereitgestellt werden muss. Diese externe Energieversorgung wird heute über einen Anschluss an ein Energienetz realisiert und insbesondere die elektrische Hausinstallation.

[0003] Die Publikation DE 102008040028 A1 offenbart eine Energiewandlungsanlage, die Gewinnungsmittel umfasst, welche aus einem Energieträger Energie gewinnen und als Wärme bzw. Elektroenergie bereitstellen; Speichermittel, welche die von den Gewinnungsmitteln bereitgestellte Wärme bzw. Elektroenergie speichern; und Peltier- Wandlungsmittel, welche von den Gewinnungsmitteln und/oder von den Speichermitteln Wärme bzw. Elektroenergie empfangen, in Elektroenergie bzw. Wärme wandeln und an Verbraucher abgeben.

[0004] Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine gattungsgemäße Heizungsanordnung weiterzubilden und dabei insbesondere den Installationsaufwand zu reduzieren.

[0005] Bevorzugt soll eine in Bezug auf die elektrische Energieversorgung autarke Heizungsanordnung angegeben werden.

[0006] Zur Lösung der Aufgabe ist die Erfindung in Verbindung mit dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Warmwasserleitung oder der Heizungsvorlaufleitung einerseits und der Heizungsrücklaufleitung oder der Kaltwasserleitung andererseits ein Peltier-Element vorgesehen ist und dass aus einer Temperaturdifferenz der in der über das Peltier-Element verbundenen Leitungen geführten Flüssigkeiten eine Energie zum Betrieb des Motors bereitgestellt ist.

[0007] Der besondere Vorteil der Erfindung besteht darin, dass der Motor des Einstellmittels mittels der Energie betrieben wird, die von dem Peltier-Element bereitgestellt wird. Im Peltier-Element ist infolge der Temperaturdifferenz ein Stromfluss bereitgestellt, der dem Betrieb des Motors dient. Insofern ist eine autarke Heizungsanordnung angegeben. Bei der erfindungsgemäßen, autarken Heizungsanordnung kann auf eine externe Energieversorgung und insbesondere ein Anschluss an ein externes oder hausinternes elektrisches Energienetz verzichtet werden.

[0008] Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist dem Peltier-Element ein Energiespeicher zugeordnet. In dem Energiespeicher des Peltier-Elements ist die Energie gespeichert, die von dem Peltier-Element bereitgestellt wird. Der Motor wird dann mit der in dem Energiespeicher zwischengespeicherten Energie betrieben. Vorteilhaft kann der Motor durch das Vorsehen des Energiespeichers auch dann betrieben werden, wenn momentan eine Temperaturdifferenz zwischen den verbundenen Leitungen nicht anliegt oder nicht ausreichend groß ist beziehungsweise der Energiebedarf des Motors durch den Stromfluss, den das Peltier-Element bereitstellt, nicht momentan gedeckt werden kann. Vielmehr wird der Motor aus dem Energiespeicher

betrieben mit der Folge, dass die Energiegewinnung und der Betrieb des Motors entkoppelt sind.

[0009] Nach einer Weiterbildung der Erfindung sind das Peltier-Element, das der Heizungsvorlauf- beziehungsweise der Heizungsrücklaufleitung zugeordnete Einstellmittel und der Motor zum Betätigen des Einstellmittels gemeinsam in einem Anschlusskasten der Heizungsanordnung vorgesehen. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass die Heizungsvorlauf- und/oder Heizungsrücklaufleitung sowie die Warmwasserleitung, die Kaltwasserleitung und die Abzweigungsleitungen durch den Anschlusskasten geführt sind. Vorteilhaft ergibt sich eine besonders kompakte Bauform beziehungsweise Anordnung der Funktionskomponenten der erfindungsgemäßen Heizungsanlage. Eine Bedienung beziehungsweise Justage der Heizungsanlage ist insofern in einfacher Weise möglich.

[0010] Nach einer Weiterbildung der Erfindung ist das Peltier-Element zwischen der Heizungsvorlaufleitung und der Kaltwasserleitung verschaltet beziehungsweise vorgesehen. Vorteilhaft ist der Temperaturunterschied zwischen diesen Leitungen und in der Folge der Stromfluss durch das Peltier-Element besonders groß.

[0011] Nach einer Weiterbildung der Erfindung ist der Kaltwasserleitung ein Durchflussmengenwächter zugeordnet. Von dem Durchflussmengenwächter ist eine Signalleitung für ein auf der Durchflussmenge basierendes Betätigungssignal zu dem Motor des Einstellmittels geführt. Vorteilhaft kann durch das Vorsehen des Durchflussmengenwächters der Wärmebedarf frühzeitig und genau erkannt werden. Die Steuerung beziehungsweise Regelung des Motors und die Betätigung des Einstellmittels können dann frühzeitig und bedarfsgerecht erfolgen.

[0012] Nach einer Weiterbildung der Erfindung kann der Warmwasserleitung ein Temperaturfühler zugeordnet sein. Von dem Temperaturfühler ist eine Signalleitung für ein Betätigungssignal zu dem Motor des Einstellmittels geführt.

[0013] Nach einer Weiterbildung der Erfindung ist eine Signal- und/oder Versorgungsleitung von dem Peltier-Element zu dem Durchflussmengenwächter beziehungsweise zu dem Temperaturfühler geführt. Vorteilhaft können der Betrieb beziehungsweise die elektrische Energieversorgung der Signalgeber ebenfalls über das Peltier-Element realisiert werden.

[0014] Beispielsweise kann als Einstellmittel ein 3-Wege-Ventil vorgesehen sein, welches in der Heizungsrücklaufleitung verbaut ist und ebendiese mit der Heizungsrücklaufabzweigungsleitung verbindet, welche zum Wärmetauscher geführt ist.

[0015] Aus den weiteren Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung sind weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung zu entnehmen. Dort erwähnte Merkmale können jeweils einzeln für sich oder auch in beliebiger Kombination erfindungswesentlich sein. Die Zeichnungen dienen lediglich beispielhaft der Klarstellung der Erfindung und haben keinen einschränkenden Charakter.

[0016] Es zeigen:

[0017] Fig. 1 eine erfindungsgemäße Heizungsanordnung mit einem Einstellmittel, einem Motor zum Betätigen des Einstellmittels und einem Peltier-Element, welches die Energie zum Betrieb des Motors bereitstellt,

[0018] Fig. 2 die Heizungsanordnung nach Fig. 1 in einem Betriebszustand, welcher der Warmwasserbereitstellung dient, und

[0019] Fig. 3 die Heizungsanordnung nach Fig. 1 in einem Heizbetriebszustand.

[0020] Eine erfindungsgemäße Heizungsanordnung umfasst einen Wärmetauscher 7 sowie eine Heizungsvorlaufleitung 3 und eine Heizungsrücklaufleitung 5. Die Heizungsvorlaufleitung 3 ist von einem Wärmeversorger, beispielsweise einem Fernwärmeanbieter oder einem Boiler zu einer nicht dargestellten Heizung geführt. Die Heizungsrücklaufleitung 5 führt von der Heizung weg.

[0021] Zu dem Wärmetauscher 7 sind eine Warmwasserleitung 1 sowie eine Kaltwasserleitung 2 für Frischwasser zugeführt. Ferner sind zu dem Wärmetauscher 7 eine Heizungsvorlaufabzweigungsleitung 4 und eine Heizungsrücklaufabzweigungsleitung 6 geführt. Die Heizungsvorlaufab-

zweigungsleitung 4 verbindet die Heizungsvorlaufleitung 3 mit dem Wärmetauscher 7. Die Heizungsrücklaufabzweigungsleitung 6 verbindet die Heizungsrücklaufleitung 5 mit dem Wärmetauscher 7. In den Heizungsleitungen 3, 4, 5, 6 ist ein Heizfluid geführt.

[0022] Zum Anschluss der Heizungsrücklaufabzweigungsleitung 6 an die Heizungsrücklaufleitung 5 ist ein 3-Wege-Ventil als Einstellmittel 9 vorgesehen. Das Einstellmittel 9 ist mittels eines Motors 10 betätigbar. Der Motor 10 wird über eine Straomversorgungsleitung 13 mit elektrischer Energie versorgt.

[0023] Zwischen der Kaltwasserleitung 2 und der Heizungsvorlaufleitung 3 ist überdies ein Peltier-Element 8 vorgesehen. Das Peltier-Element 8 ist so angeordnet, dass auf Basis einer Temperaturdifferenz dem in der Kaltwasserleitung 2 geführten Fluid (Frischwasser) einerseits und einem in der Heizungsvorlaufleitung 3 geführten weiteren Fluid (Heizfluid) andererseits ein Stromfluss bereitgestellt wird, der zur Betätigung des Motors 10 dient. Das Peltier-Element 8 ist insofern über die Stromversorgungsleitung 13 mit dem Motor 10 verbunden.

[0024] Dem Peltier-Element 8 ist überdies ein nicht dargestellter Energiespeicher zugeordnet. Der Energiespeicher dient der Zwischenspeicherung der von dem Peltier-Element 8 bereitgestellten Energie. Die Energie zum Betrieb des Motors 10 wird insofern dem Energiespeicher entnommen. Ein Stromfluss in dem Peltier-Element 8 muss insofern nicht unmittelbar so bemessen sein, dass er direkt zum Betrieb des Motors 10 geeignet ist.

[0025] Der Kaltwasserleitung 2 ist zusätzlich ein Durchflussmengenwächter 11 zugeordnet. Der Durchflussmengenwächter 11 ist über eine Signalleitung 12 mit dem Motor 10 beziehungsweise einer in dem Motor 10 integrierten Motorsteuerung verbunden. Uber die Signalleitung 12 wird ein von dem Durchflussmengenwächter 11 bereitgestelltes Betätigungssignal zum Betrieb des Motors 10 bereitgestellt. Der Motor 10 kann insofern das 3-Wege-Ventil 9 betätigen, wenn die Kaltwasserleitung 2 durchströmt wird.

[0026] Der Durchflussmengenwächter 11 und das Peltier-Element 8 sind überdies über eine weitere Stromversorgungsleitung 14 verbunden. Das Peltier-Element 8 stellt insofern auch die Energie zum Betrieb des Durchflussmengenwächters 11 und darüber zur Übertragung des Betätigungssignals von dem Durchflussmengenwächter 11 an den Motor 10 zur Verfügung.

[0027] Die Funktionsweise der Erfindung wird nachfolgend beispielhaft für die Bereitstellung von Warmwasser erläutert.

[0028] Sofern der Heizungsanordnung heißes Wasser entnommen wird, durchströmt dieses vor der Entnahme die Warmwasserleitung 1. Das Warmwasser wird hierzu in dem Wärmetauscher 7 erwärmt. Dem Wärmetauscher 7 wird insofern Kaltwasser über die Kaltwasserleitung 2 zugeführt.

[0029] Zum Erwärmen des Wassers in dem Wärmetauscher 7 wird über die Heizungsvorlaufleitung 3 und die Heizungsvorlaufabzweigungsleitung 4 das warme Heizfluid von dem Wärmeversorger dem Wärmetauscher 7 zur Verfügung gestellt. Das warme Heizfluid erwärmt das über die Kaltwasserleitung 2 zugeführte Frischwasser und strömt dann über die Heizungsrücklaufabzweigungsleitung 6, das 3-Wege-Ventil 9 und die Heizungsrücklaufleitung 5 ab.

[0030] Über den Motor 10 ist das 3-Wege-Ventil 9 so eingestellt beziehungsweise positioniert, dass die Heizungsrücklaufleitung 5 mit der Heizungsrücklaufabzweigungsleitung 6 verbunden ist. Der Motor 10 wird dabei von dem Peltier-Element 8 mit Energie versorgt.

[0031] In dem Peltier-Element 8 stellt sich ein Stromfluss aufgrund der großen Temperaturdifferenz zwischen dem Heizfluid in der Heizungsvorlaufleitung 3 und dem nicht erwärmten Frischwasser in der Kaltwasserleitung 2 ein. Das Betätigungssignal erhält der Motor 10 dabei von dem Durchflussmengenwächter 11, der die Entnahme des Heißwassers aus der Warmwasserleitung 1 aufgrund der Zuführung von Kaltwasser über die Kaltwasserleitung 2 erkennt und insofern über die Signalleitung 12 das Betätigungssignal für den Motor 10 bereitstellt.

[0032] Die bei der Bereitstellung von Warmwasser flüssigkeitsdurchströmten Leitungen 1, 2, 4, 6 beziehungsweise Leitungsabschnitte 3, 5 sind dazu in Fig. 2 in einer breiten Strichstärke dargestellt, wohingegen nicht durchflossenen Leitungsabschnitte der Heizungsvorlaufleitung 3 und der

Heizungsrücklaufleitung 5 nicht hervorgehoben sind. Ferner sind die verbundenen beziehungsweise fluidführenden Anschlüsse des 3-Wege- Ventils 9 eingefärbt dargestellt.

[0033] Ein Heizbetriebszustand der erfindungsgemäßen Heizungsanlage ist in Fig. 3 dargestellt. Hierbei ist es so, dass warmes Heizungswasser über die Heizungsvorlaufleitung 3 der nicht dargestellten Heizung zugeführt wird. Das warme Heizungswasser wird von der Heizung über die Heizungsrücklaufleitung 5 weggeführt. Das über den Motor 10 betätigte 3-Wege-Ventil 9 verbindet hierzu die zwei Leitungsabschnitte der Heizungsrücklaufleitung 5 beziehungsweise trennt die Heizungsrücklaufabzweigungsleitung 6 von der Heizungsrücklaufleitung 5. Die Energie zum Betrieb des Motors 10 stellt wie dargestellt das Peltier-Element 8 zur Verfügung, indem sich aufgrund der Temperaturdifferenz zwischen dem warmen Heizfluid in der Heizungsvorlaufleitung 3 und der Kaltwasserleitung 2 ein Stromfluss ausbildet.

BEZUGSZEICHENLISTE

1 Warmwasserleitung

2 Kaltwasserleitung

3 Heizungsvorlaufleitung

4 Heizungsvorlaufabzweigungsleitung 5 Heizungsrücklaufleitung

6 Heizungsrücklaufabzweigungsleitung 7 Wärmetauscher

8 Peltier-Element

9 Einstellmittel

10 Motor

11 Durchflussmengenwächter

12 Signalleitung 13 Stromversorgungsleitung 14 Stromversorgungsleitung

Claims

Patentansprüche

1. Heizungsanordnung umfassend einen Wärmetauscher (7), umfassend eine zu dem Wärmetauscher (7) geführte Warmwasserleitung (1), umfassend eine zu dem Wärmetauscher (7) geführte Kaltwasserleitung (2), umfassend eine Heizungsvorlaufleitung (3), welche von einem Wärmeversorger zu einer Heizung geführt ist, umfassend eine Heizungsrücklaufleitung (5), welche von der Heizung weggeführt ist, umfassend eine von der Heizungsvorlaufleitung (3) zu dem Wärmetauscher (7) geführte Heizungsvorlaufabzweigungsleitung (4), umfassend eine von der Heizungsrücklaufleitung (5) zu dem Wärmetauscher (7) geführte Heizungsrücklaufabzweigungsleitung (6), umfassend ein motorisch betätigtes Einstellmittel (9) zum Einstellen einer Flüssigkeitsdurchflussmenge in der Heizungsvorlaufleitung (3) und/oder der Heizungsrücklaufleitung (5) und umfassend einen Motor (10) zum Betätigen des Einstellmittels (9), dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Warmwasserleitung (1) oder der Heizungsvorlaufleitung (3) einerseits und der Heizungsrücklaufleitung (5) oder der Kaltwasserleitung (2) andererseits ein Peltier-Element (8) vorgesehen ist und dass aus einer Temperaturdifferenz der in der über das Peltier-Element (8) verbundenen Leitungen (2, 3) geführten Flüssigkeiten eine Energie zum Betrieb des Motors (10) bereitgestellt ist.

2. Heizungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass dem Peltier- Element (8) ein Energiespeicher zugeordnet ist, wobei die Energie zum Betrieb des Motors (10) aus dem Energiespeicher entnommen ist.

3. Heizungsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine Stromversorgungsleitung (13) von dem Peltier-Element (8) und/oder dem Energiespeicher des Peltier-Elements (8) zu dem Motor (10) geführt ist.

4. Heizungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Peltier-Element (8) und das Einstellmittel (9) und der Motor (10) zum Betätigen des Einstellmittels (9) gemeinsam in einem Anschlusskasten angeordnet sind.

5. Heizungsanordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Heizungsvorlaufleitung (3) und die Heizungsrücklaufleitung (5) und die Warmwasserleitung (1) und die Kaltwasserleitung (2) und die Heizungsvorlaufabzweigungsleitung (4) und die Heizungsrücklaufabzweigungsleitung (6) durch den Anschlusskasten geführt sind.

6. Heizungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Peltier-Element (8) zwischen der Heizungsvorlaufleitung (3) und der Kaltwasserleitung (2) vorgesehen ist.

7. Heizungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Kaltwasserleitung (2) ein Durchflussmengenwächter (11) zugeordnet ist und dass von dem Durchflussmengenwächter (11) eine Signalleitung (12) für ein Betätigungssignal zu dem Motor (10) des Einstellmittels (9) geführt ist.

8. Heizungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Warmwasserleitung (1) ein Temperaturfühler zugeordnet ist und dass von dem Temperaturfühler eine Signalleitung für ein Betätigungssignal zu dem Motor (10) des Einstellmittels (9) geführt ist.

9. Heizungsanordnung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass das PeltierElement (8) über eine Signal- und/oder Stromversorgungsleitung (14) mit dem Durchflussmengenwächter (11) und/oder dem Temperaturfühler verbunden ist.

10. Heizungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass als Einstellmittel (9) ein 3-Wege-Ventil vorgesehen ist und/oder dass das Einstellmittel (9) die Heizungsrücklaufleitung (5) mit der Heizungsrücklaufabzweigungsleitung (6) einstellbar verbindet.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen