DE102012016642A1

DE102012016642A1 - Vorrichtung zur Beheizung eines Raumes

Info

Publication number: DE102012016642A1
Application number: DE201210016642
Authority: DE
Inventors: Anmelder Gleich
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2012-08-21
Filing date: 2012-08-21
Publication date: 2014-02-27

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Beheizung eines Raumes (R) mit einem Heizkörper (1) sowie einem Ventilator (4), wobei der Ventilator durch einen Elektromotor (3) angetrieben wird, derart, dass der Elektromotor (3) von einem thermoelektrischen Generator (2) mit elektrischer Energie versorgt wird, welcher zugleich eine vorhandene Temperaturdifferenz zwischen der Oberfläche des Heizkörper (1) und der Umgebung in elektrische Energie umwandelt.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Beheizung eines Raumes gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Die Heizungsanlagen ermöglichen in den kalten Jahreszeiten die Beheizung von Aufenthaltsräumen. Ein wichtiger Bestandteil einer Heizungsanlage ist ein Heizkörper, welcher von einem Heizmedium durchgeströmt wird (in meisten Fällen Wasser oder Wasserdampf), und thermische Energie von seiner Oberfläche an die Umgebung durch Konvektion und Strahlung abgibt.
Bei der Wärmeübertragung von der Oberfläche eines Heizkörpers an die Umgebung spielt Art der Konvektion (freie oder erzwungene) eine große Rolle. Bei erzwungener Konvektion ist Wärmeübertragung von der Heizoberfläche an die Umgebung und somit die Ausnutzung eines Heizkörpers besser als bei freier Konvektion. Ein Heizkörper, bei welchem erzwungene Konvektion erzielt wird, verfügt über einen Lüfter, für welchen zusätzliche Energie (z. B. elektrischer Anschluss) benötigt wird.
In der Patentschrift DE 31 06 742 ist ein von einem Wärmeträgermedium durchströmender Heizkörper beschrieben, dem ein Ventilator zur Erzeugung einer Luftströmung durch die Heizfläche zugeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass eine durch den Wärmeträgerstrom angetriebene Turbine vorgesehen ist, durch die der Ventilator antreibbar ist.
Die Patentschrift DE 298 00 631 bezieht sich auf eine Raumheizvorrichtung mit einem Wärmetauscher mit großer Oberfläche, welche mit einem Wärme-Abgabe-Fluid durchströmbar ist, sowie Vorlauf- und Rücklaufanschlüsse hierfür, und einem Ventilator für das zwangsweise Entlangstreichen der Raumluft über die Oberfläche des Wärmetauschers, wobei der Ventilator mittels eines von dem Abgabefluid angetriebenen Hydromotors angetrieben wird.
Der Nachteil von diesen Konzepten ist ein signifikanter Druckabfall im Heizmedium, welcher durch den Antrieb einer Turbine oder eines Ventilators verursacht wird. Außerdem können bereits vorhandene Heizungsanlagen nur relativ kostenaufwendig mit solchen Heizvorrichtungen nachgerüstet werden.
Als Energiequelle werden unter Anderem thermoelektrische Generatoren eingesetzt. Ein thermoelektrischer Generator wandelt dank des Seebeck-Effekts thermische Energie direkt in elektrische Energie um. Beim Seebeck-Effekt entsteht zwischen zwei Punkten eines elektrischen Leiters unterschiedlicher Temperaturen eine elektrische Spannung. Während die heißere Lötstelle der Umgebung Wärme entzieht, wirkt die kalte Lötstelle als Verbraucher elektrischer Leistung und gibt dann Wärme an die kältere Umgebung ab. Um ausreichend hohe Spannungen zu erhalten, werden mehrere zwischen der kalten und der warmen Seite montierte Elemente elektrisch in Reihe geschaltet.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Beheizung eines Raumes so zu gestalten, dass die Wärmeübertragung von der Oberfläche eines Heizkörpers an die Umgebung durch erzwungene Konvektion erfolgt, wobei die Ausnutzung eines Heizkörpers verbessert wird. Schließlich betrifft ein weiterer Gedanke der Erfindung die Gestaltung einer solchen Vorrichtung, derart, dass eine vorhandene Heizungsanlage technisch relativ einfach nachgerüstet werden kann, dass die bereits vorhandenen handelsüblichen Heizkörper thermische Energie an die Umgebung, zusätzlich zur Strahlung und freien Konvektion, auch durch erzwungene Konvektion abgeben.
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass eine derartige Vorrichtung einen Heizkörper sowie einen Ventilator aufweist, welcher durch einen Elektromotor angetrieben wird, derart, dass der Elektromotor von einem thermoelektrischen Generator mit elektrischer Energie versorgt wird.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung sollen bei den nachfolgenden Figurenbeschreibungen eines Ausführungsbeispiels anhand der Figuren erläutert werden.
1 zeigt eine schematische Ansicht eines Raumes R, in dem ein Heizkörper (1) untergebracht ist. Auf dem Heizkörper ist ein thermoelektrischer Generator (2) befestigt, welcher dem Heizkörper (1) Wärme entzieht und diese in elektrische Energie umwandelt. Mit Hilfe des thermoelektrischen Generators (2) gewonnene elektrische Leistung wird zur Energieversorgung eines Elektromotors (3) verwendet, welcher wiederum einen Ventilator (4) antreibt. Der Ventilator (4) ist zum Heizkörper (1) so positioniert, dass an der Oberfläche des Heizkörpers (1) eine zusätzliche Luftbewegung entsteht, um erzwungene Konvektion und zugleich einen besseren Wärmeübergang zwischen dem Heizkörper (1) und der Umgebung zu erzielen.
2 zeigt eine schematische Ansicht einer konstruktiven Einheit (5), welche aus einem thermoelektrischen Generator (2), einem Elektromotor (3) sowie einem Ventilator (4) ausgebildet ist, mit welcher ein Heizkörper einer vorhandenen Heizungsanlage (11) nachgerüstet wird.
Um einen besseren Wärmeabfuhr von der kalten Seite des thermoelektrischen Generators (2) und somit eine größere Temperaturdifferenz zwischen den heißeren und den kälteren Lötstellen zu gewährleisten, kann an der kalten Seite des thermoelektrischen Generators (2) ein Radiator befestigt werden.
In einer weiteren Variante der Erfindung können mehrere thermoelektrische Generatoren sowie mehrere Lüfter nebeneinander angeordnet werden.
Durch die erfindungsgemäße Lösung wird nicht nur die Ausnutzung von Heizkörpern verbessert, sondern auch die Heizkosten gesenkt werden. Prinzipiell kann dank der erfindungsgemäßen Lösung das Heizmedium mit einer niedrigeren Temperatur verwendet werden, wobei die Energieverluste in den Rohrleitungen der gesamten Heizungsanlage minimiert werden, was im Weiteren zur Senkung des Verbrauchs von fossilen Energieträgern sowie zur Minimierung des CO2-Ausstoßes führen kann.
Bezugszeichenliste

1: Heizkörper
2: Thermoelektrischer Generator
3: Elektromotor
4: Ventilator
5: Konstruktive Einheit
11: Heizkörper einer vorhandenen Heizungsanlage
R: Raum

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 3106742 [0004]
DE 29800631 [0005]

Claims

Vorrichtung zur Beheizung eines Raumes (R) mit mindestens einem Heizkörper (1), welcher thermische Energie von seiner Oberfläche an die Umgebung abgibt sowie mindestens einem Ventilator (4), welcher von mindestens einem Elektromotor (3) angetrieben wird, dadurch gekennzeichnet, dass der Elektromotor (3) von mindestens einem thermoelektrischen Generator (2) mit elektrischer Energie versorgt wird, welcher zugleich eine vorhandene Temperaturdifferenz zwischen dem Heizkörper (1) und der Umgebung in elektrische Energie umwandelt.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein thermoelektrischer Generator (2), mindestens ein Elektromotor (3) sowie mindestens ein Ventilator (4) als eine konstruktive Einheit (5) ausgebildet sind, mit welcher mindestens ein Heizkörper einer vorhandenen Heizungsanlage (11) nachgerüstet werden kann.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Heizkörper (1), mindestens ein thermoelektrischer Generator (2), mindestens ein Elektromotor (3) sowie mindestens ein Ventilator (4), als eine konstruktive Einheit ausgebildet sind.
Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Heizkörper (1) derart ausgebildet ist, dass das Heizmedium in direkten Kontakt mit dem thermoelektrischen Generator (2) tritt.
Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an der kalten Seite des thermoelektrischen Generators (2) ein Radiator befestigt ist.
Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Funktion eines Ventilators eine beliebige technisch geeignete Strömungsmaschine ausübt, welche über eine Welle eingeleitete Drehenergie (kinetische Energie) auf die Umgebungsluft als Druckenergie (potentielle Energie) übergibt.