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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Haushaltgeräteanordnung und ein Verfahren für eine Haushaltgeräteanordnung mit wenigstens einer Wärmeübertragungseinrichtung.
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Die Energieeffizienz stellt ein wichtiges Merkmal moderner Haushaltgeräte dar. Bereits bei der Entwicklung von Haushaltsgeräten wird daher großer Wert auf eine energiesparende Ausgestaltung gelegt, wie z. B. eine gute Isolation oder eine vorteilhafte Gerätesteuerung.
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Trotz entsprechender Maßnahmen wird jedoch häufig ein nicht unerheblicher Anteil der Energie in Haushaltgeräten gar nicht für die jeweiligen Betriebsaufgaben verbraucht. So erzeugen viele Haushaltgeräte während des Betriebs Wärme, die gar nicht oder nur unvollständig genutzt wird. Beispielsweise heizt die Heizquelle eines Backofens nicht nur das Gargut auf, sondern den gesamten Garraum oder sogar Bereiche außerhalb des Backofens. Nach dem Abschalten des Backofens wird die Wärmeenergie ungenutzt in die Umgebung abgegeben. In anderen Fällen ist die Wärmeentwicklung sogar unerwünscht, sodass weitere Energie zur Kühlung verbraucht werden muss, wie es häufig bei Elektronikkomponenten notwendig ist. Der Umgang mit Wärmeenergie spielt somit eine zu berücksichtigende Rolle bei der Energieeffizienz von Haushaltgeräten.
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Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die von Haushaltgeräten erzeugte Wärmeenergie besser zu verwerten.
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Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Haushaltgeräteanordnung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und durch ein Verfahren für eine Haushaltgeräteanordnung mit den Merkmalen des Anspruchs 13. Bevorzugte Merkmale sind Gegenstand der Unteransprüche. Weitere Vorteile und Merkmale ergeben sich aus der allgemeinen Beschreibung der Erfindung und der Beschreibung des Ausführungsbeispiels.
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Die erfindungsgemäße Haushaltgeräteanordnung weist ein erstes Haushaltgerät und wenigstens ein zweites Haushaltgerät auf. Dabei ist wenigstens eine Wärmeübertragungseinrichtung vorgesehen, um wenigstens einen Teil der in dem ersten Haushaltgerät vorhandenen Wärmeenergie über die Wärmeübertragungseinrichtung gezielt zu dem zweiten Haushaltgerät zu übertragen.
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Die erfindungsgemäße Haushaltgeräteanordnung hat viele Vorteile. Ein erheblicher Vorteil ist, dass wenigstens eine Wärmeübertragungseinrichtung vorgesehen ist. Dadurch kann Wärmeenergie vom ersten Haushaltgerätes gezielt zu dem zweiten Haushaltsgerät übertragen werden. Ein weiterer Vorteil ist, dass überschüssige Wärmeenergie nicht ungenutzt im ersten Haushaltgerät verbleiben muss, sondern nach der Übertragung zum zweiten Haushaltgerät in vielerlei Weise eingesetzt werden kann. Beispielsweise wird die Wärmeenergie eines gerade abgeschalteten Backofens zu einer Waschmaschine übertragen, in welcher die Wärmeenergie zum Erwärmen von Wasser einsetzbar ist. Eine solche Haushaltgeräteanordnung ermöglicht somit eine mehrfache Nutzung bzw. ein Recycling der Wärmeenergie. Durch eine derartige vorteilhafte Wärmeenergienutzung wird der Gesamtenergieverbrauch der Haushaltgeräte gesenkt und die Energieeffizienz verbessert.
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Insbesondere weist die Wärmeübertragungseinrichtung wenigstens ein Wärmeübertragungsmittel und insbesondere wenigstens ein Fluid als Wärmeübertragungsmittel auf. Das Wärmeübertragungsmittel kann die Wärmeenergie wenigstens teilweise aufnehmen und wenigstens teilweise abführen. Das Wärmeübertragungsmittel ist insbesondere wenigstens ein zur Wärmeaufnahme und Wärmeabgabe geeignetes Medium. Das Medium weist vorzugsweise für die Wärmeübertragung geeignete Stoffeigenschaften wie z. B. einen geeigneten Siedepunkt, eine geeignete Dichte, eine geeignete spezifische Wärmekapazität und/oder einen geeigneten Wärmeleitkoeffizienten auf. Vorzugsweise hat das Medium fluide Stoffeigenschaften. Möglich sind beispielsweise eine wässrige Flüssigkeit oder Wasser oder ein Gas oder Luft. Möglich ist auch Trinkwasser.
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Möglich ist auch, dass das Wärmeübertragungsmittel aus der Wärmeübertragungseinrichtung entnehmbar ist. Dazu kann wenigstens eine Entnahmestelle vorgesehen sein, an welcher das Wärmeübertragungsmittel entnommen werden kann. Beispielsweise kann erwärmtes Wasser über ein Ventil und/oder über einen Wasserhahn abgezapft werden.
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Die Wärmeübertragungseinrichtung kann wenigstens eine Wärmetauschereinrichtung aufweisen. Eine solche Wärmetauschereinrichtung ist vorteilhaft, weil die Wärmeenergie dadurch besonders wirkungsvoll übertragen werden kann. Durch die Wärmetauschereinrichtung ist vorzugsweise die im Haushaltgerät vorhandene Wärmeenergie auf das Wärmeübertragungsmittel übertragbar. Möglich ist auch eine Übertragung von Wärmeenergie von wenigstens einem Wärmeübertragungsmittel auf wenigstens ein zweites Wärmeübertragungsmittel und/oder auf ein Medium wie beispielsweise Trinkwasser.
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Insbesondere ist die Wärmetauschereinrichtung dazu geeignet und ausgebildet, Wärmeenergie wenigstens teilweise von wenigstens einem Fluid auf wenigstens ein anderes Fluid zu übertragen. Möglich ist eine indirekte Wärmetauschereinrichtung, bei welcher ein Fluid durch eine wärmedurchlässige Wand von einem anderen Fluid getrennt ist. Dadurch kann Wärmeenergie übertragen werden, ohne dass eine unerwünschte Vermischung verschiedener Fluide wie beispielsweise Wasser und Waschlauge auftreten kann. Die Fluide können sich in der Wärmetauschereinrichtung in einer Strömungsbewegung befinden, welche wenigstens teilweise zueinander gleich und/oder wenigstens teilweise zueinander entgegengesetzt ist.
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Möglich ist, dass die Wärmeübertragungseinrichtung wenigstens ein Wärmerohr und/oder einen thermoakustischer Wärmeüberträger aufweist. Der thermoakustische Wärmeüberträger ist bevorzugtermaßen wenigstens teilweise Wärme leitend mit dem ersten Haushaltgerät und dem zweiten Haushaltgerät verbunden. Bei einer solchen Wärmeübertragungseinrichtung beruht die Wärmeübertragung auf dem sogenannten thermoakustischen Effekt, bei welchem Wärme wenigstens teilweise in Schwingungsenergie eines insbesondere gasförmigen Mediums umgewandelt werden kann. Die Schwingungsenergie kann übertragen und anschließend wenigstens teilweise wieder in Wärme umwandelt werden. Vorteilhaft ist, dass die Wärme mit einer besonders hohen Leistungsdichte übertragbar ist. Dadurch ist ein thermoakustischer Wärmeüberträger besonders effizient und wirtschaftlich.
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Vorzugsweise umfasst der thermoakustische Wärmeüberträger wenigstens einen Hohlraum. Der Hohlraum ist im Wesentlichen gasdicht verschlossen und weist bei Raumtemperatur einen Druck auf, welcher geringer ist als der auf Meeresspiegelhöhe übliche Luftdruck. Vorzugsweise liegt der Druck unterhalb von 500 mbar und insbesondere zwischen 0,01 mbar und 200 mbar und besonders bevorzugt zwischen 0,1 mbar und 100 mbar. Andere Drücke sind möglich. Der Hohlraum ist insbesondere an den begrenzenden Innenwänden mit wenigstens einem Mittel wenigstens teilweise beschichtet. Vorzugsweise ist aus dieser Beschichtung, z. B. unter Wärmeeinfluss, ein gasförmiges Medium freisetzbar. Das freigesetzte Medium ist insbesondere zur Übertragung akustischer Wellen nach dem thermoakustischem Effekt geeignet.
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Die Wärmeübertragungseinrichtung kann auch wenigstens teilweise als ein Wärmerohr ausgebildet sein. Das Wärmerohr weist vorzugsweise wenigstens einen Hohlraum auf, welcher im Wesentlichen gasdicht verschlossen ist. Der Hohlraum kann dabei eine beliebige Gestalt und Ausdehnung aufweisen. Der Hohlraum ist vorzugsweise mit wenigstens einem Arbeitsmedium wenigstens teilweise gefüllt. Prinzipiell geschieht die Wärmeübertragung im Wesentlichen über Verdampfungs- bzw. Kondensationswärme des Arbeitsmediums.
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Möglich ist eine Ausbildung des Wärmerohrs als ein sogenanntes Thermosiphon, bei welchem das kondensierte Arbeitsmedium im Wesentlichen durch Schwerkraft zum Bereich der Verdampfung zurückkehrt.
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Möglich ist aber auch eine sogenannte Heatpipe, bei welcher das kondensierte Arbeitsmedium wenigstens teilweise durch Kapillarkraft zum Bereich der Verdampfung zurückkehrt. Dabei kann der Hohlraum im Wärmerohr wenigstens teilweise mit wenigstens einem Mittel ausgestaltet sein, welches eine geeignete Kapillarwirkung erzeugt, z. B. ein Kupferdrahtgewebe. Eine solche Heatpipe hat den Vorteil, dass das Arbeitsmedium unabhängig von der Lage des Wärmerohrs zum Verdampfungsbereich zurückgeführt wird. Dadurch bieten sich vielfältige Möglichkeiten für die Anordnung der Heatpipe zwischen dem ersten Haushaltgerät und dem zweiten Haushaltgerät.
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Besonders bevorzugt ist die Wärmeenergie wenigstens teilweise eine Abwärme, Verlustwärme und/oder Restwärme, welche beim Betrieb wenigstens eines Haushaltgerätes entsteht. Die Abwärme ist insbesondere die Wärme, die beim Betreiben des Haushaltgerätes entsteht und nicht für eine Betriebsaufgabe genutzt wird. Die Abwärme kann insbesondere als Verlustwärme durch den Betrieb wenigstens eines Bauteils des Haushaltgerätes entstehen, wie beispielsweise eines Elektromotors, einer Elektronikeinrichtung, eines Magnetrons einer Mikrowellenquelle, einer Trafoeinrichtung bzw. eines Netzteils. Es kann auch Abwärme als Restwärme vorliegen, beispielsweise nach der Benutzung eines Backofens, wenn dieser ausgeschaltet ist und sich abkühlt. Die Abwärme kann auch von einer Kältemaschine stammen, wie z B. ein Kühlgerät und/ oder ein Gefriergerät.
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Vorzugsweise stammt die Wärmeenergie wenigstens teilweise von wenigstens einer Heizquelle zur Behandlung von Behandlungsgut. Die Heizquelle kann zur Zubereitung von Speisen und/oder zur Erwärmung von Wasser, wie beispielsweise zur Behandlung von Wäsche oder Geschirr, vorgesehen sein. Möglich ist eine elektrische und/oder gasbetriebene Heizquelle. Möglich sind auch andere Heizquellen, welche in Haushaltgeräten Verwendung finden.
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Es kann wenigstens eine Wärmespeichereinrichtung mit wenigstens einem Wärmespeichermittel vorgesehen sein. In der Wärmespeichereinrichtung ist die Wärmeenergie wenigstens teilweise speicherbar. Insbesondere ist die Wärmespeichereinrichtung derart ausgebildet, dass die in einem Haushaltgerät vorhandene Wärmeenergie auf das Wärmespeichermittel übertragbar ist. Die so gespeicherte Wärmeenergie kann wieder abgerufen und so eingesetzt werden, wie es zuvor für die in dem Haushaltgerät vorhandene Wärmeenergie beschrieben wurde. Dabei kann die gespeicherte Wärmeenergie von dem Wärmespeichermittel auf das Wärmeübertragungsmittel übertragen und anschließend durch die Wärmeübertragungseinrichtung gezielt zu einem zweiten Haushaltgerät übertragen werden. Möglich ist auch, dass die Wärmeenergie von dem Wärmeübertragungsmittel auf das Wärmespeichermittel übertragen wird. Um die Wärmeenergie zwischen dem Wärmeübertragungsmittel und dem Wärmespeichermittel zu übertragen bzw. auszutauschen, kann die Wärmetauschereinrichtung entsprechend vorgesehen und ausgebildet sein.
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Eine solche Wärmespeichereinrichtung ist besonders vorteilhaft, da die Erzeugung und die Übertragung sowie die Nutzung der Wärmeenergie zeitunabhängig ist. So kann z. B. nach dem Gebrauch eines Backofens die Restwärme in der Wärmespeichereinrichtung gespeichert werden. Soll zu einer späteren Zeit eine Waschmaschine betrieben werden, kann die Wärmeenergie der Wärmespeichereinrichtung entnommen und zur Erwärmung des Waschwassers bzw. der Waschlauge oder -flotte in der Waschmaschine eingesetzt werden.
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Die Wärmespeichereinrichtung kann als eine isolierte Behältereinrichtung für ein als Fluid ausgebildetes Wärmespeichermittel ausgeführt sein. Für wenigstens einen Teil der Haushaltgeräte kann wenigstens eine gemeinsame Wärmespeichereinrichtung vorgesehen sein. Auch andere hier beschriebene Einrichtungen können von den Haushaltgeräten der Haushaltgeräteanordnung gemeinsam nutzbar vorgesehen sein.
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Möglich und bevorzugt ist auch wenigstens ein Latentwärmespeicher. Besonders bevorzugt werden als Wärmespeichermittel in dem Latentwärmespeicher Schüttgüter und/oder poröse Materialien oder poröse Schüttgüter benutzt. Solche Materialen weisen eine besonders große Oberfläche auf. Vorzugsweise werden dabei hygroskopische Materialien eingesetzt, welche die Eigenschaft haben, Wasserdampf anzuziehen und an ihrer Oberfläche oder im Volumen anzulagern, wodurch Wärme frei wird. Umgekehrt muss zum Trennen der Verbindung, also zum „Trocknen“ von solchen Materialien, das heißt zum Aufladen des Latentwärmespeichers, Wärmeenergie aufgewendet werden. Durch die große Oberfläche können diese Materialien die durchströmende Wärme besonders gut aufnehmen bzw. beim Entladen wieder abgeben.
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Daher ist bevorzugt wenigstens für einen Latentwärmespeicher ein Zeolith oder Silikagel als Wärmespeichermittel vorgesehen. Je nach gewünschtem Temperaturbereich können dann entweder Speicher mit Zeolith und/oder Silikagel eingesetzt werden. Zeolithe und Silikagele haben unterschiedliche Arbeitstemperaturen, die je nach Zeolith zwischen ca. 130 °C und 300 °C liegt und bei Silikagel von ungefähr 40°C bis 100°C reicht. Als Wärmespeichermittel in einem solchen Latentwärmespeicher können auch Phasenwechselmaterialien und/oder eutektische Metalle Verwendung finden.
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Die Wärmespeichereinrichtung kann wenigstens teilweise innerhalb und/oder wenigstens teilweise außerhalb eines Haushaltgerätes angeordnet sein. Die in der Wärmespeichereinrichtung vorhandene Wärmeenergie kann auch in dem Haushaltgerät wieder eingesetzt werden, in welchem die Wärmeenergie erzeugt wurde.
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Möglich ist, dass das Wärmeübertragungsmittel wenigstens teilweise als Wärmespeichermittel ausgebildet und geeignet ist. Dabei kann das Wärmeübertragungsmittel wenigstens teilweise in der Wärmespeichereinrichtung gespeichert werden.
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Vorzugsweise ist wenigstens eine Fördereinrichtung zum Fördern des Wärmeübertragungsmittels und/oder des Wärmespeichermittels vorgesehen. Die Fördereinrichtung ist insbesondere als eine Pumpe und/oder ein Gebläse und/oder andere geeignete Einrichtungen zur Verdrängung und/oder Verdichtung von Fluiden ausgebildet oder umfasst solche. Die Fördereinrichtung ist vorzugsweise steuerbar und/oder schaltbar ausgebildet. Das Wärmeübertragungsmittel und/oder das Wärmespeichermittels können auch wenigstens teilweise passiv, wie z. B. durch Konvektion, übertragen werden.
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Die Fördereinrichtung kann auch wenigstens teilweise als eine eine Wärmepumpeneinrichtung ausgebildet sein. Die Wärmepumpeneinrichtung ist insbesondere dazu ausgebildet und geeignet, Wärmeenergie des Wärmeübertragungsmittels bei einer niedrigeren Temperatur aufzunehmen und auf ein Wärmeübertragungsmittel mit einer höheren Temperatur zu übertragen. Eine solche Wärmepumpeneinrichtung ist vorteilhaft, um beispielsweise die Wärmeenergie eines nur leicht erwärmten Wärmeübertragungsmittels nutzen zu können.
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In einer bevorzugten Ausgestaltung ist wenigstens eine Wärmeübertragungssteuereinrichtung vorgesehen, durch welche die Aufnahme und/oder die Speicherung und/oder die Übertragung der Wärmeenergie durch die Wärmeübertragungseinrichtung steuerbar ist. Die Wärmeübertragungssteuereinrichtung ist insbesondere mit der Wärmeübertragungseinrichtung und/oder der Wärmespeichereinrichtung und/oder der Fördereinrichtung und/oder der Wärmetauscheinrichtung wirkverbunden. Die Wärmeübertragungssteuereinrichtung steuert vorzugsweise den Zeitpunkt von Aufnahme, Speicherung und/oder Transport der Wärmeenergie. Dazu kann die Wärmeübertragungssteuereinrichtung mit Ventileinrichtungen und anderen üblichen Einrichtungen der Wärmetechnik bzw. Fluidtechnik wirkverbunden sein.
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Die Wärmeübertragungssteuereinrichtung versetzt die Wärmeübertragungseinrichtung insbesondere beim Normalbetrieb des wärmeabgebenden Haushaltgerätes in einen inaktiven Zustand, um einen unwirtschaftlichen Kühleffekt zu vermeiden. Dabei ist besonders die Aufnahme der Wärmeenergie inaktiviert, während bereits gespeicherte Wärmeenergie auch im Normalbetrieb weitergegeben werden kann. Beispielsweise kann so verhindert werden, dass während der Aufheizphase eines Garraums auch der Wärmespeicher aufgeheizt wird und dadurch die Aufheizphase unerwünscht lange dauern dauern würde. Vorzugsweise ist die Wärmeübertragungseinrichtung in einer Abkühlungsphase aktiv, um Restwärme nutzen zu können.
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In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung weist wenigstens eines der Haushaltgeräte wenigstens eine Gerätesteuereinrichtung auf. Dabei ist die Wärmeübertragungssteuereinrichtung mit wenigstens einer Gerätesteuereinrichtung wirkverbunden. Besonders bevorzugt sind alle Haushaltgeräte der Haushaltgeräteanordnung mit einer Gerätesteuereinrichtung ausgestattet, wobei die Wärmeübertragungssteuereinrichtung mit wenigstens einem Teil der Gerätesteuereinrichtungen wirkverbunden ist. Dadurch können die Betriebszustände der Haushaltgeräte von der Wärmeübertragungssteuereinrichtung überwacht und die Wärmeübertragungseinrichtung und/oder die weiteren mit der Wärmeübertragungssteuereinrichtung wirkverbundenen Einrichtungen entsprechend gesteuert werden.
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Möglich ist, dass die Wärmeübertragungssteuereinrichtung wenigstens ein Haushaltgerät in wenigstens einen Betriebszustand und/oder inaktiven Zustand versetzten kann. Vorzugsweise ist diese Funktion durch einen Benutzer vorwählbar bzw. schaltbar. Der Benutzer kann vorzugsweise durch Automatikprogramme wenigstens einen gewünschten Betriebszustand auswählen. Auch ein Zeitraum für einen Betrieb kann vom Benutzer vorgegeben werden. Durch eine solche Vernetzung der Haushaltgeräte kann eine optimale Ausnutzung der Wärmeenergie gewährleistet werden, da der Betrieb der Haushaltgeräte aufeinander abgestimmt ist.
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Möglich ist auch, dass wenigstens eine Netzwerkverbindungseinrichtung vorgesehen ist. Die Netzwerkverbindungseinrichtung kann dabei mit wenigstens einer Netzwerkeinrichtung außerhalb der Haushaltgeräteanordnung verbindbar ausgebildet sein, wobei zwischen der Netzwerkeinrichtung und der Netzwerkverbindungseinrichtung Daten übermittelbar sind. Die Wärmeübertragungssteuereinrichtung ist insbesondere dazu ausgebildet, die übermittelten Daten auszuwerten und die Wärmeübertragungseinrichtung in Abhängigkeit der Daten zu steuern. Besonders bevorzugt kann auch ein Teil der Haushaltgeräte entsprechend der Daten gesteuert bzw. in einen Betriebszustand versetzt werden. Die Daten können beispielsweise Informationen über die verwendetet Energie und/oder über Strompreise, Stromerzeugungsart und dergleichen enthalten. Möglich ist auch, dass ein Benutzer Daten übermittelt und so wenigstens ein Haushaltgerät wenigstens teilweise steuern kann. Beispielsweise kann sich so ein Benutzer mittels eines Computer und/oder Smartphones oder dergleichen mit der Netzwerkverbindungseinrichtung verbinden und die Haushaltgeräteanordnung aus der Ferne betreiben.
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Die Wärmeübertragungseinrichtung ist insbesondere dazu geeignet und ausgebildet, die in dem zweiten Haushaltgerät vorhandene Wärmeenergie über die Wärmeübertragungseinrichtung gezielt zu dem ersten Haushaltgerät zu übertragen. Die Wärmeenergie ist besonders bevorzugt zwischen den Haushaltgeräten in wenigstens eine und bevorzugt in beide Richtungen übertragbar.
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Weiterhin ist es möglich, dass die die Wärmeübertragungseinrichtung dazu geeignet und ausgebildet ist, die Wärmeenergie über die Wärmeübertragungseinrichtung gezielt von und/oder zu wenigstens einem weiteren Haushaltgerät zu übertragen. Insbesondere kann die Wärmeübertragungseinrichtung die Wärmeenergie zwischen drei oder mehr Haushaltgeräten in wenigstens eine und bevorzugt in beide Richtungen übertragen. Vorzugsweise sind mehrere Haushaltgeräte zu einem Wärmeübertragungs- Netzwerk zusammengeschlossen. Dabei ist eine Verschaltung in Reihe oder eine parallele Verschaltung möglich. Es kann auch eine im Wesentlichen sternförmige Verschaltung vorgesehen sein.
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Wenigstens ein Haushaltgerät kann aus einer Gruppe von Haushaltgeräten entnommen sein, welche Gargeräte, Kühlgeräte, Gefriergeräte, Geschirrspüler, Waschmaschinen, Wäschetrockner und kombinierte Geräte wie insbesondere Waschtrockner, Kühl- /Gefriergeräte umfasst. Möglich ist auch, dass wenigstens ein Haushaltgerät als eine Wohnraumheizung ausgebildet ist.
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Die erfindungsgemäße Verfahren eignet sich für eine Haushaltgeräteanordnung mit einem ersten Haushaltgerät und wenigstens einem zweiten Haushaltgerät. Dabei ist wenigstens eine Wärmeübertragungseinrichtung vorgesehen. Durch die Wärmeübertragungseinrichtung wird die in dem ersten Haushaltgerät vorhandene Wärmeenergie gezielt zu dem zweiten Haushaltgerät übertragen.
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Das erfindungsgemäße Verfahren hat viele Vorteile. Ein erheblicher Vorteil ist, dass die Wärmeenergie vom ersten Haushaltgerät gezielt zu dem zweiten Haushaltsgerät übertragen wird. Dadurch kann die Wärmeenergie dorthin übertragen werden, wo sie gebraucht wird. Das ermöglicht eine vorteilhafte Wärmeenergienutzung, sodass der Gesamtenergieverbrauch der Haushaltgeräte gesenkt wird.
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Insbesondere ist die Haushaltgeräteanordnung so ausgestaltet, wie zuvor beschrieben. Die Wärmeenergie ist vorzugsweise wenigstens teilweise eine Abwärme, Verlustwärme und/oder Restwärme, welche beim Betrieb wenigstens eines Haushaltgerätes entsteht. Die Nutzung von Abwärme eines Haushaltgeräts zum Betreiben eines anderen Haushaltgeräts ist besonders vorteilhaft für die Energieeffizienz der Haushaltgeräteanordnung. Die Wärmeenergie kann zwischen den Haushaltgeräten in wenigstens eine und bevorzugt in beide Richtungen übertragen werden. Die Haushaltgeräteanordnung weist vorzugsweise wenigstens ein weiteres Haushaltgerät auf.
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In einer bevorzugten Weiterbildung ist wenigstens eine Wärmeübertragungssteuereinrichtung vorgesehen, durch welche die Aufnahme und/oder die Speicherung und/oder die Übertragung der Wärmeenergie durch die Wärmeübertragungseinrichtung gesteuert wird.
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In einer weiteren bevorzugten Weiterbildung weist wenigstens eines der Haushaltgeräte wenigstens eine Gerätesteuereinrichtung auf. Die Wärmeübertragungssteuereinrichtung ist mit wenigstens einer Gerätesteuereinrichtung wirkverbunden. Dabei wird durch die Wärmeübertragungssteuereinrichtung wenigstens ein Haushaltgerät in wenigstens einen Betriebszustand und/oder in einen inaktiven Zustand versetzt wird. Eine solche Ausgestaltung hat den Vorteil, dass die Wärmeübertragung besonders günstig auf die Betriebszustände des Haushaltgeräte abgestimmt werden kann. Dabei kann vorgesehen sein, dass ein Benutzer eine Vorwahl für wenigstens einen Betriebszustand und/oder ein Betriebsprogramm und/oder für einen Zeitraum oder dergleichen treffen kann, welche von der Wärmeübertragungssteuereinrichtung berücksichtigt wird.
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Weitere Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung eines Ausführungsbeispiels, das nun mit Bezug auf die beiliegenden Figuren erläutert wird.
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In den Figuren zeigen:
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1 eine stark schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Haushaltgeräteanordnung; und
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2 ein schematisiertes Gargerät in einer geschnittenen Seitenansicht.
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Die 1 zeigt eine Haushaltgeräteanordnung 100 mit zwei Haushaltgeräten 1 und 2, wovon ein Haushaltgerät 1 als Gargerät 101 sowie ein Haushaltgerät 2 als Waschmaschine 102 ausgebildet ist.
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Das Gargerät 101 weist für die Zubereitung von Speisen einen Garraum 103 auf, der mit einer als Umluftheizquelle ausgebildeten Heizquelle 6 beheizbar ist. Weitere Heizquellen, wie ein Oberhitzeheizkörper und ein Unterhitzeheizkörper sowie eine Mikrowellenheizquelle und dergleichen können vorgesehen sein. Das Gargerät 101 kann von einem Benutzer über eine Bedieneinrichtung 104 bedient werden.
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Die Waschmaschine 102 hat einen Waschraum 105 zur Behandlung von Wäsche. Zum Erwärmen von Waschwasser bzw. Waschflotte oder -lauge ist eine Heizquelle 16 vorgesehen. Die Waschmaschine 102 kann von einem Benutzer über eine Bedieneinrichtung 106 bedient werden.
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Zur gezielten Übertragung von Wärmeenergie zwischen den Haushaltgeräten 1, 2 ist eine Wärmeübertragungseinrichtung 4 vorgesehen. Die Wärmeübertragungseinrichtung 4 umfasst Wasser als Wärmeübertragungsmittel 14 (in 1 nicht dargestellt). Das Wasser wird durch isolierte Leitungen zwischen den Haushaltgeräten 1, 2 transportiert, welche hier als durchgehende Linien angedeutet sind. Neben der Übertragung zwischen dem Gargerät 101 und der Waschmaschine 102 ist die Wärmeenergie hier auch einer Wohnraumheizungsanlage 40 zuführbar.
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Bei der Zubereitung von Speisen im beheizten Garraum 103 verbleibt nach dem Garvorgang Restwärme, die für das Gargerät 101 nicht mehr benötigt wird. Die Wärmeübertragungseinrichtung 4 kann hier vorteilhaft zur Übertragung der Restwärme zu der Waschmaschine 102 eingesetzt werden, bei welcher die Restwärme zum Erwärmen des Waschwassers nutzbar ist. Dazu wird zunächst die Restwärme über eine Wärmetauschereinrichtung 5 auf das Wärmeübertragungsmittel 14 übertragen. Das Wärmeübertragungsmittel 14 wird anschließend über eine Leitung zu der Waschmaschine 102 geführt. Hier wird die Wärmeenergie des Wärmeübertragungsmittels 14 durch eine weitere Wärmetauschereinrichtung 15 auf das Waschwasser übertragen. Das ist besonders vorteilhaft für die Energieeffizienz, da keine weitere Energie zum Aufwärmen des Waschwassers benötigt wird. Für Waschvorgänge, welche sehr warmes bzw. heißes Waschwasser benötigen, kann die Heizquelle 16 der Waschmaschine 102 Verwendung finden.
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Weiterhin kann eine dritte Wärmetauschereinrichtung 25 vorgesehen, durch welche die Wärmeenergie vom Wärmeübertragungsmittel 14 auf Trinkwasser übertragbar ist. Dazu wird beispielsweise eine Trinkwasser führende Leitung durch die Wärmetauschereinrichtung 25 geführt. Dass erwärmte Trinkwasser kann an den üblichen Entnahmestellen 13 häuslicher Trinkwassersysteme entnommen werden, wie z. B. ein Wasserhahn oder dergleichen.
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Um die Nutzung der Wärmeenergie von ihrer Erzeugung zeitlich zu entkoppeln, ist eine Wärmespeichereinrichtung 7 vorgesehen. Die Wärmespeichereinrichtung 7 ist hier als ein isolierter Tank ausgeführt. Dadurch kann das erwärmte Wärmespeichermittel 17 unter geringem Wärmeverlust aufbewahrt werden, bis es in einem Haushaltgerät 1, 2 Verwendung findet.
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Zur Steuerung der Wärmeübertragungseinrichtung 4 ist eine Wärmeübertragungssteuereinrichtung 8 vorgesehen, welche hier mit einer Gerätesteuereinrichtung 9 des Gargerätes 101 und mit einer Gerätesteuereinrichtung 19 der Waschmaschine 102 wirkverbunden ist. Die Wärmeübertragungssteuereinrichtung 8 steuert unter anderen den Zufluss des Wärmeübertragungsmittels 14 zu den Wärmetauschereinrichtungen 5, 15, 25 sowie den Transport des Wärmeübertragungsmittels 14.
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Dadurch wird ein Erwärmen des Wärmeübertragungsmittels 14 während ungünstiger Phasen, beispielsweise während des Aufheizens des Garraums 103, verhindert. Durch die Wirkverbindung mit der Gerätesteuereinrichtung 9 des Gargeräts 101 erkennt die Wärmeübertragungssteuereinrichtung 8 das Ende des Garvorgangs und erhält Zugriff auf weitere Informationen wie z. B. die Temperatur innerhalb des Garraums 103. Die Wärmeübertragungssteuereinrichtung 8 steuert die Wärmeübertragungseinrichtung 4 in Abhängigkeit dieser Informationen, sodass eine besonders günstige Wärmeenergienutzung erzielbar ist.
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Die Wärmeübertragungssteuereinrichtung 8 kann die Haushaltgeräte 1, 2 bzw. bestimmte Betriebszustände der Haushaltgeräte 1, 2 ein- und/oder ausschalten. Beispielsweise kann ein Benutzer eine Waschmaschine 102 mit Waschgut beladen und ein gewünschtes Waschprogramm und eine Zeitraumvorwahl über die Bedieneinrichtung 106 einstellen. Wird in dem vorgewählten Zeitraum das Gargerät 101 betrieben und dabei geeignete Wärmeenergie zur Übertragung frei, startet die Wärmeübertragungssteuereinrichtung 8 die Waschmaschine 102 mit dem gewählten Waschprogramm. Die für den Waschvorgang benötigte Wärmeenergie wird zur Waschmaschine 102 übertragen und zur Erwärmung des Waschwassers genutzt. Sollte in dem vorgewählten Zeitraum das Gargerät 101 nicht betrieben werden bzw. keine nutzbare Wärmeenergie vorhanden sein, startet die Wärmeübertragungssteuereinrichtung 8 die Waschmaschine 102 ohne eine Übertragung von Wärmeenergie. Zur Erwärmung des Waschwassers wird die Heizquelle 16 der Waschmaschine 102 eingesetzt. Dadurch wird gewährleistet, dass der Benutzer rechtzeitig seine gewaschene Wäsche zur Verfügung hat.
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Weiterhin ist hier in der Wärmeübertragungssteuereinrichtung 8 eine Netzwerkverbindungseinrichtung 10 integriert, welche auf eine Netzwerkeinrichtung 11 und beispielsweise auf das Internet zugreifen kann. Dadurch kann die Wärmeübertragungssteuereinrichtung 8 die Haushaltgeräte 1, 2 z. B. in Abhängigkeit bestimmter Daten aus dem Netzwerk und z. B. aktueller Stromtarife steuern und betreiben oder vom Benutzer bevorzugte Stromerzeugungsarten wie beispielsweise Ökostrom berücksichtigen. Eine derartige Ausgestaltung ist besonders in Verbindung mit sogenannten intelligenten Stromzählern vorteilhaft. Durch die Anbindung an die Netzwerkeinrichtung 11 bzw. an das Internet ist es auch möglich, dass ein Benutzer von seinem Smartphone aus die Haushaltgeräte bedienen kann und z. B. die beladene Waschmaschine 102 von Unterwegs einschaltet.
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Die Haushaltgeräteanordnung 100 ist hier so ausgestaltet, dass auch ein drittes Haushaltgerät 3 bzw. weitere Haushaltgeräte angeschlossen werden können. Das kann beispielsweise eine Spülmaschine oder ein Wäschetrockner der dergleichen sein. Das dritte Haushaltgerät 3 ist dann wie zuvor für das Gargerät 101 und die Waschmaschine 102 beschrieben mit der Wärmeübertragungseinrichtung 4 und der Wärmeübertragungssteuereinrichtung 8 wirkverbunden.
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Die 2 zeigt ein einzelnes Gargerät 101, welches in einer erfindungsgemäßen Haushaltgeräteanordnung 100 eingebunden werden kann. Hier ist eine Wärmespeichereinrichtung 7 vorgesehen, welche als thermochemischer Latentwärmespeicher ausgebildet ist und die Restwärme nach Beendigung eines Garvorgangs speichern kann. Die Wärmespeichereinrichtung 7 weist als Wärmespeichermittel 17 ein poröses Material mit einer besonders großen Oberfläche auf und hier beispielsweise Zeolith. Die Energie der Restwärme wird dabei genutzt, um am Zeolith adsorbiertes Wasser zu desorbieren. Zur Freisetzung der gespeicherten Wärmeenergie wird dem Zeolith Feuchtigkeit bzw. Wasser und/oder Wasserdampf zugeführt. Das ist besonders vorteilhaft, weil durch die Speicherung der Wärmeenergie eine zeitunabhängige Nutzung der Wärmeenergie möglich ist. Z. B. kann die Restwärme des Gargeräts 101 bei der Zubereitung des Mittagessens gespeichert und am nächsten Tag zur Erwärmung des Waschwassers beim Waschen mit der Waschmaschine 102 eingesetzt werden.
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Die Wärmespeichereinrichtung 7 ist hier an einer Oberseite des Garraums 103 angeordnet, wodurch die Restwärme nach der Zubereitung von Speisen im Garraum 103 besonders gut von der Wärmespeichereinrichtung 7 aufnehmbar ist. Um die in der Wärmespeichereinrichtung 7 freisetzbare Energie zu übertragen bzw. zu nutzen, ist hier eine Wärmetauschereinrichtung 5 vorgesehen. Die Wärmetauschereinrichtung 5 ist direkt an bzw. über der Wärmespeichereinrichtung 7 angeordnet, sodass bei einer Freisetzung von gespeicherter Wärmeenergie eine günstige Wärmeleitung erzielt wird und die Wärmetauschereinrichtung 5 sich entsprechend erwärmt. Dabei wird das Wärmeübertragungsmittel 14, welches hier Wasser ist, durch die erwärmte Wärmetauschereinrichtung 5 geführt, wobei es sich erwärmt. Das erwärmte Wärmeübertragungsmittel 14 wird wie zuvor beschrieben zur Wärmeübertragung eingesetzt, wobei für einen aktiven Transport eine Fördereinrichtung 12 mit einer Umwälzpumpe vorgesehen ist. Die Fördereinrichtung 12 wird hier von der Wärmeübertragungssteuereinrichtung 8 gesteuert.
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Durch die erfindungsgemäße Haushaltgeräteanordnung 100 kann die von Haushaltgeräten 1, 2 erzeugte Wärmeenergie besonders vorteilhaft mehrfach eingesetzt werden. Dazu ist eine Wärmeübertragungseinrichtung 4 vorgesehen, welche die in einem ersten Haushaltgerät 1 vorhandene, aber nicht mehr benötigte Wärmeenergie zu einem zweiten Haushaltgerät 2 gezielt überträgt. Dadurch wird der Gesamtenergieverbrauch der Haushaltgeräte 1, 2 gesenkt und die Energieeffizienz verbessert.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Haushaltgerät
- 2
- Haushaltgerät
- 3
- Haushaltgerät
- 4
- Wärmeübertragungseinrichtung
- 5
- Wärmetauschereinrichtung
- 6
- Heizquelle
- 7
- Wärmespeichereinrichtung
- 8
- Wärmeübertragungssteuereinrichtung
- 9
- Gerätesteuereinrichtung
- 10
- Netzwerkverbindungseinrichtung
- 11
- Netzwerkeinrichtung
- 12
- Fördereinrichtung
- 13
- Entnahmestelle
- 14
- Wärmeübertragungsmittel
- 15
- Wärmetauschereinrichtung
- 16
- Heizquelle
- 17
- Wärmespeichermittel
- 19
- Gerätesteuereinrichtung
- 25
- Wärmetauschereinrichtung
- 40
- Wohnraumheizungseinrichtung
- 100
- Haushaltgeräteanordnung
- 101
- Gargerät
- 102
- Waschmaschine
- 103
- Garraum
- 104
- Bedieneinrichtung
- 105
- Waschraum
- 106
- Bedieneinrichtung
