-
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Klimatisieren einer Vorrichtung mittels eines Elektrofahrzeugs und ein Elektrofahrzeug.
-
In vielen Ländern der Erde herrschen nur selten extreme klimatische Bedingungen, die zu einem Bedarf an Heizung oder Klimatisierung für einen Wohnraum führen. In Deutschland ist in der Regel eine Gebäudekühlung für private Haushalte nicht notwendig. Dennoch besteht insbesondere vor dem Hintergrund stetig extremer werdender Wetterverhältnisse auch in Deutschland temporärer Bedarf zur Kühlung privater Haushalte. Da eine Installation einer gebäudetechnischen Klimaanlage jedoch aufwendig und teuer ist, wird häufig auf eine entsprechende Umbaumaßnahme verzichtet.
-
Es besteht demnach Bedarf für eine bedarfsgerechte Regelung klimatischer Verhältnisse einer Vorrichtung, wie bspw. einem Haus, die sich insbesondere zur Verwendung in privaten Haushalten eignet.
-
In der deutschen Druckschrift
DE 10 2009 052 606 A1 wird ein Fahrzeug mit einem Speichersystem zur Speicherung von thermischer Energie beschrieben. Dabei ist das Fahrzeug im Falle eines mit einem Verbrennungsmotor betriebenen Fahrzeugs dazu konfiguriert, von dem Verbrennungsmotor erzeugte Wärmenergie von dem Fahrzeug zu einem Gebäude zu leiten. Weiterhin beschreibt die deutsche Druckschrift ein Verfahren, bei dem für den Fall, dass das Fahrzeug ein Elektrofahrzeug ist, thermische Energie von einem Gebäude in das Fahrzeug geleitet wird.
-
Die deutsche Druckschrift
DE 10 2009 039 839 A1 offenbart ein Verfahren zum Übertragen von mittels eines Verbrennungsmotors eines Fahrzeugs erzeugter Wärmeenergie in ein Gebäude.
-
Ein weiteres Verfahren zum Übertragen von mittels eines Verbrennungsmotors eines Fahrzeugs erzeugter Wärmeenergie in ein Gebäude ist in der deutschen Druckschrift
DE 29 30 269 A1 offenbart.
-
Die
DE 10 2013 006 734 A1 betrifft ein Gebäude mit einer Transporteinrichtung zur Umwälzung eines in einem Heizkreislauf des Gebäudes transportierten Wärmeübertragungsmittels und/oder von Trinkwasser, Betriebswasser oder eines sonstigen Betriebsmittels und mit einem elektrischen Verbrauchs- oder Speicherkreis. Um ein Gebäude unabhängig von Schwankungen in der Netzversorgung mit Wärme oder anderen Energieformen dezentral zu versorgen und die von Energieträgern zur Verfügung gestellte Energie mit einem hohen Wirkungsgrad auszunutzen, wird vorgeschlagen, in oder an dem Gebäude oder in dessen unmittelbarer Umgebung eine Schnittstelleneinrichtung vorzusehen, mit der ein Fortbewegungsmittel verbindbar oder verbunden ist, welches über einen von einem Brennstoff versorgten Antrieb bewegbar ist, und das Gebäude und das Fortbewegungsmittel über die Schnittstelleneinrichtung Energieformen und/oder Energieträger austauschen zu lassen.
-
Die
WO 2007 / 097 668 A1 offenbart eine Dockingeinheit zur Energieübertragung zwischen einem separaten Fluidsystem und einem Fahrzeug, umfassend einen Wärmetauscher, der an einen ersten Fluidkreislauf angeschlossen ist, der mit dem separaten Fluidsystem verbindbar ist, und einen zweiten Fluidkreislauf, der so angeordnet ist, dass er mit einem in dem Fahrzeug vorhandenen Klimasystem verbunden werden kann. Der zweite Fluidkreislauf ist beim Anschluss an das Fahrzeug so angeordnet, dass er einen Teil eines energieübertragenden Fluidkreislaufs bildet, der in dem Klimasystem enthalten ist.
-
Aus der
DE 101 02 788 A1 ist eine Vorzeltheizung oder Vorzeltkühlung von Wohnwagen oder Wohnmobilen bekannt, bei welcher im Wohnwagen erwärmte oder gekühlte Luft mittels Leitungen durch Auslassöffnungen in der Außenwand des Wohnwagens in das Vorzelt geleitet wird.
-
Die
DE 20 2005 017 225 U1 betrifft ein Wohnmobil oder einen Wohnwagen mit einem Fahrgestell, einem Aufbau bestehend aus seitlichen und oberen Aufbauwänden und mit einer Klimaanlage. Das Klimagerät besteht aus einer Vorrichtung zur bereichsweisen Temperierung mindestens einer Aufbauwand. Eine Aufbauwand ist als Wärmetauscher ausgebildet.
-
Vor diesem Hintergrund wird ein Verfahren zum Klimatisieren einer Vorrichtung mittels eines Elektrofahrzeugs vorgestellt, wobei die Vorrichtung in einer Umgebung des Elektrofahrzeugs angeordnet ist und wobei das Fahrzeug einen elektrischen Anschluss zum Verbinden mit einem stationären Elektrizitätsnetz, mindestens einen Elektrizitätsspeicher und mindestens ein Klimatisierungsgerät umfasst, und wobei mittels des mindestens einen Klimatisierungsgeräts elektrische Energie aus dem stationären Elektrizitätsnetz und aus dem mindestens einen Elektrizitätsspeicher in thermische Energie zum Heizen oder Kühlen eines Wärmemediums umgewandelt wird und wobei mittels des mindestens einen Klimatisierungsgeräts erwärmtes oder gekühltes Wärmemedium über ein Versorgungssystem von dem Elektrofahrzeug zu der Vorrichtung transportiert und die Vorrichtung dadurch klimatisiert wird, wobei das Elektrofahrzeug über einen Anschluss einen internen Wärmemittelkreislauf des Elektrofahrzeugs mit einem äußeren Wärmemittelkreislauf des Versorgungssystems der Vorrichtung verbindet und einen Wärmetauscher umfasst, so dass der interne Wärmemittelkreislauf des Elektrofahrzeugs und der äußere Wärmemittelkreislauf des Versorgungssystems der Vorrichtung getrennt bleiben und lediglich thermische Energie zwischen dem internen Wärmemittelkreislauf und dem äußeren Wärmemittelkreislauf ausgetauscht wird.
-
Ausgestaltungen ergeben sich aus der Beschreibung und den abhängigen Ansprüchen.
-
Das vorgestellte Verfahren dient insbesondere zum Klimatisieren, d. h. zum Heizen oder Kühlen, einer Vorrichtung, wie bspw. einem Gebäude, mittels eines Fahrzeugs, wobei das Fahrzeug zum Erzeugen entsprechender thermischer Energie einen Elektrizitätsspeicher verwendet, der eine Klimaanlage des Fahrzeugs mit Elektrizität versorgt. Es ist insbesondere vorgesehen, eine von einem Fahrzeug zur Klimatisierung eines Innenraums des Fahrzeugs umfasste Klimaanlage zur Klimatisierung des Gebäudes zu verwenden. Dazu ist vorgesehen, dass das Fahrzeug mittels eines Versorgungssystems, in dem ein Wärmemedium, wie bspw. Wasser oder ein Kühlmittel zirkuliert, mit dem Gebäude verbunden wird, so dass von dem Fahrzeug erzeugte thermische Energie über das Versorgungssystem zu dem Gebäude übertragen werden kann.
-
Unter einem Elektrizitätsspeicher ist im Kontext der vorliegenden Erfindung eine Vorrichtung zum Speichern von Elektrizität, insbesondere eine Batterie oder ein Kondensator zu verstehen.
-
Unter einem Klimatisierungsgerät ist im Kontext der vorgestellten Erfindung eine Vorrichtung zum Zuführen von thermischer Energie zu einem Wärmemedium, d. h. insbesondere zum Heizen oder Kühlen des Wärmemediums, zu verstehen.
-
Unter einem Versorgungssystem ist im Kontext der vorgestellten Erfindung eine Verbindung zwischen dem erfindungsgemäß vorgesehenen Fahrzeug und der erfindungsgemäß vorgesehenen Vorrichtung in der Umgebung des Fahrzeugs zu verstehen. Ein Versorgungssystem kann insbesondere eine Anzahl Leitungen, wie bspw. Rohre oder Schläuche, durch die ein mit thermischer Energie aufgeladenes Wärmemedium zu leiten ist, umfassen.
-
In dem vorgestellten Verfahren ist vorgesehen, dass als Fahrzeug ein Elektrofahrzeug gewählt wird.
-
Elektrofahrzeuge verfügen in der Regel über leistungsstarke Klimatisierungsgeräte, da Elektromotoren im Gegensatz zu Verbrennungsmotoren aufgrund ihrer verhältnismäßig geringen Wärmeentwicklung nur bedingt dazu geeignet sind, einen Innenraum eines Fahrzeugs zu beheizen. Weiterhin sind derartige Klimatisierungsgeräte in der Regel besonders effizient, um einen Energieverbrauch eines entsprechenden Fahrzeugs zu reduzieren und dessen Reichweite dadurch zu erhöhen. Entsprechend eignet sich ein Klimatisierungsgerät eines Elektrofahrzeugs in besonders vorteilhafter Weise zum Erzeugen von thermischer Energie, die gemäß dem vorgestellten Verfahren zum Klimatisieren von Vorrichtungen, wie bspw. Häusern zu verwenden ist.
-
Weiterhin verfügen Elektrofahrzeuge in der Regel über große Elektrizitätsspeicher, so dass ein Klimatisierungsbetrieb innerhalb bestimmter Grenzen unabhängig von einem lokalen Stromnetz, bspw. bei einem Stromausfall, durchzuführen ist.
-
Ferner sind Elektrofahrzeuge in der Regel mit einem lokalen Stromnetz zu verbinden, so dass eine jeweilige thermische Energie zum Klimatisieren einer jeweiligen Vorrichtung aus dem lokalen Stromnetz gewonnen werden kann. Dabei ist es aufgrund des großen Elektrizitätsspeichers eines jeweiligen Elektrofahrzeugs möglich, besonders günstigen Strom, wie er bspw. nachts verfügbar ist, zu speichern und in Zeiten besonders hoher Strompreise, wie bspw. tagsüber, zur Erzeugung von thermischer Energie zu verwenden.
-
Da Klimatisierungsgeräte von Fahrzeugen in der Regel sehr genau zu regeln sind, kann unter Verwendung eines Klimatisierungsgeräts eines Fahrzeugs zur Klimatisierung eines Gebäudes eine Temperatur innerhalb des Gebäudes sehr genau eingestellt werden, was einen Nutzerkomfort gegenüber traditionellen Klimatisierungsanlagen, wie bspw. Heizkörpern mit einem Drehregler, deutlich erhöht.
-
Selbstverständlich ist auch denkbar, dass das vorgestellte Verfahren parallel bzw. zusätzlich zu einer Klimatisierungsanlage einer jeweiligen Vorrichtung betrieben wird, so dass die Klimatisierungsanlage in Zeiten besonders hoher Belastung entlastet wird und die Klimatisierungsanlage der Vorrichtung gegenüber dem Stand der Technik kleiner dimensioniert werden kann, wodurch Platz und Kosten gespart werden können.
-
Zum thermischen Verbinden der erfindungsgemäß vorgesehenen Vorrichtung und des erfindungsgemäß vorgesehenen Fahrzeugs eignen sich insbesondere Versorgungsleitungen, durch die ein Wärmemedium, wie bspw. Wasser oder ein Kühlmittel zu leiten ist. Um derartige Versorgungsleitungen mit dem Fahrzeug zu verbinden, ist vorgesehen, dass das Fahrzeug einen Anschluss umfasst, der einen internen Wärmemittelkreislauf des Fahrzeugs mit einem äußeren Wärmemittelkreislauf verbindet. Ein derartiger Verschluss kann bspw. als Ventil zur Verbindung mit einem Schlauch oder einem Rohr ausgestaltet sein.
-
Weiterhin ist vorgesehen, dass der Anschluss zum Verbinden des äußeren Wärmemittelkreislaufs mit dem internen Wärmemittelkreislauf des erfindungsgemäß vorgesehenen Fahrzeugs einen Wärmetauscher umfasst, so dass der interne Wärmemittelkreislauf des Fahrzeugs und der äußere Wärmemittelkreislauf des Versorgungssystems der erfindungsgemäß vorgesehenen Vorrichtung getrennt bleiben und lediglich thermische Energie zwischen dem internen Wärmemittelkreislauf und dem äußeren Wärmemittelkreislauf ausgetauscht wird.
-
Um thermisch aufgeladenes Wärmemedium von dem erfindungsgemäß vorgesehenen Fahrzeug zu der erfindungsgemäß vorgesehenen Vorrichtung zu transportieren, ist vorgesehen, dass das Fahrzeug eine Wärmepumpe umfasst, die das Wärmemedium in Bewegung versetzt und bspw. einen Wärme- bzw. Kühlkreislauf vorantreibt. Als Wärmepumpe kann bspw. eine Pumpe eines Kühlkreislaufs des Fahrzeugs dienen.
-
In einer weiteren möglichen Ausgestaltung des vorgestellten Verfahrens ist vorgesehen, dass das Versorgungssystem mindestens eine Datenleitung zur Datenübertragung zwischen der Vorrichtung und dem Elektrofahrzeug umfasst und wobei mittels der Datenübertragung von der Vorrichtung zum Elektrofahrzeug ein Energietransfer von dem mindestens einen Elektrizitätsspeicher in thermische Energie geregelt und eine Temperatur in der Vorrichtung entsprechend eingestellt wird.
-
Da Fahrzeuge in der Regel eine eigene Steuerungselektronik zum Steuern jeweiliger Klimatisierungsgeräte umfassen, ist vorgesehen, eine Steuerungselektronik des erfindungsgemäß vorgesehenen Fahrzeugs zu nutzen, um das erfindungsgemäß vorgesehene Klimatisierungsgerät gemäß einer Nutzervorgabe zu regeln. Um die Nutzervorgabe zu der Steuerungselektronik zu übertragen und das Klimatisierungsgerät entsprechend einzustellen, ist vorgesehen, dass zwischen der erfindungsgemäß vorgesehenen Vorrichtung und dem Elektrofahrzeug eine Datenverbindung eingerichtet wird, die bspw. drahtlos oder drahtgebunden sein kann, und die jeweilige Steuerbefehle zu der Steuerungselektronik gemäß jeweiliger Nutzervorgaben überträgt.
-
Im Falle einer drahtgebundenen Übertragung von Steuerbefehlen jeweiliger Nutzervorgaben von der erfindungsgemäß vorgesehenen Vorrichtung zu dem erfindungsgemäß vorgesehenen Elektrofahrzeug ist vorgesehen, dass eine entsprechende Datenleitung zusammen mit dem Versorgungssystem mit dem Elektrofahrzeug verbunden wird und ein Anschluss des Elektrofahrzeugs für das Versorgungssystem eine Schnittstelle zum Anschluss der Datenleitung an eine Steuerungselektronik des Elektrofahrzeugs umfasst. Mittels der Datenleitung kann das Elektrofahrzeug bspw. hinsichtlich zu erzeugender thermischer Energie oder hinsichtlich Aktivitätszeiten eingestellt werden.
-
In einer weiteren möglichen Ausgestaltung des vorgestellten Verfahrens ist vorgesehen, dass die Vorrichtung mittels des Versorgungssystems mit elektrischer Energie aus dem mindestens einen Elektrizitätsspeicher des Elektrofahrzeugs versorgt wird.
-
Zusätzlich oder auch unabhängig von einer Übertragung thermischer Energie von dem erfindungsgemäß vorgesehenen Fahrzeug zu der erfindungsgemäß vorgesehenen Vorrichtung kann auch elektrische Energie übertragen werden, um bspw. eine mobile Vorrichtung mit Elektrizität zu versorgen.
-
In einer weiteren möglichen Ausgestaltung des vorgestellten Verfahrens ist vorgesehen, dass in dem Versorgungssystem mindestens ein Wärmetauscher angeordnet wird.
-
Um eine von dem erfindungsgemäß vorgesehenen Elektrofahrzeug erzeugte Menge an thermischer Energie auf die erfindungsgemäß vorgesehene Vorrichtung zu übertragen, können an dem Versorgungssystem Wärmetauscher, wie bspw. Heizkörper oder Kühlkörper angeordnet sein.
-
Ferner betrifft die vorliegende Erfindung ein Elektrofahrzeug mit einem elektrischen Anschluss zum Verbinden mit einem stationären Elektrizitätsnetz, mindestens einem Elektrizitätsspeicher, einem Klimatisierungsgerät und einem Anschluss zum Verbinden des Klimatisierungsgeräts mit einem Versorgungssystem einer in einer Umgebung des Elektrofahrzeugs angeordneten Vorrichtung, wobei das Elektrofahrzeug dazu konfiguriert ist, mittels des Klimatisierungsgeräts elektrische Energie aus dem mindestens einen Elektrizitätsspeicher in thermische Energie zur Klimatisierung der Vorrichtung umzuwandeln und elektrische Energie aus dem stationären Elektrizitätsnetz fortlaufend in thermische Energie zur Klimatisierung der Vorrichtung umzuwandeln, und wobei der Anschluss einen internen Wärmemittelkreislauf des Elektrofahrzeugs mit einem äußeren Wärmemittelkreislauf des Versorgungssystems der Vorrichtung verbindet und einen Wärmetauscher umfasst, so dass der interne Wärmemittelkreislauf des Elektrofahrzeugs und der äußere Wärmemittelkreislauf des Versorgungssystems der Vorrichtung getrennt bleiben und lediglich thermische Energie zwischen dem internen Wärmemittelkreislauf und dem äußeren Wärmemittelkreislauf ausgetauscht wird.
-
Das vorgestellte Elektrofahrzeug dient insbesondere zur Durchführung des vorgestellten Verfahrens.
-
Es ist vorgesehen, dass das Elektrofahrzeug einen elektrischen Anschluss zum Verbinden mit einem stationären Elektrizitätsnetz umfasst und das Elektrofahrzeug dazu konfiguriert ist, elektrische Energie aus dem stationären Elektrizitätsnetz fortlaufend in thermische Energie zur Klimatisierung der Vorrichtung umzuwandeln.
-
Weitere Vorteile und Ausgestaltungen ergeben sich aus der Beschreibung und der beiliegenden Zeichnung.
-
Es versteht sich, dass die voranstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
-
Die Erfindung ist anhand von Ausführungsformen in der Zeichnung schematisch dargestellt und wird unter Bezugnahme auf die Zeichnung schematisch und ausführlich beschrieben.
- 1 zeigt eine schematische Darstellung einer möglichen Ausgestaltung des vorgestellten Verfahrens.
-
In 1 ist ein Elektrofahrzeug 1 dargestellt. Das Elektrofahrzeug 1 umfasst einen Elektrizitätsspeicher 3, ein Klimatisierungsgerät 5 und einen Anschluss 7 für ein Versorgungssystem 9 zum Versorgen eines Gebäudes 11 mit thermischer Energie.
-
Um das Gebäude 11 zu kühlen oder zu heizen, verbindet ein Nutzer des Gebäudes 11 das Versorgungssystem 9 mit dem Anschluss 7 des Elektrofahrzeugs 1 und übermittelt über eine Benutzerschnittstelle 13 des Gebäudes 11, insbesondere über eine Drahtlosschnittstelle, einen Steuerbefehl, der eine gewünschte Temperatur kodiert, an das Klimatisierungsgerät 5 des Elektrofahrzeugs 1. Dazu verbindet sich die Benutzerschnittstelle 13 mit einer Steuerungselektronik des Elektrofahrzeugs 1 über die Drahtlosschnittstelle, so dass die Steuerungselektronik das Klimatisierungsgerät 5 aktiviert.
-
Mittels des Klimatisierungsgeräts 5 wird elektrische Energie aus dem Elektrizitätsspeicher 3 in thermische Energie umgewandelt, die über ein Wärmemedium mittels des Versorgungssystems 9 in das Gebäude 11 übertragen wird, wodurch das Gebäude 11 klimatisiert wird.
