DE2837786A1

DE2837786A1 - Einrichtung zur waermeversorgung mit einer waermepumpe

Info

Publication number: DE2837786A1
Application number: DE19782837786
Authority: DE
Inventors: Rolf Blumhardt; Heinz Dipl Ing Eibl; Ernst Dipl Ing Hatz; Erwin Dipl Phys Peter
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Motorenfabrik Hatz GmbH and Co KG
Priority date: 1978-08-30
Filing date: 1978-08-30
Publication date: 1980-03-13
Also published as: FR2434928A3; FR2434928B3

Description

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22.8.1978 Ki/Kö

ROBERT BOSCH GMBH, 7OOO STUTTGART 1 Einrichtung zur Wärmeversorgung mit einer Wärmepumpe Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einer Einrichtung nach der Gattung des Hauptanspruchs. Die hydraulische Bremse dient bei diesen Einrichtungen dazu, die Leistung der Brennkraftmaschine im Betrieb bei tiefen Außentemperaturen voll zu nutzen. Mit sinkender Außentemperatur nimmt der Druck und dadurch auch die Dichte des Kältemittels im Verdampfer ab, wodurch auch der Leistungsbedarf bzw. die Leistungsaufnahme des Verdichters kleiner wird. Diese Erscheinung tritt insbesondere bei Wärmepumpen mit Luftverdampfern auf. Der von der Wärmepumpe nicht genutzte Anteil des gesamten Leistungsangebotes der Brennkraftmaschine wird in der hydraulischen Bremse in Wärmeleistung umgewandelt, welche dem Heizungsnetz zugeführt wird und dort die Minderleistung der Wärmepumpe kompensiert oder über-

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kompensiert. Es ist schon eine Einrichtung vorgeschlagen worden, bei welcher als hydraulisches Mittel der Bremse Wasser oder Hydrauliköl verwendet wird, das in einem von der Brennkraftmaschine getrennten, in sich geschlossenen und dem Wärmetauscher der Bremse einschliessenden hydraulischen Umlaufsystem angeordnet ist. Diese Ausführung bedingt einen verhältnismäßig großen zusätzlichen Bauaufwand.

Vort'eile der Erfindung

Die erfindungsgemäße Einrichtung mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, daß als hydraulisches Mittel der Bremse ein ohnehin vorhandenes Medium der Brennkraftmaschine genutzt wird und daß ein zusätzliches hydraulisches Umlaufsystem entfällt.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im Hauptanspruch angegebenen Einrichtung möglich.

Eine besonders einfache Ausführung ergibt sich, wenn die hydraulische Bremse und vorzugsweise auch deren Wärmetauscher unmittelbar in der Kurbelwanne der Brennkraftmaschine angeordnet sind und dort in den Schmierölvorrat eintauchen, der bei Brennkraftmaschinen zum Antrieb von Wärmepumpen zweckmäßig reichlicher als bei Fahrzeugmotoren bemessen ist.

In manchen Fällen kann es auch vorteilhaft sein, den Wärmetauscher der hydraulischen Bremse im Kühlkreis-

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lauf der Brennkraftmaschine anzuordnen, der an das Heizungsnetz angeschlossen ist und dessen umlaufender Wärmeträger das Heizungswasser ist. In diesem Kühlkreislauf werden auch die übrigen Wärmeverluste der Maschine erfaßt und nutzbar gemacht.

Die hydraulische Bremse kann synchron mit der Kurbelwelle der Brennkraftmaschine verbunden und so ausgelegt sein, daß sich ohne zusätzliche Regelorgane für die Bremse eine Kompensation oder Überkompensation des Leistungsabfalles der Wärmepumpe bei sinkenden Außentemperaturen ergibt.

Zeichnung

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen Pig. 1 ein schematisches Bild des Ausführungsbeispiels und Fig. 2 eine Abwandlung der Anordnung nach Fig. 1.

Beschreibung des Ausführungsbeispiels

Die Einrichtung hat eine Wärmepumpe I₃ deren Verdichter 2 das Kältemittel in einem über einen Verflüssiger 3> ein Entspannungsorgan 4 und einen Luftverdampfer 5 führenden geschlossenen Kreis 6 umlaufend antreibt. Der Verflüssiger 3 ist als Wärmetauscher in ein geschlossenes Heizungsnetz 8 eingeschaltet, das über Heizkörper 9 und ein Dreiwegeventil 10 führt, an welchem parallel zu den Heizkörpern 9 ein Brauchwasserbereiter 11 angeschlossen ist. Eine Pumpe 12 treibt den flüssigen Wärmeträger im Heizungsnetz 8 umlaufend an, dessen

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thermisches Ausdehnungsvolumen in einem geschlossenen Ausdehnungsgefäß 14 aufgenommen wird.

Der Verdichter 2 ist mit einem Dieselmotor 16 gekuppelt, dessen Kurbelwanne 17 einen Schmierölvorrat 18 aufnimmt, in welchem ein Wärmetauscher 19 liegt. Dieser ist in Serie mit dem Verflüssiger 3 der Wärmepumpe 1 in das Heizungsnetz eingeschaltet und unmittelbar vom Heizwasser durchströmt. Im Schmierölvorrat 18 ist ferner ein Flügelrad 20 angeordnet, das in einer Stirnwand der Kurbelwanne 17 drehbar gelagert und über ein Vorgelege 21 von der Kurbelwelle 22 der Brennkraftmaschine angetrieben ist. Der Abstand der Achse des Flügelrads 20 und des Wärmetauschers 19 vom Boden der Kurbelwanne 17 ist so bemessen, daß beide Teile auch bei minimalem Schmierölvorrat noch voll in diesen eintauchen. In das Heizungsnetz 8 ist zweckmäßig ein nicht dargestellter weiterer Wärmetauscher eingeschaltet, in welchem der Kühlmittelkreis des Motors seine Wärme an das Heizwasser abgibt, so daß annähernd dessen gesamte Abwärme zum Heizen genutzt ist.

Bei der abgewandelten Ausführung nach Fig. 2 ist ein besonderer Ölkühler für das Schmieröl nicht vorgesehen. Statt dessen ist der Wärmetauscher 19 der hydraulischen Bremse in den Kühlmittelkreis 24 einbezogen, der auch über einen Wärmetauscher 25 für das Abgas des Motors führt und auch die Abwärme im Gehäuseblock des Motors erfaßt, was symbolisch durch einen dritten Wärmetauscher 26 angedeutet ist. In den Kühlmittelkreis 24 ist ein thermostatisches Dreiwegeventil 28 eingeschaltet, welches die Wärmetauscher 19, 25 und 26 über eine

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Leitung 30 kurzschließt, bis die Betriebstemperatur des Kühlmittels erreicht ist. Danach schaltet das Dreiwegeventil 28 um, worauf der Kühlmittelkreis an den Punkten 31 und 32 an das Heizungsnetz 8 angeschlossen ist, das als Kühler für das Kühlmittel dient und von diesem zusätzlich aufgeheizt wird. Zwischen den Anschlüssen 31 und 32 ist vorteilhaft ein Thermostatventil 33 vorgesehen, welches gleichzeitig mit dem Thermostatventil 28 anspricht und den zwischen den Anschlüssen 31 und 32 liegenden Abschnitt des Heizungsnetzes 8 schließt, sobald und solange das Thermostatventil 28 den Kühlmittelkreis an das Heizungsnetz 8 angeschaltet hat.

Das Flügelrad 20 bildet zusammen mit dem Schmierölvorrat 18 eine hydraulische Bremse, welche einen Teil der Leistung des Motors 16 aufnimmt. Diese Bremse ist starr mit der Kurbelwelle des Motors 16 gekuppelt und läuft daher ständig mit dieser um. Bei steigender Außentemperatur steigt die Leistungsaufnahme der Wärmepumpe 1 an, so daß die Drehzahl des Motors 16 und mit ihr die Leistungsaufnahme der hydraulischen Bremse 18, 20 absinkt. Bei fallender Außentemperatur sind die Verhältnisse umgekehrt. Die Anordnung ist so getroffen, daß die drehzahlabhängigen Änderungen der Leistungsaufnahme der hydraulischen Bremse die außentemperaturabhängigen Änderungen der Leistungsaufnahme der Wärmepumpe jeweils kompensieren oder vorzugsweise sogar überkompensieren, so daß auf eine Zusatzheizung ganz verzichtet oder diese zumindest kleiner als eine entsprechende Heizung bei Anlagen ohne hydraulische Bremse bemessen werden kann.

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Claims

22.8.1978 Ki/Kö ROBERT BOSCH GMBH, 7ΌΟΟ STUTTGART 1 Ansprüche

1. Einrichtung zur Wärmeversorgung, mit einer Wärmepumpe, deren Verflüssiger Anschlüsse für ein Heizungsnetz hat und zu deren Antrieb eine Brennkraftmaschine vorgesehen ist, welcher eine hydraulische Bremse zugeordnet ist, die einen Wärmetauscher hat, in welchem das hydraulische Mittel der Bremse in Wärmeaustausch mit dem umlaufenden Wärmeträger des Heizungsnetzes steht, dadurch gekennzeichnet, daß das hydraulische Mittel der Bremse (20) das Schmieröl der Brennkraftmaschine ist.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die hydraulische Bremse (20) im Gehäuse der Brennkraftmaschine angeordnet ist.

3- Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die hydraulische Bremse (20) unmittelbar in der Ölwanne (17) der Brennkraftmaschine angeordnet ist.

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4. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Wärmetauscher (19) der hydraulischen Bremse (20) im Gehäuse der Brennkraftmaschine angeordnet ist.

5. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Wärmetauscher (19) der hydraulischen Bremse (20) unmittelbar in der Ölwanne (17) der Brennkraftmaschine angeordnet ist.

6. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Wärmetauscher (19) der hydraulischen Bremse (20) im Kühlkreislauf (24) der Brennkraftmaschine liegt, der an das Heizungsnetz (8) angeschlossen ist und dessen umlaufender Wärmeträger Heizungswasser ist.

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