EP1308627B1 - Pumpe mit Batterie - Google Patents

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EP1308627B1
EP1308627B1 EP02022090A EP02022090A EP1308627B1 EP 1308627 B1 EP1308627 B1 EP 1308627B1 EP 02022090 A EP02022090 A EP 02022090A EP 02022090 A EP02022090 A EP 02022090A EP 1308627 B1 EP1308627 B1 EP 1308627B1
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EP
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battery
pump according
motor
pump
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Thorsten Dr. Kettner
Günter Strelow
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Wilo SE
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Wilo SE
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D13/00—Pumping installations or systems
    • F04D13/02—Units comprising pumps and their driving means
    • F04D13/06—Units comprising pumps and their driving means the pump being electrically driven
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D13/00—Pumping installations or systems
    • F04D13/02—Units comprising pumps and their driving means
    • F04D13/06—Units comprising pumps and their driving means the pump being electrically driven
    • F04D13/068—Battery powered

Definitions

  • the present invention relates to a powered by an electric motor, in particular an electronically commutated DC motor (EC motor), pump for supplying a heating or air conditioning system of a building, comprising a housing, comprising a pump housing, in which an impeller is arranged, and comprising Motor housing in which electrical and / or electronic components are arranged to operate the motor.
  • EC motor electronically commutated DC motor
  • Such heating pumps are well known. They usually supply the heating system from a central location as part of central heating. These pumps generally have a power consumption of less than 100 watts and draw their power from the grid. A suitable network connection is usually available at a central location. For a short time, so-called “decentralized” pumps have also been known, which are each assigned to only a single radiator or a few radiators arranged in a room and only manage their supply of heating medium, see eg DE 199 39 522 , These pumps may be of correspondingly lower power because of lower requirements. They are also supplied via the voltage network of the building.
  • a disadvantage of the previously known pumps is that the power is supplied via lines that need to be routed to the decentralized pump out. These lines, which are sometimes laid over relatively long distances, affect the visual impression of the entire system of radiator and attached pump. They also help make these decentralized pumps uncomfortable in their maintenance and handling.
  • Object of the present invention is to provide a pump of the type described above, the handle easily in terms of their electrical connection with a simple structure and thus can be used in many ways and also makes a visually appealing impression.
  • the idea of the invention is to accomplish the power supply of the pump solely by means of a battery mechanically connected to the pump. This guarantees complete independence from an external power supply, at least for the life of the battery or batteries.
  • the pump is thus self-sufficient in terms of their supply. In this way, the disturbing supply cables can be avoided and the pump can be used flexibly and easily mounted.
  • the invention manifests itself in that in or on the housing, ie at a defined point on the pump, a battery for main supply of the motor and, if it is a regulated pump, the motor controlling the electronics is arranged.
  • the battery is therefore not intended solely for emergency supply.
  • the electrical or electronics is the circumstance of the reduced voltage compared to the network, for example, 12 V or 24 V adapted.
  • the invention can be used in pumps whose power consumption is less than 10 watts, in particular less than 2 watts, relatively low to conventional heating pumps.
  • a power range is common especially in the mentioned decentralized pumps, each of which does not have to supply much more than just a radiator.
  • Such a pump is accordingly in the flow or return in the immediate vicinity or attached directly to the heat exchanger, in particular the radiator. So the pump can take over the place and the role of the radiator valve. Because in this If the pump is to some extent integrated in the radiator, the invention relates to the entire system of heat exchangers of the pump attached thereto.
  • Such rechargeable batteries are commercially available at relatively high capacities in a small design at constantly decreasing costs.
  • the known Ni / Cd batteries or lithium ion batteries are used, which are characterized by their long life and reliability at a low price. It may also be advantageous to use other modern, high capacity, small size batteries.
  • the battery could be mounted stationary in a particular embodiment, so that the user must connect the installed pump for a certain charging time via a cable to an external power source with the interposition of a charger to charge the battery.
  • the batteries to be used advantageously have a capacity of at least 20 Ah, so that pumps can run at 1 watt power consumption for at least 200 hours.
  • the operating time can be extended by a corresponding factor.
  • the (rechargeable) battery which consists of a pack of several individual batteries, as well as accessible and detachable mounted in or on the motor housing.
  • the user can then replace the battery whenever needed. A service technician is not necessary.
  • the battery is arranged in such a replaceable battery pack, which is simply plugged as a compact component on the motor housing, which automatically close when plugging the contacts to the engine.
  • cordless screwdrivers such battery packs are manageable by anyone.
  • the battery pack can then be inserted and charged in an advantageous manner in a corresponding over the mains voltage supplied charging station.
  • the charging station installed at a central location can pick up and charge the batteries of several pumps.
  • a display instrument on the pump or the battery, on which the state of charge of the rechargeable battery can be read.
  • Such an instrument can be supplemented or replaced by an alarm device that triggers an acoustically and / or visually perceptible alarm as soon as the state of charge falls below a critical value. By entering the alarm state, the user is encouraged to change the battery pack.
  • the battery is at least partially charged by a particular adjustable in position to the light of the solar cell, which is connected to the battery.
  • a particular adjustable in position to the light of the solar cell which is connected to the battery.
  • this source of energy can not accomplish full charge, it does contribute to it sometimes.
  • the powerful solar collectors known today which guarantee a high yield with a relatively small area, such an additional power supply can be easily realized.
  • the possibility of adjustment makes it possible to optimally use the light source, which can be both a lamp and the sun.
  • the figure shows a centrifugal pump according to the invention, which is installed directly in the connecting flange of a radiator 1 and has a power of about 1 watt in this particular case.
  • the pump has a housing, on the one hand in a the Impeller 10 surrounding pump housing 2 and on the other hand in a motor housing 3, in which electrical and / or electronic components are arranged for operating the motor.
  • the pump housing 2 is formed in this particular case of the connection flange of the radiator 1, which is provided in itself for installation of an angle valve. This forms the spherical pump housing 2, in which a feed line 4 protrudes and into which a drain line 5 opens.
  • the pump is screwed by means of a thread 6 in a socket 7.
  • the connecting piece 7 has a corresponding internal thread. Sealing between the pump and the connecting piece 7 is done by means of a 0-ring 14.
  • the impeller 10 sits with its central suction mouth directly on the feed line 4.
  • the pump itself has an EC motor 8 on its electrical side and an impeller 10 held on the shaft 9 on the hydraulic side.
  • a battery for supplying the motor and the motor controlling the electronics is arranged on the motor housing 3.
  • the battery is a package 11 with rechargeable batteries that are accessible to the user from the outside and attached via snap closures 12 releasably attached to the motor housing 3.
  • the package 11 is thus plugged as a compact component on the motor housing 3, wherein automatically close when plugging contacts to the motor.
  • the battery pack 11 is integrated a display instrument 13, on which the state of charge of the battery can be read.
  • an alarm device 15 is provided which triggers an optically detectable alarm as soon as the state of charge falls below a critical value.
  • a solar cell 16 which can be adjusted by means of a hinge is attached, which is connected to the rechargeable battery and contributes to its charging.

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Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine von einem Elektromotor, insbesondere einem elektronisch kommutierten Gleichstrommotor (EC-Motor), betriebene Pumpe zur Versorgung einer Heizungs- oder Klimaanlage eines Gebäudes, mit einem Gehäuse, umfassend ein Pumpengehäuse, in dem ein Laufrad angeordnet ist, und umfassend ein Motorgehäuse, in dem elektrische und/oder elektronische Komponenten zum Betrieb des Motors angeordnet sind.
  • Derartige Heizungspumpen sind hinlänglich bekannt. Sie versorgen zumeist als Teil einer Zentralheizung das Heizungssystem von einer zentralen Stelle aus. Diese Pumpen haben im allgemeinen eine Leistungsaufnahme von weniger als 100 Watt und beziehen ihren Strom aus dem Netz. Ein geeigneter Netzanschluß steht für gewöhnlich an zentraler Stelle zur Verfügung. Seit kurzer Zeit sind auch sogenannte "dezentrale" Pumpen bekannt, die jeweils nur einen einzelnen Heizkörper oder aber wenigen in einem Raum angeordneten Heizkörpern zugeordnet sind und nur deren Versorgung mit Heizmedium bewerkstelligen siehe z.B. DE 199 39 522 . Diese Pumpen können wegen der geringeren Anforderungen von entsprechend kleinerer Leistung sein. Sie werden ebenfalls über das Spannungsnetz des Gebäudes versorgt.
  • Nachteilig an den bislang bekannten Pumpen ist jedoch, daß die Stromversorgung über Leitungen geschieht, die zu den dezentralen Pumpen hin verlegt werden müssen. Diese Leitungen, die mitunter über relativ weite Strecken verlegt werden, beeinträchtigen den optischen Eindruck des Gesamtsystems aus Heizkörper und daran angeschlossener Pumpe. Sie tragen außerdem dazu bei, daß diese dezentralen Pumpen unkomfortabel in ihrer Wartung und Handhabung sind.
  • Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist ein, eine Pumpe der eingangs beschriebenen Art zu schaffen, die bei einfachem Aufbau sich bezüglich ihres elektrischen Anschluß komfortabel handhaben und damit vielseitig einsetzen läßt und zudem einen optisch ansprechenden Eindruck macht.
  • Diese Aufgabe wird durch eine Pumpe nach Anspruch 1 gelöst.
  • Der erfindungsgemäße Gedanke liegt darin, die Energieversorgung der Pumpe allein durch eine mit der Pumpe mechanisch verbundene Batterie zu bewerkstelligen. Das garantiert zumindest für die Lebensdauer der Batterie oder der Batterien eine vollständige Unabhängigkeit von einer externen Stromversorgung. Die Pumpe ist somit bezüglich ihrer Versorgung autark. Auf diese Weise können die störenden Versorgungskabel vermieden werden und die Pumpe kann flexibel eingesetzt und komfortabel montiert werden. Die Erfindung manifestiert sich darin, daß im oder am Gehäuse, also an einer definierten Stelle an der Pumpe, eine Batterie zur Hauptversorgung des Motors und, falls es sich um eine geregelte Pumpe handelt, der den Motor steuernden Elektronik angeordnet ist. Die Batterie ist also nicht lediglich zur Notversorgung vorgesehen. Selbstverständlich ist die Elektrik respektive die Elektronik dem Umstand der im Vergleich zum Netz reduzierten Spannung von beispielsweise 12 V oder 24 V angepaßt.
  • Besonders vorteilhaft läßt sich die Erfindung bei Pumpen einsetzen, deren Leistungsaufnahme mit weniger als 10 Watt, insbesondere weniger als 2 Watt, vergleichsweise gering zu üblichen Heizungspumpen ist. Ein derartiger Leistungsbereich ist gerade bei den erwähnten dezentralen Pumpen üblich, die jeweils nicht viel mehr als nur einen Heizkörper versorgen müssen. Eine solche Pumpe wird dementsprechend im Vor- oder Rücklauf in unmittelbarer Nähe oder direkt an dem Wärmetauscher, insbesondere dem Heizkörper, angebracht. So kann die Pumpe die Stelle und die Rolle des Heizkörperventils übernehmen. Da in diesem Fall die Pumpe in gewisser Weise in den Heizkörper integriert ist, bezieht sich die Erfindung auf das gesamte System aus Wärmetauscher der daran angebrachten Pumpe.
  • Sicherlich ist es besonders vorteilhaft, die Batterie wiederaufladbar auszulegen. Dadurch wird einerseits ein erheblicher Teil der Kosten gespart und andererseits die Umwelt geschont. Derartige auch als Akkus bezeichnete wiederaufladbare Batterien sind mit relativ hohen Kapazitäten in kleiner Bauweise zu ständig sinkenden Kosten kommerziell erhältlich. Vorteilhafter Weise werden die bekannten Ni/Cd Akkus oder Litium lonen Akkus eingesetzt, die sich durch ihre lange Lebensdauer und ihre Zuverlässigkeit bei geringem Preis auszeichnen. Es kann auch vorteilhaft sein, andere moderne Akkus mit hoher Kapazität bei geringer Baugröße zu verwenden. Der Akku könnte in einer besonderen Ausführungsform stationär montiert sein, so daß der Nutzer die installierte Pumpe für eine gewisse Ladezeit über ein Kabel mit einer externen Spannungsquelle unter Zwischenschaltung eines Ladegerätes verbinden muß, um die Batterie aufzuladen. Die zu verwendenden Akkus haben vorteilhafter Weise eine Kapazität von mindestens 20 Ah, so daß Pumpen bei 1 Watt Leistungsaufnahme mindestens 200 Stunden laufen können. Unter dem Aspekt, daß die Pumpen eine moderne und auf maximale Energieeinspaarung ausgelegte Steuerelektronik haben, kann die Betriebsdauer um einen entsprechenden Faktor verlängert werden.
  • Für eine einfache und komfortable Handhabung ist es jedoch vorteilhaft, wenn die (wiederaufladbare) Batterie, die aus einem Packen mehrerer Einzelakkus besteht, sowie zugänglich und lösbar im oder am Motorgehäuse angebracht ist. Der Nutzer kann dann jederzeit nach Bedarf die Batterie austauschen. Ein Servicetechniker ist dazu nicht notwendig. Weiterhin vorteilhaft ist es, wenn die Batterie in einem solchen austauschbaren Akkupaket angeordnet ist, das als kompaktes Bauteil einfach auf das Motorgehäuse aufsteckbar ist, wobei sich beim Aufstecken die Kontakte zum Motor automatisch schließen. Wie vom Einsatz bei Akkuschraubern bekannt, sind derartige Akkupakete von jedermann handhabbar. Um eine Gefährdung der Nutzer durch eine im Generatorbetrieb laufende Pumpe ausschließen zu können, ist bei der Konzeption der Kontakte selbstverständlich darauf zu achten, daß diese nicht frei zugänglich sondern abgedeckt sind. Das Akkupaket kann dann in vorteilhafter Weise in eine entsprechende über die Netzspannung versorgte Ladestation eingesteckt und aufgeladen werden. Die an zentraler Stelle aufgestellte Ladestation kann dabei die Batterien mehrerer Pumpen aufnehmen und laden.
  • Um die Nutzer über den Zustand der Pumpe informierten zu können ist es vorteilhaft, ein Anzeigeinstrument an der Pumpe oder dem Akku vorzusehen, an dem der Ladezustand der wiederaufladbaren Batterie ablesbar ist. Ein solches Instrument kann durch eine Alarmeinrichtung ergänzt oder ersetzt werden, die einen akustisch und/oder optisch wahrnehmbaren Alarm auslöst, sobald der Ladezustand einen kritischen Wert unterschreitet. Durch Eintritt des Alarmzustandes wird der Nutzer animiert, das Akkupack zu wechseln.
  • Bei einer besonders vorteilhaften Ausführungsform wird der Akku zumindest teilweise von einer insbesondere in ihrer Stellung zum Licht justierbaren Solarzelle aufgeladen, die mit dem Akku verbunden ist. Auch wenn diese Energiequelle nicht die vollständige Aufladung bewerkstelligen kann, so trägt die dennoch in mitunter starkem Maße dazu bei. Wegen der großen zur Verfügung stehenden Fläche und der Möglichkeit der geschickten Integration in das Design ist es besonders vorteilhaft, die Solarzelle an der Fläche des Wärmetauschers, insbesondere des Heizkörpers, anzubringen und über ein Kabel mit der Batterie zu verbinden. Mit den heute bekannten leistungsfähigen Solarkollektoren, die eine hohe Ausbeute bei relativ geringer Fläche garantieren, ist eine derartige zusätzliche Stromversorgung einfach realisierbar. Die Möglichkeit der Justierung erlaubt es dabei , die Lichtquelle, die sowohl eine Lampe als auch die Sonne sein kann, optimal auszunutzen.
  • Ein besonderes Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Figur dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben.
  • Die Figur zeigt eine erfindungsgemäße Kreiselpumpe, die in diesem besonderen Fall direkt im Anschlußflansch eines Heizkörpers 1 eingebaut ist und eine Leistung von etwa 1 Watt aufweist. Die Pumpe hat ein Gehäuse, das sich einerseits in ein das Laufrad 10 umgebende Pumpengehäuse 2 und andererseits in ein Motorgehäuse 3 aufteilt, in dem elektrische und/oder elektronische Komponenten zum Betrieb des Motors angeordnet sind. Das Pumpengehäuse 2 ist in diesem besonderen Fall vom Anschlußflansch des Heizkörpers 1 gebildet, der an sich zum Einbau eines Eckventils vorgesehen ist. Dieser bildet das kugelförmige Pumpengehäuse 2 aus, in den eine Zulaufleitung 4 hineinragt und in den eine Ablaufleitung 5 mündet. Die Pumpe ist vermittels eines Gewindes 6 in einen Stutzen 7 eingeschraubt. Zum Einschrauben in das Gewinde 6 weist der Anschlußstutzen 7 ein entsprechendes Innengewinde auf. Abdichtung zwischen der Pumpe und dem Anschlußstutzen 7 geschieht vermittels eines 0-Ringes 14. Das Laufrad 10 sitzt mit seinem zentralen Saugmund unmittelbar auf der Zulaufleitung 4 auf.
  • Die Pumpe selber weist an ihrer elektrischen Seite einen EC-Motor 8 und auf der hydraulischen Seite ein auf der Welle 9 gehaltenes Laufrad 10 auf. An dem Motorgehäuse 3 ist eine Batterie zur Versorgung des Motors und der den Motor steuernden Elektronik angeordnet. In diesem Fall ist die Batterie ein Paket 11 mit wiederaufladbaren Akkus, das für den Nutzer von außen zugänglich und über Schnappverschlüsse 12 lösbar am Motorgehäuse 3 angebracht. Das Paket 11 ist somit als kompaktes Bauteil auf das Motorgehäuse 3 aufsteckbar, wobei sich beim Aufstecken nicht gezeigte Kontakte zum Motor automatisch schließen. Das Akkupaket 11 ist ein Anzeigeinstrument 13 integriert, an dem der Ladezustand der Batterie ablesbar ist. Zudem ist eine Alarmeinrichtung 15 vorgesehen, die einen optisch wahrnehmbaren Alarm auslöst, sobald der Ladezustand einen kritischen Wert unterschreitet. Im Akkupaket 11 ist eine über ein Scharnier justierbare Solarzelle 16 angebracht, die mit der wiederaufladbaren Batterie verbunden ist und die zu deren Aufladung beiträgt.

Claims (12)

  1. Pumpe zur Versorgung einer Heizung- oder Klimaanlage eines Gebäudes, mit einem Gehäuse, umfassend ein Pumpengehäuse, in dem ein Laufrad angeordnet ist, und mit einem Elektromotor (8), insbesondere einen elektronisch kommutierten Gleichstrommotor, umfassend ein Motorgehäuse, in dem elektrische und/oder elektronische Komponenten zum Betrieb des Motors (8) angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass im oder am Gehäuse eine Batterie (11) zur Versorgung des Motors (8) und gegebenenfalls der dem Motor (8) steuernden Elektronik angeordnet ist.
  2. Pumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Batterie ein wiederaufladbarer Akku (11) ist.
  3. Pumpe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Batterie zugänglich und lösbar im oder am Motorgehäuse (8) angebracht ist.
  4. Pumpe nach Anspruch 3, dadurch gekenntzeichnet, dass die Batterie in einem austauschbaren Akkupaket (11) angeordnet ist, das als kompaktes Bauteil auf das Motorgehäuse (8) aufsteckbar ist, wobei sich beim Aufstecken die Kontakte zum Motor automatisch schließen.
  5. Pumpe nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Akkupaket (11) in einer entsprechenden über die Netzspannung versorgten Ladestation aufladbar ist.
  6. Pumpe nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekenntzeichnet, dass eine Leistungsaufnahme von weniger als 10 Watt, insbesondere weniger als 2 Watt.
  7. Pumpe nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Anzeigeinstrument (13), an dem der Ladezustand der wiederaufladbaren Batterie (11) ablesbar ist
  8. Pumpe nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Alarmeinrichtung (15), die einen akustisch und/oder optisch wahrnehmbaren Alarm auslöst, sobald der Ladezustand einen kritischen Wert unterschreitet.
  9. Pumpe nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine insbesondere justierbare Solarzelle, die mit der wiederaufladbaren Batterie verbunden ist und die zu deren Ausladung beiträgt.
  10. Pumpe nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Solarzelle an der Fläche eines Wärmetauschers, insbesondere eines Heizkörpers, anbringbar und über ein Kabel mit der Batterie verbindbar ist.
  11. Pumpe nach einem der vorherigen Ansprüche angebracht im Vor- oder Rücklauf in unmittelbarer Nähe oder direkt an einem Wärmetauscher (1), insbesondere an einem Heizkörper.
  12. System aus Wärmetauscher, insbesondere Heizkörper, und einer daran angebrachten Pumpe nach einem der vorherigen Ansprüche.
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