EP4675193A1 - Hybrid-heizgerät und verwendung eines deflektors - Google Patents

Hybrid-heizgerät und verwendung eines deflektors

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Publication number
EP4675193A1
EP4675193A1 EP25185783.5A EP25185783A EP4675193A1 EP 4675193 A1 EP4675193 A1 EP 4675193A1 EP 25185783 A EP25185783 A EP 25185783A EP 4675193 A1 EP4675193 A1 EP 4675193A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
boiler
air
supply air
hybrid heating
housing
Prior art date
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Pending
Application number
EP25185783.5A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Nicolas Morilleau
Henri Lami
Frederic Daudet
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Vaillant GmbH
Original Assignee
Vaillant GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Vaillant GmbH filed Critical Vaillant GmbH
Publication of EP4675193A1 publication Critical patent/EP4675193A1/de
Pending legal-status Critical Current

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    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24H—FLUID HEATERS, e.g. WATER OR AIR HEATERS, HAVING HEAT-GENERATING MEANS, e.g. HEAT PUMPS, IN GENERAL
    • F24H4/00—Fluid heaters characterised by the use of heat pumps
    • F24H4/02—Water heaters
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24H—FLUID HEATERS, e.g. WATER OR AIR HEATERS, HAVING HEAT-GENERATING MEANS, e.g. HEAT PUMPS, IN GENERAL
    • F24H1/00—Water heaters, e.g. boilers, continuous-flow heaters or water-storage heaters
    • F24H1/22—Water heaters other than continuous-flow or water-storage heaters, e.g. water heaters for central heating
    • F24H1/44—Water heaters other than continuous-flow or water-storage heaters, e.g. water heaters for central heating with combinations of two or more of the types covered by groups F24H1/24 - F24H1/40
    • F24H1/445—Water heaters other than continuous-flow or water-storage heaters, e.g. water heaters for central heating with combinations of two or more of the types covered by groups F24H1/24 - F24H1/40 with integrated flue gas condenser
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24H—FLUID HEATERS, e.g. WATER OR AIR HEATERS, HAVING HEAT-GENERATING MEANS, e.g. HEAT PUMPS, IN GENERAL
    • F24H8/00—Fluid heaters characterised by means for extracting latent heat from flue gases by means of condensation
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    • F24H—FLUID HEATERS, e.g. WATER OR AIR HEATERS, HAVING HEAT-GENERATING MEANS, e.g. HEAT PUMPS, IN GENERAL
    • F24H8/00—Fluid heaters characterised by means for extracting latent heat from flue gases by means of condensation
    • F24H8/006—Means for removing condensate from the heater
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    • F24H—FLUID HEATERS, e.g. WATER OR AIR HEATERS, HAVING HEAT-GENERATING MEANS, e.g. HEAT PUMPS, IN GENERAL
    • F24H9/00—Details
    • F24H9/0005—Details for water heaters
    • F24H9/001—Guiding means
    • F24H9/0026—Guiding means in combustion gas channels
    • F24H9/0031—Guiding means in combustion gas channels with means for changing or adapting the path of the flue gas
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24D—DOMESTIC- OR SPACE-HEATING SYSTEMS, e.g. CENTRAL HEATING SYSTEMS; DOMESTIC HOT-WATER SUPPLY SYSTEMS; ELEMENTS OR COMPONENTS THEREFOR
    • F24D2200/00—Heat sources or energy sources
    • F24D2200/04—Gas or oil fired boiler
    • F24D2200/046—Condensing boilers
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24D—DOMESTIC- OR SPACE-HEATING SYSTEMS, e.g. CENTRAL HEATING SYSTEMS; DOMESTIC HOT-WATER SUPPLY SYSTEMS; ELEMENTS OR COMPONENTS THEREFOR
    • F24D2200/00—Heat sources or energy sources
    • F24D2200/12—Heat pump
    • F24D2200/123—Compression type heat pumps
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24D—DOMESTIC- OR SPACE-HEATING SYSTEMS, e.g. CENTRAL HEATING SYSTEMS; DOMESTIC HOT-WATER SUPPLY SYSTEMS; ELEMENTS OR COMPONENTS THEREFOR
    • F24D2200/00—Heat sources or energy sources
    • F24D2200/16—Waste heat
    • F24D2200/18—Flue gas recuperation

Definitions

  • the invention relates to a hybrid heating device and the use of a deflector.
  • hybrid heating systems have been developed that combine a heat pump, usually an air-to-water heat pump, with a conventional boiler. This allows for energy-saving reductions in the boiler's operating time, and particularly during transitional seasons or periods of low heating demand, the system can be powered solely by the heat pump.
  • heating demand is high, for example, due to cold weather or a high hot water requirement, the boiler can quickly and reliably provide a high heat output to meet all heating needs.
  • Such a hybrid heating system is used in the EP 2 868 984 A1 As described, this system comprises an air-to-liquid heat pump and a boiler for heating domestic hot water.
  • the heat pump's condenser can be designed in two sections, with the first section carrying incoming cold domestic hot water.
  • a disadvantage of such a heating system, in conjunction with an air supply for the boiler and heat pump, is the considerable installation effort and space required.
  • a hybrid heating device is to be provided that operates with exceptional energy efficiency and has a simple design. Furthermore, it is desirable that the hybrid heating device has a compact design and can be arranged in a casing or housing.
  • a hybrid heating unit comprising a boiler designed for burning fuel and an air-to-water heat pump with an evaporator.
  • the boiler and heat pump are housed within a common casing and draw air from a shared intake. Exhaust gas from the boiler is directed to the heat pump's evaporator.
  • a deflector is positioned within the casing such that air flowing into the casing from the intake is guided along a first air path past the boiler in such a way that there is no thermal contact between this first air path or the intake air flow and the boiler. The air is then subsequently directed to the evaporator and/or the boiler.
  • the hybrid heating unit can supply a building with heating and/or hot water and can be installed either freestanding or, in particular, wall-mounted. Specifically, the heating unit can deliver a heat output of up to 50 kilowatts.
  • the boiler of the hybrid heating appliance can be a conventional fuel-burning boiler.
  • the boiler can add a mass flow of fuel, corresponding to a predetermined combustion air ratio (lambda, air-fuel ratio), to the combustion airflow drawn in by a secondary conveying device.
  • the resulting combustion mixture can be fed via a mixture channel to a burner in the boiler, from where it exits into a combustion chamber of the heating appliance and is combusted.
  • the boiler can include an ignition device to ignite the combustion mixture at the burner.
  • At least one heat exchanger can be designed to transfer the heat generated during fuel combustion in the combustion chamber to a heat transfer fluid circulating in a heating circuit.
  • the hybrid heating appliance can also include a circulation pump for the heating circuit.
  • the exhaust gas stream, or combustion products, is fed from the combustion chamber to the heat pump's evaporator via an exhaust gas inlet.
  • the evaporator's first conveying unit can draw in the exhaust gas stream from the exhaust gas inlet and/or an intake air stream from the first air path.
  • the first conveying unit can be located downstream of the evaporator in the direction of airflow.
  • the airflow or exhaust gas stream can be discharged via an exhaust port on the housing into the building's exhaust system.
  • the evaporator is thus located outside the exhaust gas inlet and outside the exhaust duct within the housing and can advantageously have a large heat exchange surface.
  • the boiler can be specifically designed to burn a fuel gas.
  • This fuel gas can be, for example, a fossil gas such as natural gas or hydrogen.
  • the boiler can be designed, for instance, to burn a fuel gas with a (pure) hydrogen content of at least 80 percent, 90 percent, or 95 percent, or even pure hydrogen.
  • the boiler can be a condensing boiler or a condensing gas boiler, which is designed to cool the exhaust gas to such an extent that the water vapor it contains condenses, thus making the heat of condensation usable.
  • the boiler can have a gas valve to control the mass flow of fuel gas, which typically includes a gas safety valve and a gas control valve.
  • the gas control valve can be, in particular, a stepper motor valve capable of setting a defined mass flow of fuel gas.
  • the gas control valve can also deliver a mass flow of fuel gas according to a transmitted control pressure. This control pressure can be measured in a Venturi device and serve as a measure of the delivered mass flow of combustion air. This configuration is also known as a pneumatic gas-air system.
  • the safety valve is designed to prevent the escape of unburned hydrogen and, for example, during the boiler's start-up process, is only released after the supply system has been activated to a suitable starting power.
  • the aforementioned components can be any part of the boiler itself.
  • the boiler can adjust its burner output to the demand, a process also known as "modulation.”
  • modulation a process also known as "modulation."
  • a control unit of the hybrid boiler can adjust the output of the second supply unit and thus the mass flow of supply air, which is used by the boiler as combustion air, to the heat demand. or adjust the heat output of the heat pump.
  • a control system adjusts the fuel mass flow to the changing supply air flow.
  • the heat pump can be a conventional heat pump in which a refrigerant circulates in a refrigeration cycle and transfers heat.
  • the heat pump comprises an evaporator, which can absorb heat from the supply air stream and/or the exhaust gas stream of the boiler, and a condenser, designed to transfer heat to the heat transfer fluid circulating in the heating circuit.
  • a first circulation system of the heat pump may be provided, which supplies air to the evaporator or circulates air through it.
  • the condenser can be located upstream of at least one heat exchanger that is in operative communication with the boiler.
  • the refrigerant can change from a liquid phase to a gaseous phase, thereby extracting heat from the supply air stream and/or the exhaust gas stream of the boiler.
  • the refrigerant can change from the gaseous phase to the liquid phase and transfer heat to the heat transfer fluid of the heating circuit.
  • a compressor and an expansion valve can be arranged on opposite sides between the evaporator and the condenser to set suitable pressure conditions for the phase transitions.
  • the hybrid heating unit can also include the provision of hot water (heated domestic hot water).
  • a hot water heat exchanger can be arranged in a bypass between the flow and return of the heating circuit, and a three-way valve can be used to initiate flow through this hot water heat exchanger.
  • the hybrid heating unit can comprise a single housing in which the heat pump and the boiler are located together. In other words, all components of the hybrid heating unit can be housed in one casing.
  • the supply air connection can be integrated into the housing in such a way that the supply air flow from the The air intake is routed into the interior of the housing.
  • the first pumping unit of the heat pump and the second pumping unit of the boiler draw air from the first air passage located inside the housing.
  • the boiler when the boiler is switched on, its exhaust gas flow is routed to the evaporator via the exhaust gas inlet. Downstream of the evaporator, an exhaust gas duct can lead to the exhaust gas connection of the housing.
  • the hybrid heating unit can include a control and monitoring device that regulates and controls its operation.
  • This device can be electrically or electronically connected to at least the first and/or second pumping unit, the heat pump or its components, and the boiler.
  • the deflector of the hybrid heating appliance can also be understood as an air guide device and is arranged and configured to direct the supply air flow drawn in from the supply air connection past the boiler via a first air path, to which a first supply air flow is assigned.
  • "Bypassing" in this context means that there is virtually no thermal contact between the first air path or supply air flow and the boiler or combustion chamber, and consequently, heat transfer from the boiler or combustion chamber to the first air path or supply air flow is either not possible or virtually non-existent. This advantageously prevents heat losses from the boiler to the first supply air flow and increases the efficiency of the hybrid heating appliance.
  • first air path to which a first supply air stream is assigned, which passes by the boiler or combustion chamber.
  • the first conveying device and/or the second conveying device can draw supply air from the first air path.
  • the deflector is designed to direct the supply air stream flowing from or drawn in from the supply air connection into the first air path.
  • the first air path can be further restricted by the deflector and/or Components of the hybrid heating unit are limited and constitute a section of the interior of the housing. It is understood that further deflectors or air guide devices may also be provided to limit the primary air path.
  • the evaporator typically requires a very high airflow to operate efficiently, often in the range of 200 cubic meters per hour. Such a large airflow would cause significant heat loss from the boiler or combustion chamber if the (first) supply air stream were in thermal contact with the boiler or combustion chamber.
  • the deflector is specifically designed to direct the (first) supply air stream directly to the evaporator, thereby minimizing/reducing thermal contact between the first supply air stream and the boiler, and thus reducing heat losses and increasing the efficiency of the hybrid heating system.
  • the housing of the hybrid heating appliance can have a front and a back, with the back being designed for mounting the hybrid heating appliance on a wall, and the first air path adjoining the back of the housing.
  • the first supply air flow can be arranged between a rear wall forming the back of the housing and the boiler or combustion chamber.
  • At least one (actively adjustable) component of the heat pump, in particular the compressor, the condenser, and/or the evaporator can be arranged in the area of the back of the hybrid heating appliance.
  • At least one component of the boiler, in particular the burner and/or the associated heat exchanger and/or the gas valve can be arranged on or in the area of the front.
  • the deflector can be configured to divide the supply air flow entering the housing from the supply air connection into the first and a second air path, and a predetermined portion of the supply air flow is drawn in by the second conveying device and flows around the boiler on the second air path. External cooling is achieved through this design.
  • This configuration allows for targeted cooling of the boiler or combustion chamber and prevents damage due to overheating.
  • the airflow can be divided into two streams, one for the first and one for the second, such that the second stream is sufficient to prevent damage from overheating the boiler and thus limit heat losses to the level necessary for cooling.
  • a third airflow can be supplied to the boiler as combustion air via a third air path, originating from the first air path or supply air flow. If the first air path adjoins the rear of the housing, the third air path can lead from the rear of the housing towards the front of the housing and an intake opening of the boiler located there.
  • the boiler can include a gas valve and/or an electronic component in the area of the third air path, arranged such that the gas valve and/or the electronic component are cooled by the air flowing in the third air path.
  • the electronic components can, for example, be a control and regulating device for the heating appliance or heat pump and/or the boiler.
  • the electronic components can be arranged in a so-called E-box, which is positioned in or on the third air path in such a way that the E-box is surrounded or flowed through by the third supply air stream, thus allowing the electronic components to be cooled.
  • the air intake connection of the hybrid heating appliance housing can be arranged coaxially with the exhaust gas connection for drawing in ambient air or the supply air stream.
  • Such systems are also referred to as air-exhaust gas systems, whereby the supply air stream is guided around the exhaust gas stream, thus advantageously stimulating heat transfer from the exhaust gas stream to the supply air stream.
  • the supply air stream can enter the housing of the hybrid heating unit, and the conveying system can draw the supply air stream from inside the housing.
  • a deflector designed for this purpose can include an annular area that collects the supply air stream from the supply air inlet.
  • the proposed hybrid heating appliance thus enables at least three operating modes.
  • the first mode pure heat pump operation
  • the entire initial supply air flow is drawn in by the first conveying unit and passed through the evaporator.
  • both the boiler and the heat pump are in operation, and the initial supply air flow is distributed proportionally between the evaporator and the boiler.
  • the portion of the initial supply air flow supplied to the boiler as combustion air can be routed through the third air path, advantageously preventing waste heat from the boiler from damaging electronic components and/or the gas valve.
  • the third mode only the boiler can be in operation, and its exhaust gases are fed through the evaporator to the exhaust outlet. Given the potential utilization of the heat from the exhaust gas flow, the third mode will typically only occur in the event of a heat pump malfunction.
  • the use of a deflector in a hybrid heating appliance with a boiler and an air-to-water heat pump with a common supply air connection is proposed for the targeted division with predetermined proportions of an airflow from the supply air connection onto a first air path that passes by the boiler and a second air path that specifically flows around and cools the boiler.
  • hybrid heating unit and the use of a deflector, which at least partially solve the problems described with reference to the state of the art.
  • the hybrid heating unit and its use contribute to providing a simple and compact hybrid heating unit that enables energy-efficient operation with low heat loss.
  • the hybrid heating unit can be housed in a single enclosure, which can also be wall-mounted.
  • FIG. 1 shows an exemplary and schematic representation of a proposed hybrid heating appliance 1.
  • This appliance can comprise a boiler 3 and a heat pump 4, which are arranged in exactly one housing 2.
  • the hybrid heating appliance 1, or rather its housing 2 has a front 38 and a back 39.
  • the heat pump 4 has a refrigeration circuit 15 in which a refrigerant can circulate and evaporate in an evaporator 8 and condense in a condenser 21.
  • a compressor 9 and an expansion valve 16 can also be present in the refrigeration circuit 15, enabling pressure adjustment within the evaporator 8 and condenser 21.
  • the components of the heat pump 4, or the heat pump 4 itself, are visibly arranged, particularly in the area of the rear 39 of the housing 2.
  • An exhaust gas duct 5 can be connected to the evaporator 8, through which a supply air flow and/or exhaust gas flow 22 passing through the evaporator can be fed to an exhaust gas connection 24 of the housing 2 and from there to a building's exhaust system.
  • a first conveying device 7 can be arranged in or upstream of the exhaust gas duct 5, which draws a supply air flow and/or an exhaust gas flow 22 through the evaporator.
  • the boiler 3 can be configured to burn a fuel gas, such as natural gas or hydrogen.
  • An exhaust gas stream 22 from the boiler 3 can be fed to the evaporator 8 via an exhaust gas inlet 34 and flow through it in a flow direction 32 of the evaporator 8.
  • the boiler 3 can include a gas valve 36 and electronic components 37, such as a control unit.
  • the components of the boiler 3 are particularly visible in the area of the front 38 of the housing 2. Heat generated during the combustion of the fuel gas can be transferred via a heat exchanger 10 to a heating circuit 20 circulated by a circulation pump 17. Heat transfer fluids are transferred.
  • the heating circuit 20 has a flow pipe 14, through which heated heat transfer fluid can be supplied to consumers such as radiators or underfloor heating systems, and a return pipe 11 through which the heat transfer fluid can be returned from the consumers.
  • a hot water heat exchanger 35 is arranged between the flow pipe 14 and the return pipe 11. This heat exchanger can heat a volume flow of potable water or domestic hot water from a cold water connection 12 and supply it to a hot water outlet 13.
  • heat transfer fluid from the flow pipe 14 can be routed through the hot water heat exchanger 35 via a three-way valve 19.
  • the boiler 3 includes a second conveying device 18, which can draw combustion air from the housing 2.
  • the housing 2 includes an air inlet 29 through which ambient air can be drawn in.
  • a deflector 6 is arranged inside the housing 2, which directs the supply air flow 23 drawn in through the air inlet 29 past the boiler 3 via a first air path 25 as the first supply air flow 26, such that there is no or virtually no thermal contact between the first supply air flow 26 and the boiler 3. Therefore, no or only minimal heat is transferred from the outside of the boiler 3 to the first supply air flow 26.
  • the deflector 6 can further be configured to supply a second supply air stream 28 to a second air path 27, which is directed in such a way as to achieve targeted cooling of the boiler.
  • the deflector 6 is configured to separate a predetermined second supply air stream 28, required for cooling the boiler 3, from the first supply air stream 26 and supply it to the second air path 27. This enables sufficient cooling of the boiler 3 while simultaneously limiting heat loss.
  • a third supply air stream 31 can be directed via a third air path 30.
  • the third air path is arranged such that the third supply air stream 31 cools electronic components 37 and the gas valve 36, thus protecting them from overheating due to waste heat from the Boiler 3 is protected.
  • the second supply air flow 28 and the third supply air flow 31 are primarily initiated by the second conveying device 18, particularly when boiler 3 is in operation.
  • FIG. 2 Figure 1 shows, by way of example and schematically, a deflector 8 configured for an air supply connection 29 that coaxially surrounds an exhaust gas connection 24.
  • the deflector 8 has an annular area 33 that collects the air supply flow 23 from the air supply connection 29 and feeds it to the first air path 25.

Landscapes

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Abstract

Vorgeschlagen wird ein Hybrid-Heizgerät (1), umfassend einen Heizkessel (3), eingerichtet zur Verbrennung eines Brennstoffes, sowie eine Luft/ Wasser-Wärmepumpe (4) mit einem Verdampfer (8), wobei Heizkessel (3) und Wärmepumpe (4) innerhalb eines gemeinsamen Gehäuses (2) angeordnet und dazu eingerichtet sind, einen Zuluftstrom (23) aus einen gemeinsamen Zuluftanschluss (29) anzusaugen, und ein Abgasstrom (22) des Heizkessels (3) dem Verdampfer (8) der Wärmepumpe (4) zugeleitet wird, wobei ein Deflektor (6) innerhalb des Gehäuses (2) derart angeordnet und eingerichtet ist, dass der aus dem Zuluftanschluss (29) in das Gehäuse (2) einströmende Zuluftstrom (23) auf einem ersten Luftweg (25) an dem Heizkessel (3) derart vorbeigeführt wird, dass kein thermischer Kontakt zwischen dem ersten Luftweg (25) bzw. dem Zuluftstrom (23) und dem Heizkessel (3) besteht, und anschließend dem Verdampfer (8) und/ oder dem Heizkessel (3) zugeführt wird. Die Erfindung ermöglicht einen energetisch effizienten Betrieb des Hybrid-Heizgeräts (1) in Verbindung mit einem einfachen und kompakten Aufbau desselben.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Hybrid-Heizgerät und eine Verwendung eines Deflektors.
  • Im Rahmen des zunehmenden Fokus auf nachhaltige Energien zum Heizen von Gebäuden und zur Bereitstellung von Warmwasser wurden Hybrid-Heizgeräte entwickelt, die eine Wärmepumpe, zumeist eine Luft-Wasser Wärmepumpe, mit einem klassischen Heizkessel kombinieren. Die Betriebszeiten des Heizkessels können so energiesparend gemindert werden und insbesondere in Übergangszeiten oder in Zeiträumen geringer Wärmeanforderungen kann eine Versorgung lediglich mit der Wärmepumpe erfolgen. Bei einer hohen Wärmeanforderung, beispielsweise bedingt durch kalte Witterung oder durch eine hohen Warmwasserbedarf, kann der Heizkessel komfortsichernd schnell eine hohe Wärmeleistung einbringen, um alle Wärmeanforderungen zu erfüllen.
  • Eine derartige Hybrid-Heizungsanlage wird in der EP 2 868 984 A1 beschrieben. Diese umfasst eine Luft/ Flüssigkeit-Wärmepumpe und einen Kessel zur Erwärmung von Sanitärwasser. Der Verflüssiger der Wärmepumpe kann zweigeteilt ausgeführt sein und durch einen ersten Teil zulaufendes, kaltes Sanitärwasser geführt werden. Nachteilig erfordert eine derartige Heizungsanlage in Verbindung mit einer Luftzuführung für Heizkessel und Wärmepumpe einen erheblichen Installationsaufwand und Bauraum.
  • In der EP 2 273 203 A2 wird ein Hybrid-Heizgerät vorgestellt, das in einer einzigen Hülle angeordnet werden kann, also eine kompakte Bauform aufweist. Dieses umfasst eine durch die Zuluft des Kessels gespeiste Luft-Wasser-Wärmepumpe und einen Heizkessel. Nachteilig ist, dass die Energieeffizienz dieser Heizungsanlage gering ist. Auch die EP 2 926 059 B1 zeigt eine derartiges Hybrid-Heizgerät mit verbesserungswürdiger Energieeffizienz.
  • Es ist daher Aufgabe der Erfindung, die mit Bezug auf den Stand der Technik geschilderten Probleme zumindest teilweise zu lindern oder zu lösen. Insbesondere soll ein Hybrid-Heizgerät angegeben werden, das besonders energieeffizient arbeitet und einfach aufgebaut ist. Weiter ist wünschenswert, dass das Hybrid-Heizgerät eine kompakte Bauform aufweist und in einer Hülle bzw. einem Gehäuse angeordnet werden kann.
  • Diese Aufgaben werden gelöst durch die Merkmale der unabhängigen Patentansprüche. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der hier vorgeschlagenen Lösung sind in den unabhängigen Patentansprüchen angegeben. Es wird darauf hingewiesen, dass die in den abhängigen Patentansprüchen aufgeführten Merkmale in beliebiger, technologisch sinnvoller, Weise miteinander kombiniert werden können und weitere Ausgestaltungen der Erfindung definieren. Darüber hinaus werden die in den Patentansprüchen angegebenen Merkmale in der Beschreibung näher präzisiert und erläutert, wobei weitere bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung dargestellt werden.
  • Hierzu trägt ein Hybrid-Heizgerät bei, umfassend einen Heizkessel, eingerichtet zur Verbrennung eines Brennstoffes, sowie eine Luft/ Wasser-Wärmepumpe mit einem Verdampfer. Heizkessel und Wärmepumpe sind innerhalb eines gemeinsamen Gehäuses angeordnet und saugen Luft aus einem gemeinsamen Zuluftanschluss an. Ein Abgasstrom des Heizkessels wird dem Verdampfer der Wärmepumpe zugeleitet. Dabei ist ein Deflektor innerhalb des Gehäuses derart angeordnet und eingerichtet, dass aus dem Zuluftanschluss in das Gehäuse einströmende Luft auf einem ersten Luftweg an dem Heizkessel derart vorbeigeführt wird, dass kein thermischer Kontakt zwischen dem ersten Luftweg bzw. dem Zuluftstrom und dem Heizkessel besteht, und danach bzw. anschließend einem Verdampfer und/ oder dem Heizkessel zugeführt wird.
  • Das Hybrid-Heizgerät kann der Versorgung eines Gebäudes mit Heizungswärme und/ oder Warmwasser dienen und stehend oder insbesondere wandhängend anzuordnen sein. Insbesondere kann das Heizgerät eine Wärmeleistung von bis zu 50 Kilowatt erbringen.
  • Bei dem Heizkessel des Hybrid-Heizgeräts kann es sich um einen bekannten Heizkessel zur Verbrennung eines Brennstoffes handeln. Der Heizkessel kann dem durch eine zweite Fördereinrichtung angesaugten Verbrennungsluftstrom einen, einem vorgegebenen Verbrennungsluftverhältnis (Lambda, Luftzahl) entsprechenden, Massestrom Brennstoff zusetzen. Das entstehende Verbrennungsgemisch kann über einen Gemischkanal einem Brenner des Heizkessels zugeführt, aus diesem in eine Brennkammer des Heizgeräts austreten und dort verbrannt werden. Hierfür kann der Heizkessel eine Zündeinrichtung umfassen, um das Verbrennungsgemisch am Brenner zu entzünden. Mindestens ein Wärmetauscher kann dazu eingerichtet sein, bei der Verbrennung des Brennstoffes in der Brennkammer entstehende Wärme auf einen in einem Heizkreis zirkulierenden Wärmeträger zu übertragen. Das Hybrid-Heizgerät kann zudem eine Umwälzpumpe des Heizkreises umfassen.
  • Der Abgasstrom bzw. die Verbrennungsprodukte werden aus der Brennkammer über eine Abgaszuführung dem Verdampfer der Wärmepumpe zugeleitet. Insofern kann die erste Fördereinrichtung des Verdampfers den Abgasstrom aus der Abgaszuführung und/ oder einen Zuluftstrom aus dem ersten Luftweg ansaugen. Hierfür kann die erste Fördereinrichtung in einer Durchströmungsrichtung des Verdampfers gesehen diesem nachgeordnet angeordnet sein. Nach dem Durchströmen des Verdampfers kann der Luftstrom bzw. Abgasstrom, der den Verdampfer durchströmt, über einen Abgasanschluss des Gehäuses einer Abgasanlage des Gebäudes zugeführt werden. Der Verdampfer ist somit außerhalb der Abgaszuführung und außerhalb des Abgaskanals im Gehäuse angeordnet und kann vorteilhaft eine große Wärmeaustauschfläche aufweisen.
  • Der Heizkessel kann insbesondere zur Verbrennung eines Brenngases als Brennstoff eingerichtet sein. Bei dem Brenngas kann es sich beispielsweise um ein fossiles Gas wie Erdgas oder auch um Wasserstoff handeln. Der Heizkessel kann beispielhaft zur Verbrennung eines Brenngases mit einem Anteil (reinem) Wasserstoff von mindestens 80 Prozent, 90 Prozent oder 95 Prozent oder auch reinem Wasserstoff eingerichtet sein. Insbesondere kann es sich bei dem Heizkessel um einen Brennwert-Heizkessel bzw. ein Brennwert-Gasheizgerät handeln, der dazu eingerichtet ist, das Abgas derart abzukühlen, dass enthaltenes Wasser kondensiert und somit die Kondensationswärme nutzbar macht.
  • Der Heizkessel kann zur Steuerung des Massestromes Brenngas ein Gasventil aufweisen, das in der Regel ein Gassicherheitsventil und ein Gasregelventil umfassen kann. Das Gasregelventil kann dabei insbesondere ein Schrittmotorventil sein, das einen definierten Massestrom Brenngas einstellen kann. Alternativ kann das Gasregelventil auch einen Massestrom Brenngas entsprechend einem übermittelten Steuerdruck abgeben. Der Steuerdruck kann dabei in einer Venturieinrichtung erfasst werden und ein Maß für den geförderten Massestrom Verbrennungsluft sein. Diese Ausgestaltung wird auch als pneumatischer Gas-Luftverbund bezeichnet. Das Sicherheitsventil soll ein Austreten unverbrannten Wasserstoffs verhindern und wird beispielsweise bei einem Startvorgang des Heizgerätes erst nach dem Anfahren der Fördereinrichtung für eine für den Startvorgang geeignete Startleistung freigegeben. Die vorgenannten Komponenten können alle Teile des Heizkessels selbst sein.
  • Der Heizkessel kann insbesondere die Brennerleistung an den Bedarf anpassen, was auch als "Modulieren" bezeichnet wird. Hierzu kann bei einem Erkennen eines geänderten Wärmebedarfs, beispielsweise unter Einbeziehung einer Vorlauf- und Rücklauftemperatur des mit dem Hybrid-Heizgerät verbundenen Heizkreises, ein Regel- und Steuergerät des Hybrid-Heizgeräts eine Leistung der zweiten Fördereinrichtung und damit den Massestrom Zuluft, die durch den Heizkessel als Verbrennungsluft genutzt wird, an den Wärmebedarf bzw. die Wärmeleistung der Wärmepumpe anpassen. Gleichzeitig passt eine Regelung den Brennstoffmassestrom an den sich ändernden Zuluftstrom an.
  • Bei der Wärmepumpe kann es sich um eine bekannte Wärmepumpe handeln, bei der ein Kältemittel in einem Kältekreis zirkuliert und Wärme überträgt. Die Wärmepumpe umfasst einen Verdampfer, der Wärme aus dem Zuluftstrom und/ oder aus dem Abgasstrom des Heizkessels aufnehmen kann, und einen Verflüssiger, eingerichtet zur Übertragung von Wärme auf den in dem Heizkreis zirkulierenden Wärmeträger. Hierzu kann eine erste Fördereinrichtung der Wärmepumpe vorgesehen sein, die dem Verdampfer Luft zuführt bzw. diesen mit Luft durchströmt. In einer Durchströmungsrichtung des Wärmeträgers des Heizkreises gesehen, kann der Verflüssiger dem mindestens einen mit dem Heizkessel in Wirkverbindung stehenden Wärmetauscher vorgelagert sein. Das Kältemittel kann im Verdampfer von einer flüssigen Phase in eine gasförmige Phase übergehen und dabei dem Zuluftstrom und/ oder dem Abgasstrom des Heizkessels Wärme entziehen. Im Verflüssiger kann das Kältemittel von der gasförmigen Phase in die flüssige Phase übergehen und Wärme auf den Wärmeträger des Heizkreises übertragen. Zwischen Verdampfer und Verflüssiger können auf gegenüberliegenden Seiten ein Kompressor und ein Expansionsventil angeordnet sein, um für die Phasenübergänge geeignete Druckverhältnisse einzustellen.
  • Das Hybrid-Heizgerät kann zudem eine Bereitstellung von Warmwasser (erwärmten Brauchwasser) umfassen. Hierzu kann ein Warmwasserwärmetauscher in einem Bypass zwischen Vorlauf und Rücklauf des Heizkreises angeordnet sein und über ein Dreiwegeventil kann eine Durchströmung dieses Warmwasserwärmetauscher initiiert werden.
  • Das Hybrid-Heizgerät kann ein einziges Gehäuse umfassen, in dem die Wärmepumpe und der Heizkessel gemeinsam angeordnet sind. Mit anderen Worten können alle Komponenten des Hybrid-Heizgerät in einer Hülle angeordnet sein. Der Zuluftanschluss kann derart mit dem Gehäuse verbunden sein, dass der Zuluftstrom aus dem Zuluftanschluss in das Innere des Gehäuses geleitet wird. Die erste Fördereinrichtung der Wärmepumpe und die zweite Fördereinrichtung des Heizkessels saugen Luft aus dem innerhalb des Gehäuses angeordneten ersten Luftweg an. Zudem wird bei eingeschaltetem Heizkessel dessen Abgasstrom über die Abgaszuführung dem Verdampfer zugeleitet. Dem Verdampfer kann in dessen Durchströmungsrichtung nachgeordnet ein Abgaskanal zu dem Abgasanschluss des Gehäuses führen.
  • Das Hybrid-Heizgerät kann ein Regel- und Steuergerät umfassen, das den Betrieb desselben regelt und steuert. Dieses kann zumindest mit der ersten und/ oder zweiten Fördereinrichtung, der Wärmepumpe bzw. Komponenten derselben und dem Heizkessel elektrisch bzw. datentechnisch verbunden sein.
  • Der Deflektor des Hybrid-Heizgeräts kann auch als Luftleiteinrichtung verstanden werden und ist derart angeordnet und eingerichtet, den aus dem Zuluftanschluss angesaugten Zuluftstrom über einen ersten Luftweg, dem ein erster Zuluftstrom zugeordnet ist, am Heizkessel vorbeizuführen. Vorbeiführen bedeutet in diesem Zusammenhang, dass weitestgehend kein thermischer Kontakt zwischen dem ersten Luftweg bzw. Zuluftstrom und dem Heizkessel bzw. der Brennkammer besteht und folglich eine Übertragung von Wärme des Heizkessels bzw. der Brennkammer auf den ersten Luftweg bzw. Zuluftstrom nicht oder weitestgehend nicht übertragen werden kann. Vorteilhaft können so Wärmeverluste des Heizkessels an den ersten Zuluftstrom vermieden und der Wirkungsgrad des Hybrid-Heizgeräts gesteigert werden.
  • Somit ergibt sich ein erster Luftweg, dem ein erster Zuluftstrom zugeordnet ist, der am Heizkessel bzw. der Brennkammer vorbeiführt. Die erste Fördereinrichtung und/ oder die zweite Fördereinrichtung können Zuluft aus dem ersten Luftweg ansaugen. Der Deflektor ist dazu eingerichtet den aus dem Zuluftanschluss strömenden bzw. angesaugten Zuluftstrom in den ersten Luftweg zu leiten. Der erste Luftweg kann dabei durch den Deflektor und/ oder Bauteile des Hybrid-Heizgerätes begrenzt und ein Teilbereich des Inneren des Gehäuses sein. Dabei versteht sich, dass zur Begrenzung des ersten Luftwegs auch weitere Deflektoren bzw. Luftleiteinrichtungen vorgesehen sein können.
  • Der Verdampfer benötigt in der Regel einen sehr großen Luftstrom, um effizient zu arbeiten, häufig in einem Bereich von 200 Kubikmeter pro Stunde. Ein derartig großer Luftstrom würde einen hohen Wärmeverlust des Heizkessels bzw. der Brennkammer verursachen, wenn ein thermischer Kontakt des (ersten) Zuluftstromes mit dem Heizkessel oder der Brennkammer bestehen würde. Der Deflektor ist insbesondere dazu eingerichtet, den (ersten) Zuluftstrom direkt zum Verdampfer zu leiten, und den thermischen Kontakt des ersten Zuluftstromes mit dem Heizkessel und damit Wärmeverluste desselben zu mindern / reduzieren bzw. die Effizienz des Hybrid-Heizgerätes zu steigern.
  • Gemäß einer Ausgestaltung kann das Gehäuse des Hybrid-Heizgeräts eine Vorderseite und eine Rückseite aufweisen, wobei die Rückseite zur Befestigung des Hybrid- Heizgeräts an einer Wand eingerichtet ist, und der erste Luftweg an die Rückseite des Gehäuses angrenzt. Insofern kann der erste Zuluftstrom zwischen einer die Rückseite des Gehäuses bildenden Rückwand und dem Heizkessel bzw. der Brennkammer angeordnet sein. Dabei kan bei dem Hybrid-Heizgerät im Bereich der Rückseite bzw. an der Rückseite mindestens ein (aktiv einstellbares) Bauteil der Wärmepumpe angeordnet sein, insbesondere der Kompressor, der Verflüssiger und/oder der Verdampfer. An der bzw. im Bereich der Vorderseite kann mindestens ein Bauteil des Heizkessels angeordnet sein, insbesondere der Brenner und/oder der zugehörige Wärmetauscher und/oder das Gasventil.
  • Gemäß einer Ausgestaltung kann der Deflektor dazu eingerichtet sein, den aus dem Zuluftanschluss in das Gehäuse einströmenden Zuluftstrom auf den ersten und einen zweiten Luftweg aufzuteilen und ein vorgegebener Anteil des Zuluftstromes wird von der zweiten Fördereinrichtung angesaugt und umströmt auf dem zweiten Luftweg den Heizkessel äußerlich zur Kühlung . Diese Ausgestaltung ermöglicht eine gezielte Kühlung des Heizkessels bzw. der Brennkammer und eine Vermeidung von Schäden aufgrund von Überhitzung. Die Aufteilung des Zuluftstromes auf den ersten Zuluftstrom und den zweiten Zuluftstrom kann dabei dahingehend erfolgen, dass der zweite Zuluftstrom ausreichend ist, um Schäden aufgrund von Überhitzung des Heizkessels zu vermeiden und damit die Wärmeverluste auf ein zur Kühlung notwendiges Maß zu beschränken.
  • Gemäß einer Ausgestaltung kann auf einem dritten Luftweg ein dritter Zuluftstrom von dem ersten Luftweg bzw. Zuluftstrom dem Heizkessel als Verbrennungsluft zugeführt werden. Insofern der erste Luftweg an die Rückseite des Gehäuses angrenzt, kann der dritte Luftweg von der Rückseite des Gehäuses in Richtung der Vorderseite des Gehäuses und einer dort angeordneten Ansaugöffnung des Heizkessels führen.
  • Gemäß einer Ausgestaltung kann der Heizkessel ein Gasventil und/ oder ein elektronisches Bauteil im Bereich des dritten Luftweges umfassen, die derart angeordnet sind, dass das Gasventil und/ oder das elektronische Bauteil von der auf dem dritten Luftweg strömenden Luft gekühlt werden. Dabei kann es sich bei den elektronischen Bauteilen beispielsweise um ein Regel- und Steuergerät des Heizgeräts bzw. der Wärmepumpe und/ oder des Heizkessels handeln. Die elektronischen Bauteile können dabei in einer sogenannten E-Box angeordnet sein, die derart in oder am dritten Luftweg angeordnet ist, dass die E-Box von dem dritten Zuluftstrom umströmt oder durchströmt wird und die elektronischen Bauteile so gekühlt werden können.
  • Gemäß einer Ausgestaltung kann der Zuluftanschluss des Gehäuses des Hybrid-Heizgerätes zur Ansaugung von Umgebungsluft bzw. des Zuluftstromes koaxial zu dem Abgasanschluss angeordnet sein. Derartige Systeme werden auch als Luft-Abgassystem bezeichnet, wobei der Zuluftstrom um den Abgasstrom ummantelnd geführt wird und so vorteilhaft eine Wärmeübertragung vom Abgasstrom auf den Zuluftstrom angeregt werden kann. Dabei kann insbesondere der Zuluftstrom in das Gehäuse des Hybrid-Heizgerät münden und die Fördereinrichtung den Zuluftstrom aus dem Gehäuseinneren ansaugen. Ein hierfür eingerichteter Deflektor kann einen ringförmigen Bereich umfassen, der den Zuluftstrom aus dem Zuluftanschluss sammelt.
  • Das vorgeschlagene Hybrid-Heizgerät ermöglicht somit zumindest drei Betriebsarten. Bei einer ersten Betriebsart, einem reinen Wärmepumpenbetrieb, wird der gesamte erste Zuluftstrom von der ersten Fördereinrichtung angesaugt und durch den Verdampfer geführt. Bei einer zweiten Betriebsart, einem Kombinationsbetrieb, sind Heizkessel und Wärmepumpe in Betrieb und der erste Zuluftstrom wird anteilig dem Verdampfer und dem Heizkessel zugeführt. Der dem Heizkessel als Verbrennungsluft zugeführte Anteil des ersten Zuluftstromes kann dabei über den dritten Luftweg geführt werden und vorteilhaft verhindern, dass Abwärme des Heizkessels elektronische Bauteile und/ oder das Gasventil beschädigt. Bei einer dritten Betriebsart kann nur der Heizkessel in Betrieb sein und dessen Abgase werden durch den Verdampfer dem Abgasanschluss zugeführt. Vor dem Hintergrund einer möglichen Nutzung der Wärme des Abgasstromes wird die dritte Betriebsart in der Regel nur bei einem Defekt der Wärmepumpe auftreten.
  • Nach einem weiteren Aspekt der Erfindung wird eine Verwendung eines Deflektors in einem Hybrid- Heizgerät mit einem Heizkessel und einer Luft-Wasser- Wärmepumpe mit einem gemeinsamen Zuluftanschluss zur gezielten Aufteilung mit vorgegebenen Anteilen eines Luftstromes aus dem Zuluftanschluss auf einen ersten Luftweg, der am Heizkessel vorbeiführt und einen zweiten Luftweg der den Heizkessel gezielt umströmt und kühlt, vorgeschlagen.
  • Die im Zusammenhang mit dem Hybrid-Heizgerät erörterten Details, Merkmale und vorteilhaften Ausgestaltungen können entsprechend auch bei der hier vorgestellten Verwendung auftreten und umgekehrt. Insoweit wird auf die dortigen Ausführungen zur näheren Charakterisierung der Merkmale vollumfänglich Bezug genommen.
  • Vorsorglich sei angemerkt, dass die hier verwendeten Zahlwörter ("erste", "zweite", ...) vorrangig (nur) zur Unterscheidung von mehreren gleichartigen Gegenständen, Größen oder Prozessen dienen, also insbesondere keine Abhängigkeit und/oder Reihenfolge dieser Gegenstände, Größen oder Prozesse zueinander zwingend vorgeben. Sollte eine Abhängigkeit und/oder Reihenfolge erforderlich sein, ist dies hier explizit angegeben oder es ergibt sich offensichtlich für den Fachmann beim Studium der konkret beschriebenen Ausgestaltung. Soweit ein Bauteil mehrfach vorkommen kann ("mindestens ein"), kann die Beschreibung zu einem dieser Bauteile für alle oder ein Teil der Mehrzahl dieser Bauteile gleichermaßen gelten, dies ist aber nicht zwingend.
  • Hier werden somit ein Hybrid-Heizgerät und eine Verwendung eines Deflektors angegeben, welche die mit Bezug auf den Stand der Technik geschilderten Probleme zumindest teilweise lösen. Insbesondere tragen das Hybrid-Heizgerät sowie die Verwendung zumindest dazu bei, ein einfach und kompakt aufgebautes Hybrid-Heizgerät bereitzustellen, das einen energieeffizienten Betrieb mit geringen Wärmeverlusten ermöglicht. Zudem kann das Hybrid-Heizgerät in einem einzigen, auch wandhängend ausgeführten, Gehäuse angeordnet werden.
  • Die Erfindung sowie das technische Umfeld werden nachfolgend anhand beiliegender Figuren näher erläutert. Es ist darauf hinzuweisen, dass die Erfindung durch das angeführte Ausführungsbeispiel nicht beschränkt werden soll. Insbesondere ist es, soweit nicht explizit anders dargestellt, auch möglich, Teilaspekte der in den Figuren erläuterten Sachverhalte zu extrahieren und mit anderen Bestandteilen und Erkenntnissen aus der vorliegenden Beschreibung zu kombinieren. Insbesondere ist darauf hinzuweisen, dass die Figuren und insbesondere die dargestellten Größenverhältnisse nur schematisch sind. Es zeigen:
    • Fig. 1:
    ein hier vorgeschlagenes Hybrid-Heizgerät und
    Fig. 2:
    einen Deflektor des Hybrid-Heizgeräts.
  • Fig. 1 zeigt beispielhaft und schematisch ein hier vorgeschlagenes Hybrid-Heizgerät 1. Dieses kann einen Heizkessel 3 und eine Wärmepumpe 4 umfassen, die in genau einem Gehäuse 2 angeordnet sind. Das Hybrid-Heizgerät 1 bzw. dessen Gehäuse 2 hat eine Vorderseite 38 und eine Rückseite 39.
  • Die Wärmepumpe 4 hat einen Kältekreis 15, in dem ein Kältemittel zirkulieren und in einem Verdampfer 8 verdampfen und in einem Verflüssiger 21 verflüssigt werden kann. Im Kältekreis 15 kann zudem ein Kompressor 9 und ein Expansionsventil 16 vorhanden sein, die eine Einstellung des Druckes innerhalb von Verdampfer 8 und Verflüssiger 21 ermöglichen. Erkennbar sind die Bauteile der Wärmepumpe 4 bzw. die Wärmepumpe 4 angeordnet, insbesondere im Bereich der Rückseite 39 des Gehäuses 2. Mit dem Verdampfer 8 kann ein Abgaskanal 5 verbunden sein, durch den, ein den Verdampfer durchströmender Zuluftstrom und/ oder Abgasstrom 22 einem Abgasanschluss 24 des Gehäuses 2 und von da einer Abgasanlage des Gebäudes zugeführt werden kann. In oder vor dem Abgaskanal 5 kann eine erste Fördereinrichtung 7 angeordnet sein, die einen Zuluftstrom und/ oder einen Abgasstrom 22 durch den Verdampfer ansaugt.
  • Der Heizkessel 3 kann zur Verbrennung eines Brenngases, wie Erdgas oder Wasserstoff, eingerichtet sein. Ein Abgasstrom 22 des Heizkessels 3 kann über eine Abgaszuführung 34 dem Verdampfer 8 zugeleitet werden und diesen in einer Durchströmungsrichtung 32 des Verdampfers 8 durchströmen. Der Heizkessel 3 kann ein Gasventil 36 und elektronische Bauteile 37, wie ein Regel- und Steuergerät, umfassen. Erkennbar sind die Bauteile des Heizkessels 3 insbesondere im Bereich der Vorderseite 38 des Gehäuses 2 angeordnet. Über einen Wärmetauscher 10 kann bei der Verbrennung des Brenngases entstehende Wärme auf einen in einem Heizkreis 20 durch eine Umwälzpumpe 17 zirkulierenden Wärmeträger übertragen werden. Der Heizkreis 20 weist einen Vorlauf 14 auf, über den erwärmter Wärmeträger Verbrauchern wie Radiatoren oder Flächenheizungen zugeführt und einen Rücklauf 11 über den Wärmeträger von den Verbrauchern zurückgeführt werden kann. Zwischen Vorlauf 14 und Rücklauf 11 ist ein Warmwasserwärmetauscher 35 angeordnet, der einen Volumenstrom Trinkwasser oder Brauchwasser aus einem Kaltwasseranschluss 12 erwärmen und einem Warmwasserauslauf 13 zuführen kann. Hierzu kann Wärmeträger aus dem Vorlauf 14 über ein Dreiwegeventil 19 durch den Warmwasserwärmetauscher 35 geführt werden. Der Heizkessel 3 umfasst eine zweite Fördereinrichtung 18, die Verbrennungsluft aus dem Gehäuse 2 ansaugen kann.
  • Das Gehäuse 2 umfasst einen Zuluftanschluss 29, über den Umgebungsluft angesaugt werden kann. Innerhalb des Gehäuses 2 ist ein Deflektor 6 angeordnet, der den durch den Zuluftanschluss 29 angesaugten Zuluftstrom 23 an dem Heizkessel 3 über einen ersten Luftweg 25 als ersten Zuluftstrom 26 derart vorbeiführt, dass kein oder weitestgehend kein thermischer Kontakt zwischen erstem Zuluftstrom 26 und dem Heizkessel 3 besteht. Insofern wird keine oder nur geringfügig Wärme von der Außenseite des Heizkessels 3 auf den ersten Zuluftstrom 26 übertragen.
  • Der Deflektor 6 kann weiter dazu eingerichtet sein, einem zweiten Luftweg 27 einen zweiten Zuluftstrom 28 zuzuführen, der derart geleitet wird, dass eine gezielte Kühlung des Heizkessels bewirkt wird. Dabei ist der Deflektor 6 dazu eingerichtet, einen vorgegebenen, zur Kühlung des Heizkessels 3 benötigten, zweiten Zuluftstrom 28 vom ersten Zuluftstrom 26 abzuteilen und dem zweiten Luftweg 27 zuzuführen. Dies ermöglicht, eine ausreichende Kühlung des Heizkessels 3 bei gleichzeitig begrenztem Wärmeverlust zu bewirken.
  • Zudem kann über einen dritten Luftweg 30 ein dritter Zuluftstrom 31 geleitet werden. Der dritte Luftweg ist dabei derart angeordnet, dass der dritte Zuluftstrom 31 elektronische Bauteile 37 und das Gasventil 36 kühlt und somit vor einer Überhitzung durch Abwärme des Heizkessels 3 schützt. Dabei werden der zweite Zuluftstrom 28 und der dritte Zuluftstrom 31 maßgeblich durch die zweite Fördereinrichtung 18 initiiert also insbesondere bei in Betrieb befindlichem Heizkessel 3.
  • Fig. 2 zeigt beispielhaft und schematisch einen Deflektor 8, der für einen Zuluftanschluss 29 eingerichtet ist, der koaxial einen Abgasanschluss 24 umgibt. Hierfür hat der Deflektor 8 einen ringförmigen Bereich 33, der den Zuluftstrom 23 aus dem Zuluftanschluss 29 sammelt und dem ersten Luftweg 25 zuführt.
    • Bezugszeichenliste
    • 1
    Hybrid-Heizgerät
    2
    Gehäuse
    3
    Heizkessel
    4
    Wärmepumpe
    5
    Abgaskanal
    6
    Deflektor
    7
    erste Fördereinrichtung
    8
    Verdampfer
    9
    Kompressor
    10
    Wärmetauscher
    11
    Rücklauf
    12
    Kaltwasserzulauf
    13
    Warmwasserauslauf
    14
    Vorlauf
    15
    Kältekreis
    16
    Expansionsventil
    17
    Zirkulationspumpe
    18
    zweite Fördereinrichtung
    19
    Dreiwege-Ventil
    20
    Heizkreis
    21
    Verflüssiger
    22
    Abgasstrom
    23
    Zuluftstrom
    24
    Abgasanschluss
    25
    erster Luftweg
    26
    erster Zuluftstrom
    27
    zweiter Luftweg
    28
    zweiter Zuluftstrom
    29
    Zuluftanschluss
    30
    dritter Luftweg
    31
    dritter Zuluftstrom
    32
    Durchströmungsrichtung Verdampfer
    33
    ringförmiger Bereich
    34
    Abgaszuführung
    35
    Warmwasserwärmetauscher
    36
    Gasventil
    37
    elektronische Bauteile
    38
    Vorderseite
    39
    Rückseite

Claims (9)

  1. Hybrid-Heizgerät (1), umfassend einen Heizkessel (3), eingerichtet zur Verbrennung eines Brennstoffes, sowie eine Luft/ Wasser-Wärmepumpe (4) mit einem Verdampfer (8), wobei Heizkessel (3) und Wärmepumpe (4) innerhalb eines gemeinsamen Gehäuses (2) angeordnet und dazu eingerichtet sind, einen Zuluftstrom (23) aus einen gemeinsamen Zuluftanschluss (29) anzusaugen und ein Abgasstrom (22) des Heizkessels (3) dem Verdampfer (8) der Wärmepumpe (4) zuzuleiten, wobei ein Deflektor (6) innerhalb des Gehäuses (2) derart angeordnet und eingerichtet ist, dass der aus dem Zuluftanschluss (29) in das Gehäuse (2) einströmende Zuluftstrom (23) auf einem ersten Luftweg (25) an dem Heizkessel (3) derart vorbeigeführt, dass kein thermischer Kontakt zwischen dem ersten Luftweg (25) bzw. dem Zuluftstrom (23) und dem Heizkessel (3) besteht, und danach dem Verdampfer (8) und/ oder dem Heizkessel (3) zugeführt wird.
  2. Hybrid- Heizgerät (1) nach Anspruch 1, wobei das Gehäuse (2) des Hybrid-Heizgeräts (1) eine Vorderseite und eine Rückseite aufweist, die Rückseite zur Befestigung des Hybrid- Heizgeräts (1) an einer Wand eingerichtet ist, und der erste Luftweg (25) an die Rückseite des Gehäuses (2) angrenzt.
  3. Hybrid- Heizgerät (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei eine erste Fördereinrichtung (7) Luft von dem ersten Luftweg (25) dem Verdampfer (8) der Wärmepumpe (4) zuführt, und eine zweite Fördereinrichtung (18) Luft von dem ersten Luftweg (25) dem Heizkessel (3) als Verbrennungsluft zuführt.
  4. Hybrid- Heizgerät (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der Deflektor (6) dazu eingerichtet ist, den aus dem Zuluftanschluss (29) in das Gehäuse (2) einströmenden Zuluftstrom (23) auf den ersten Luftweg (25) und einen zweiten Luftweg (27) aufzuteilen und ein vorgegebener Anteil des Zuluftstromes (23) auf dem zweiten Luftweg (27) den Heizkessel (3) zur Kühlung umströmt.
  5. Hybrid- Heizgerät (1) nach Anspruch 4, wobei die dem Heizkessel (3) auf einem dritten Luftweg (30) Luft von dem ersten Luftweg (25) dem Heizkessel (3) zugeführt wird.
  6. Hybrid- Heizgerät (1) nach Anspruch 5, wobei der Heizkessel (3) ein Gasventil (36) und/ oder ein elektronisches Bauteil (37) im Bereich des dritten Luftweges (30) umfasst, und zwar derart angeordnet, dass das Gasventil (36) und/ oder das elektronische Bauteil (37) von der auf dem dritten Luftweg (30) strömenden Luft gekühlt werden.
  7. Hybrid- Heizgerät (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der Heizkessel (3) ein Brennwert-Gasheizgerät ist.
  8. Hybrid- Heizgerät (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der Zuluftanschluss (29) koaxial zu einem Abgasanschluss (24) angeordnet ist.
  9. Verwendung eines Deflektors (8) in einem Hybrid- Heizgerät (1) mit einem Heizkessel (3) und einer Luft-Wasser- Wärmepumpe (4) mit einem gemeinsamen Zuluftanschluss (29) zur gezielten Aufteilung mit vorgegebenen Anteilen eines Zuluftstromes (23) aus dem Zuluftanschluss (29) auf einen ersten Luftweg (25), der am Heizkessel (3) vorbeiführt und einen zweiten Luftweg (27) der den Heizkessel (3) gezielt umströmt und kühlt.
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ITBO20120458A1 (it) * 2012-08-29 2014-03-01 Gas Point S R L Apparecchiatura di riscaldamento comprendente una caldaia a condensazione ed una pompa di calore
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