WO2014207031A1 - Kreiselpumpe mit axial verschiebbarem laufrad zur förderung unterschiedlicher strömungswege - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Pumpenaggregat (2) mit einem elektrischen Antriebsmotor (14) und zumindest einem von diesem angetrieben Laufrad (18), wobei das Laufrad (18) in axialer Richtung (X) zwischen zumindest einer ersten und einer zweiten Position bewegbar ist, wobei das Laufrad (18) in seiner ersten axialen Position in einem ersten Strömungsweg durch das Pumpenaggregat (2) gelegen ist und ein Fluid durch diesen ersten Strömungsweg fördert, und das Laufrad (18) in seiner zweiten Position in einem zweiten Strömungsweg durch das Pumpenaggregat (2) gelegen ist und ein Fluid durch diesen zweiten Strömungsweg fördert, wobei das Pumpenaggregat (2) derart ausgestaltet ist, dass eine Bewegung des Laufrades (18) zwischen der ersten und der zweiten Position zumindest in einer Richtung durch eine auf das Laufrad (18) wirkende, von dem geförderten Fluid erzeugte hydraulische Kraft erfolgt, sowie eine Heizungsanlage mit einem solchen Pumpenaggregat.

Description

KREISELPUMPE MIT AXIAL VERSCHIEBBAREM LAUFRAD ZUR FÖRDERUNG UNTERSCHIEDLICHER STRÖMUNGSWEGE

Beschreibung

Die Erfindung betrifft ein Pumpenaggregaf mit den im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Merkmalen.

Aus DE 101 15 989 AI ist ein reiselpumpenaggregaf bekannt, bei wel- chem eine Rotorwelle gemeinsam mit dem Laufrad axial verschiebbar ist, sodass das Laufrad in eine Position bewegt werden kann, in welcher seine umfänglichen Austrittsöffnungen verschlossen sind. Auf diese Weise kann das Pumpenaggregat eine Ventilfunktion übernehmen und einen Strömungsdurchgang versperren.

Aus DE 30 02 210 AI ist darüber hinaus ein Pumpenaggregat mit zwei Laufrädern bekannt, welche über eine gemeinsame Welle angetrieben werden. Diese Laufräder lassen sich durch axiale Bewegung der Welle jeweils zwischen zwei Austrittskanälen in axialer Richtung verschieben, sodass die Laufräder je nach axialer Stellung der Welle entweder Wasser aus einem Primärkreislauf in einen Sekundärkreislauf und zurück oder aber lediglich getrennt im Primärkreislauf und im Sekundärkreislauf fördern. Zur axialen Verschiebung der Welle ist dabei eine hydraulisch o- der pneumatisch zu betätigende außerhalb des Pumpenaggregates angeordnete Hubvorrichtung vorgesehen. Eine solche hat den Nachteil, dass die Welle aus dem Inneren des Pumpengehäuses hinausgeführt werden muss, sodass eine gedichtete Durchführung vorgesehen werden muss. Es ist Aufgabe der Erfindung, ein verbessertes Pumpenaggregat sowie eine Heizungsanlage mit einem solchen Pumpenaggregat zu schaffen, welche es bei einfachem Aufbau des Pumpenaggregates ermöglichen, ein Fluid durch wahlweise zumindest zwei Strömungswege zu för- dem.

Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Pumpenaggregat mit den in Anspruch 1 angegebenen Merkmalen sowie durch eine Heizungsanlage mit den in Anspruch 15 angegebenen Merkmalen. Bevorzugte Ausfüh- rungsformen ergeben sich aus den Unteransprüchen, der nachfolgenden Beschreibung sowie den beigefügten Figuren.

Das erfindungsgemäße Pumpenaggregat weist einen elektrischen Antriebsmotor auf, insbesondere einen nasslaufenden elektrischen An- triebsmotor, d. h. einen Spaltrohrmotor, bei welchem der Stator vom Rotorraum durch ein Spaltrohr getrennt ist. Das Pumpenaggregat ist als Kreiselpumpenaggregat ausgebildet und weist zumindest ein Laufrad auf, welches durch den elektrischen Antriebsmotor drehend angetrieben wird. Dazu kann das Laufrad über eine Welle mit dem Rotor des elektrischen Antriebsmotors verbunden sein. Es ist jedoch auch möglich, dass Rotor und Welle ein integriertes Bauteil bilden und dass das Laufrad mit diesem Bauteil verbunden ist. Auch kann das Laufrad integral mit dem Rotor und/oder der Welle ausgebildet sein. Das Laufrad ist so angeordnet bzw. gelagert, dass es in axialer Richtung zwischen zumindest zwei Positionen, d. h. Betriebspositionen, in denen es von dem Antriebsmotor drehend angetrieben werden kann, bewegbar ist. Dabei ist das Pumpenaggregat so ausgebildet, dass in einer ersten dieser beiden Positionen das Laufrad so angeordnet ist, dass es in einem ersten Strömungsweg durch das Pumpenaggregat gelegen ist und bei Rotation Fluid durch diesen ersten Strömungsweg fördert. Die zweite Position bzw. Betriebsposition ist eine Position, in welcher das Laufrad in einem zweiten Sfrömungsweg, welcher durch das Pum- penaggregaf verläuft, gelegen ist und bei Rotation, d. h. im Betrieb des Pumpenaggregates, Fluid durch diesen zweiten Strömungsweg fördert. Das bedeutet, dass es durch axiale Bewegung des Laufrades entlang seiner Dreh- bzw. Längsachse möglich ist, das Laufrad zwischen zwei Betriebspositionen, d. h. der genannten ersten Position und der genannten zweiten Position zu bewegen, um wahlweise Fluid durch einen ersten oder durch einen zweiten Strömungsweg zu fördern, je nachdem in welcher Position das Laufrad gelegen ist. Es ist auch denkbar, dass das Laufrad eine oder mehrere Zwischenpositionen zwischen der genannten ersten und der genannten zweiten Position einnehmen kann, in welcher es Fluid anteilig durch beide der zumindest zwei Strömungswege fördert. Die vorgesehene Axialbewegung des Laufrades ist vorzugsweise so groß gewählt, dass in jeder Position des Laufrades die Querschnittsfläche der Eintrittsöffnung des Laufrades so groß ist, dass eine bestimmte maximale Strömungsgeschwindigkeit nicht überstiegen wird. Vorzugsweise ist das Pumpenaggregat so ausgebildet, dass die Eintrittsöffnung in das Laufrad, insbesondere eine radialseitige Eintrittsöffnung in das Laufrad, wie sie unten beschrieben wird, eine Fläche aufweist, welche im Bereich von 50 bis 150 % der inneren Querschnittsfläche des Laufrades an dessen Saugseite aufweist. Diese innere Querschnittsfläche erstreckt sich quer zur Längs- bzw. Drehachse des Laufrades.

Erfindungsgemäß ist das Pumpenaggregat dabei so ausgestaltet, dass zumindest in einer Bewegungsrichtung des Laufrades diese Bewegung durch eine hydraulische Kraft erfolgt, welche von dem Fluid, welches durch das Laufrad gefördert wird, selber hervorgerufen wird. D. h. das Pumpenaggregat ist so ausgebildet, dass der Druck des von dem Laufrad geförderten Fluids so auf eine geeignete Fläche wirkt, dass an dieser Fläche eine in axialer Richtung, d. h. parallel zur Drehachse des Laufrades gerichtete hydraulische Kraft erzeugt wird, welche dazu genutzt wird, das Laufrad in dieser Richtung axial zu verschieben. Die Verwendung der hydraulischen Kraft zum Verschieben des Laufrades hat den Vorteil, dass auf externe Betätigungsvorrichtungen verzichtet wer- den kann und die zum Verschieben erforderliche Kraft vielmehr durch das Pumpenaggregat, d. h. durch das rotierende Laufrad selbst erzeugt werden kann. Dies hat den besonderen Vorteil, dass es nicht erforderlich ist, die Welle oder den Rotor aus dem gedichteten Innenraum des Pumpenaggregates nach außen zu führen, um dort mit einer Betä- tigungseinrichtung zur axialen Verschiebung gekoppelt zu werden. Bevorzugt kann so wie bei üblichen Spaltrohrmotoren der gesamte Rotor dicht gekapselt im Inneren des Spaltrohres angeordnet sein.

Darüber hinaus ist das Pumpenaggregat vorzugsweise so ausgestaltet, dass das Laufrad im Betrieb, d. h. wenn es von dem Antriebsmotor drehend angetrieben wird, durch zumindest eine von dem geförderten Fluid erzeugte hydraulische Kraft in zumindest einer der Positionen, d. h. in der ersten oder der zweiten Position, gehalten wird. Hierzu kann der von dem Laufrad erzeugte Fluiddruck auf eine entsprechende mit dem Laufrad verbundene oder zur Kraftübertragung gekoppelte Druckfläche wirken, sodass auf die Druckfläche eine Kraft ausgeübt wird, welche das Laufrad in die gewünschte Position drückt bzw. in dieser Position hält. Die Kraft ist vorzugsweise parallel zur Drehachse des Laufrades gerichtet. D. h. die genannte Druckfläche weist bevorzugt eine Ausrich- tung quer zu dieser Drehachse oder zumindest eine quer zu der Drehachse gerichtete Komponente auf.

Weiter bevorzugt ist das Pumpenaggregat so ausgestaltet, dass das Laufrad im Betrieb durch eine Wechselwirkung zumindest einer von den geförderten Fluid erzeugten hydraulischen Kraft, einer Federkraft und/oder einer axial wirkenden magnetischen Kraft in zumindest einer der Positionen, d. h. der genannten ersten oder zweiten Position, gehal- †en wird, wobei die magnetische Kraft weiter bevorzugt auf einen mit dem Laufrad verbundenen Rotor des Antriebsmotors wirkt. Besonders bevorzugt wird das Laufrad durch die magnetische Kraft in einer der zwei genannten Positionen gehalten, wobei in diesem Zustand die magnetische Kraft größer ist als eine in entgegengesetzter Richtung auf das Laufrad wirkende hydraulische Kraft. Alternativ oder zusätzlich kann zu der magnetischen Kraft eine von einem Federelement erzeugte Federkraft so auf das Laufrad wirken, dass es in einer der Positionen gehalten wird. In der zweiten Position wirkt dann auf das Laufrad eine hydrau- lische Kraft, beispielsweise auf eine in der oben beschriebenen Weise ausgerichtete Druckfläche, welche größer als die magnetische Kraft und/oder die Federkraft ist, sodass das Laufrad gegen die magnetische Kraft und/oder die Federkraft in der zweiten Position gehalten wird. D. h. das Laufrad kann durch Wechselwirkung einer magnetischen Kraft und/oder einer Federkraft und einer hydraulischen Kraft wahlweise in der ersten oder der zweiten Position gehalten werden, wobei in einer der Positionen die hydraulische Kraft und in der anderen Position die magnetische Kraft bzw. Federkraft größer ist. Um ein Umschalten zwischen den Positionen zu erreichen, muss entsprechend eine der Kräfte erhöht und/oder die andere Kraft entsprechend verringert werden. Da die hydraulische Kraft vorzugsweise von dem Laufrad bei dessen Rotation selber erzeugt wird, wird diese Kraft beim Stillstand des Pumpenaggregates nicht wirken, sodass in diesem Zustand dann vorzugsweise nur eine magnetische Kraft und/oder eine Federkraft auf das Laufrad wirkt. Auf diese Weise kann das Laufrad im Ruhezustand durch die magnetische Kraft und/oder die Federkraft in eine vorbestimmte der zwei Positionen bewegt werden, sodass sich das Laufrad im Ruhezustand des Pumpenaggregates stets in einer definierten der zwei möglichen Positionen befindet. D. h. beim Anlaufen startet das Pumpenaggregat stets ausgehend von einer definierten Position. Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform kann das Pumpenaggregat auch derart ausgestaltet sein, dass durch die Bestromung des Antriebsmotors eine axial wirkende magnetische Kraft erzeugt wird, welche beispielsweise durch Wechselwirkung zwischen Rotor und Stator des Antriebsmotors erzeugt werden kann. Eine solche magnetische Kraft kann auch das Laufrad aus einer Ruhelage, welche eine erste Position darstellt, in Axialrichtung in eine zweite Position bewegen. In der ersten Position kann das Laufrad dann beispielsweise auch durch eine magnetische Kraft und/oder eine Federkraft gehalten werden. Eine solche beim Betrieb des Antriebsmotors auftretende magnetische Axialkraft kann gegebenenfalls bei geeigneter Ausgestaltung des Pumpenaggregates durch die vorangehend beschriebene hydraulische Axialkraft, welche von dem Laufrad selber erzeugt wird, unterstützt werden.

Das Laufrad ist vorzugsweise mit einem Rotor des elektrischen Antriebsmotors verbunden und zumindest eine magnetische Kraft, insbesondere die vorangehend beschriebene magnetische Kraft, welche in axialer Richtung auf das Laufrad wirkt, resultiert bevorzugt aus einer magnetischen Wechselwirkung zwischen dem Rotor und einem umgebenden Stator, insbesondere aus einem axialen Versatz zwischen Rotor und Stator. Beispielsweise wenn der Rotor als Permanentmagnetrotor ausgebildet ist und in einem Eisenelemente und Spulen aufweisenden Stator gelegen ist, ist der Rotor bestrebt, sich in axialer Richtung magne- tisch im Inneren des Eisenteils des Stators zu zentrieren. Wird der Rotor aus dieser zentrierten Lage in axialer Richtung heraus bewegt, ergibt sich eine entgegen dieser Bewegung wirkende axiale magnetische Rückstellkraft. Diese kann als magnetische Kraft in axialer Richtung zur Bewegung des Rotors und eines damit verbundenen Laufrades zwi- sehen den zwei genannten Positionen und/oder zum Halten des Laufrades in einer dieser Positionen verwendet werden. So kann das Pumpenaggregat so ausgestaltet sein, dass beim Betrieb der Pumpe auf das Laufrad in axialer Richtung ein Druck des geförderten Fluids zumindest in bestimmten Betriebszuständen derart wirkt, dass eine hydraulische Kraft auf das Laufrad erzeugt wird, welche das Laufrad mit dem Rotor in axialer Richtung entgegen der entstehenden magnetischen Rückstellkraft aus der zentrierten Lage im Stator herausbewegt. Wenn die hydraulische Kraft wieder wegfällt, wird durch die genannte magnetische Rückstell kraft der Rotor mit dem Laufrad wieder in axialer Richtung in seine Ausgangslage zurückbewegt. D. h. hier kann eine magnetische Betätigungs- und/oder Haltekraft, welche auf den Rotor und damit das Laufrad in axialer Richtung wirkt, erzeugt werden, ohne dass zusätzliche magnetische Elemente oder andere Halte- oder Betätigungselemente im Pumpenaggregat erforderlich wären. Anstelle der beschriebenen magnetischen Rückstellkraft kann auch eine von einem Federelement erzeugte Federkraft Verwendung finden, um das Laufrad in einer gewünschten Position zu halten. Es könnte das Pumpenaggregat auch so ausgestaltet sein, dass eine Federkraft und eine magnetische Kraft in der vorangehend beschriebenen Weise das Laufrad in einer der Positionen halten. Weiter bevorzugt ist das Pumpenaggregat so ausgebildet, dass das Laufrad in seiner ersten Position derart angeordnet ist, dass es in einen ersten Austrittskanal fördert und das Laufrad in seiner zweiten Position derart angeordnet ist, dass es in einen zweiten Austrittskanal fördert. D. h. das Laufrad wird, wenn es zwischen der ersten und der zweiten Position bewegt wird, zwischen den zwei genannten Austrittskanälen bewegt, wobei es bevorzugt in beiden Positionen mit ein und demselben Einlasskanal in Verbindung bleibt. D. h. hier erfolgt das Umschalten zwischen zwei Strömungswegen dadurch, dass der Ausgang, in welchen das Laufrad fördert, durch axiale Bewegung des Laufrades ge- ändert wird. Umgekehrt oder zusätzlich ist es gemäß einer weiteren möglichen Ausführungsform der Erfindung möglich, dass das Laufrad in seiner ersten Position derart angeordnet ist, dass es an seiner Saugseite mit einem ersten Einlasskanal verbunden ist, und das Laufrad in seiner zweiten Po- sition derart angeordnet ist, dass es an seiner Saugseite mit einem zweiten Einlasskanal verbunden ist. Gemäß bevorzugter Ausgestaltung verbleibt dabei das Laufrad in beiden Positionen in fluidleitender Verbindung mit demselben Auslasskanal. D. h. das Laufrad fördert in beiden Positionen in denselben Auslass- bzw. Austrittskanal, saugt jedoch in der ersten Position durch einen anderen Eintrittskanal an als in der zweiten Position. Auf diese Weise wird bei dieser Ausführungsform ein Umschalten zwischen den zwei Strömungswegen dadurch erreicht, dass das Laufrad in fluidleitende Verbindung mit zwei unterschiedlichen Eintrittskanälen gebracht wird.

Es ist zu verstehen, dass auch beide Ausführungsformen miteinander kombiniert werden können, d. h. bei Bewegung des Laufrades sowohl die Verbindung zum Eintrittskanal als auch die Verbindung zum Austrittkanal geändert werden kann. So ist beispielsweise ein Umschalten der Förderung zwischen zwei getrennten Kreisen möglich.

Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist das Pumpenaggregat derart ausgestaltet, dass die hydraulische Kraft durch eine bestimmte Betriebsart des Antriebsmotors, insbesondere durch eine Drehzahländerung erzeugbar ist. So kann beispielsweise durch Erhöhung der Drehzahl der ausgangsseitige Druck des Fluids so erhöht werden, dass sich der auf die oben genannte Druckfläche wirkende Druck soweit erhöht, dass eine entgegenwirkende Kraft, insbesondere die oben beschriebene magnetische Kraft, überwunden wird und dann das Laufrad in eine andere Position in axialer Richtung verschoben wird. So lässt sich durch Drehzahländerung des Pumpenaggregates der Förderweg durch das Pumpenaggregat ändern, indem sich aufgrund der sich ändernden Fluiddrücke das Laufrad axial verschiebt. Auch könnte durch Drehzahl- und Druckerhöhung ein Ventil geöffnet werden, wodurch eine Druckfläche mit dem hydraulischen Druck beaufschlagt wird.

Gemäß einer weiteren möglichen Ausführungsform kann das Pumpenaggregat derart ausgestaltet sein, dass die hydraulische Kraft, durch welche das Laufrad axial verschoben wird, durch unterschiedlich starke Beschleunigungen des Antriebsmotors erzeugt wird. Unterschied- lieh starke Beschleunigungen des Antriebsmotors können zu unterschiedlichem Druckaufbau in sich an das Pumpenaggregat anschließenden Leitungssystemen führen, sodass auf das Laufrad selber oder mit dem Laufrad, beispielsweise über die Rotorwelle verbundene oder kraftübertragend gekoppelte Druckflächen, unterschiedliche Drücke wirken können. So können beispielsweise zwei entgegengesetzte Druckflächen, z. B. an entgegengesetzten axialen Seiten des Laufrades, vorgesehen sein, welche beide mit von dem Laufrad erzeugtem Fluid- druck, jedoch über ein sich anschließendes Leitungssystem, beaufschlagt sind. Je nachdem, an welcher der beiden Druckflächen sich zuerst ein höherer Druck aufbaut, kann dann das Laufrad durch die höhere hydraulische Kraft in die entsprechende Richtung verschoben werden. Durch entsprechende Ausgestaltung des Pumpenaggregates kann dann verhindert werden, dass an der anderen Seite eine der Verschiebung entgegenwirkende Kraft erzeugt wird. Dies kann beispiels- weise dadurch geschehen, dass ein Strömungsweg verschlossen wird oder aber dass eine Wechselwirkung bzw. Unterstützung durch eine magnetische Kraft, wie sie oben beschrieben wurde, dem entgegenwirkt. Wenn das Umschalten zwischen den zwei Strömungswegen durch Verschieben des Laufrades durch verschiedene Betriebszustände des Antriebsmotors erreicht wird, werden diese Betriebszustände den Strö- mungswegen vorzugsweise so zugeordnet, dass für den Fall, dass einer der Betriebszustände einen schlechteren Wirkungsgrad bieten sollte, dieser Betriebszustand demjenigen Strömungsweg zugeordnet wird, welcher seltener genutzt wird. Dies könnte beispielsweise der Strö- mungsweg sein, durch welchen Heizmedium in einen Wärmetauscher zur Brauchwassererwärmung geleitet wird, da in Heizungsanlagen die Brauchwassererwärmung üblicherweise seltener gefordert ist als die Erwärmung von angeschlossenen Raumheizungskreisen. Besonders bevorzugt ist das Pumpenaggregat als ein bistabiles System ausgebildet, in welchem das Laufrad im Betrieb durch die wirkenden hydraulischen und/oder magnetischen Kräfte und/oder Federkräfte, insbesondere durch solche, wie sie vorangehend beschrieben wurden, jeweils in seiner ersten und zweiten Position stabil gehalten wird. Das bedeutet, dass wenn das Laufrad im Betrieb einmal eine der beiden Positionen erreicht hat, verbleibt es im Betrieb in dieser Position. Zur Bewegung in die andere Position ist entweder eine externe Kraft aufzubringen oder der Betriebszustand des Pumpenaggregates so zu ändern, dass eine Umschaltkraft erzeugt wird, welche das Laufrad in die jeweilige andere Position verschiebt. Besonders bevorzugt kann das Pumpenaggregat so ausgebildet sein, dass es lediglich beim Anfahren, d. h. beim Beschleunigen des Antriebsmotors aus dem Stillstand, eine Bewegung des Laufrades von einer in die andere Position bewirken kann. So kann das Pumpenaggregat, wie oben beschrieben, so aus- gebildet sein, dass das Laufrad im Ruhezustand in einer der Positionen durch eine magnetische Kraft und/oder eine Federkraft gehalten wird. Ferner kann das Pumpenaggregat so ausgebildet sein, dass sich aufgrund der Strömungswiderstände der sich anschließenden Leitungssysteme oder hydraulischen Komponenten ein auf eine Druckfläche, wel- che zur Krafterzeugung in axialer Richtung genutzt wird, wirkender Druck unterschiedlich schnell aufbaut. Wenn nun zwei entgegengesetzte Druckflächen vorhanden sind und beide mit derselben hydraulischen Kraft beaufschlagt werden, gibt es keine Kraft, welche in axialer Richtung auf das Laufrad wirkt und dieses beispielsweise gegen eine magnetische Kraft oder Federkraft verschieben könnte. Wenn jedoch beispielsweise durch besonders schnelles Beschleunigen des Laufrades sich an einer der Druckflächen schneller ein Druck aufbaut als an der anderen, entsteht eine resultierende Axialkraft, welche zur Verschiebung des Laufrades in die andere Position genutzt werden kann. Bei dem genannten bistabilen Aufbau verbleibt das Laufrad dann im Betrieb in dieser Position. Dies kann beispielsweise durch eine Ventilfunktion eines sich mit dem Laufrad bewegenden Elementes erreicht werden, durch welches verhindert wird, dass die entgegengesetzte Druckfläche mit Druck beaufschlagt wird.

Bevorzugt ist das Laufrad in seiner ersten Position axial näher zum Stator des Antriebsmotors gelegen als in seiner zweiten Position. D. h. es wird aus seiner ersten Position in axialer Richtung vom Stator weg in die zweite Position verschoben.

Weiter bevorzugt ist das Pumpenaggregat so ausgestaltet, dass in der ersten Position des Laufrades eine in Richtung der ersten Position wirkende hydraulische Kraft auf eine saugseitige axiale Stirnseite des Laufrades oder eines Druckelementes bzw. eine Druckfläche, welche kraftübertragend mit dem Laufrad gekoppelt ist, wirkt. D. h. die hydraulische Kraft bewirkt in der ersten Position, dass das Laufrad in die erste Position gedrückt wird. Der Fluiddruck wirkt dazu auf die genannte axiale Stirnseite des Laufrades oder eines Druckelementes.

Das Pumpenaggregat kann darüber hinaus bevorzugt derart ausgestaltet sein, dass in der ersten Position des Laufrades eine in Richtung der ersten Position wirkende magnetische Kraft und/oder Federkraft auf das Laufrad wirkt. Dies kann beispielsweise eine magnetische Kraft sein, welche, wie oben beschrieben, aus einem axialen Versatz zwischen Rotor und Stator resultiert, d. h. wenn der Rotor mit dem Laufrad aus dieser Position herausbewegt wird, entsteht zwischen Rotor und Stator eine magnetische Rückstellkraft, welche den Rotor in die erste Position drückt oder zieht. Alternativ oder zusätzlich könnte ein Federelement zum Erzeugen einer Federkraft vorhanden sein. Eine solche magnetische Kraft und/oder Federkraft kann insbesondere dazu dienen, das Laufrad im Stillstand des Pumpenaggregates definiert in der ersten Position zu halten, sodass das Laufrad stets aus der ersten Position heraus anläuft.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist das Pumpenaggregat derart ausgestaltet, dass zumindest in der zweiten Position des Laufrades eine in Richtung der zweiten Position wirkende hydraulische Kraft auf eine druckseitige axiale Stirnseite des Laufrades oder ei- ne der zweiten Position abgewandten Seite eines Druckelementes bzw. eine der zweiten Position abgewandten Druckfläche wirkt, welche mit dem Laufrad kraftübertragend gekoppelt ist. Diese hydraulische Kraft kann dann dazu genutzt werden, im Betrieb das Laufrad in der zweiten Position zu halten, insbesondere entgegen einer magnetischen Kraft und/oder Federkraft, wie sie vorangehend beschrieben wurde.

Ferner ist es bevorzugt, dass das Pumpenaggregat so ausgestaltet ist, dass in der zweiten Position des Laufrades eine saugseitige axiale Stirnseite des Laufrades oder die Stirnseite eines mit dem Laufrad gekoppel- ten Druckelementes druckentlastet ist. Die axiale Stirnseite des Laufrades an der Saugseite ist insbesondere dann druckentlastet, wenn hier der niedrige Ausgangsdruck des im Kreislauf zu dem Pumpenaggregat zurückfließenden Fluids anliegt. Der Druckabbau bzw. Druckverlust kann beispielsweise in einem sich stromabwärts an das Pumpenaggregat anschließenden Rohrleitungssystem auftreten. Besonders bevorzugt weisen die an die Strömungswege angeschlossenen Leitungssysteme unterschiedliche Drosseleigenschaften auf, sodass beim Anlaufen des Laufrades der Druckaufbau in diesen Systemen unterschiedlich schnell verläuft, sodass durch unterschiedlich starke Beschleunigungen die axiale Verschiebung des Laufrades erreicht werden kann. Bei langsamer Beschleunigung kann ein gleichmäßigerer Druckaufbau in beiden Strömungswegen erreicht werden, während bei starker Beschleunigung ein schneller Druckaufbau insbesondere in dem Strömungsweg mit der geringeren Drossel Wirkung erreicht wird. Anstatt hier den Rückfluss durch die Strömungswege zur Steuerung der hydraulischen Kräfte zu verwenden, ist es auch möglich, in dem Pumpenaggregat eine oder mehrere entsprechende Steuerleitungen mit gegebenenfalls Drosselelementen vorzusehen.

So kann vorzugsweise zumindest ein Verbindungskanal in dem Pumpenaggregat vorhanden sein, welcher einen stromabwärts des Laufra- des gelegenen Druckbereich bzw. Druckkanal mit einer dem Druckbereich abgewandten Seite des Laufrades oder eines mit dem Laufrad zur Kraftübertragung gekoppelten Druckelementes verbindet, um einen hydraulischen Druck von der Ausgangsseite des Laufrades zu der dem Druckbereich abgewandten Seite des Laufrades bzw. des Druckele- mentes zu übertragen. So kann eine hydraulische Kraft erzeugt werden, welche das Laufrad in eine der Positionen, insbesondere die erste Position, drückt oder in dieser hält. Bevorzugt kann in dem Verbindungskanal ein Steuerelement, beispielsweise ein schaltbares Ventil oder eine Drosselstelle, zur Steuerung des Durchflusses durch den Verbindungska- nal angeordnet sein. Durch ein solches Element kann der Druckaufbau an der verbundenen Seite des Laufrades bzw. des Druckelementes verhindert oder verzögert werden, um die axiale Verschiebung des Laufrades zu verhindern und beispielsweise das Laufrad in die zweite Position zu bewegen, indem an der entgegengesetzten Seite des Lauf- rades bzw. des Druckelementes zuerst ein höherer Druck aufgebaut wird. Ferner ist es bevorzugt, dass ein Aufnahmeraum vorhanden ist, in welchen eine geschlossene saugseitige axiale Stirnseite des Laufrades oder ein mit dem Laufrad gekoppeltes Druckelement, wie eine Steuerscheibe, in zumindest einer Position des Laufrades eintritt und welcher derart ausgebildet ist, dass er vorzugsweise über eine Drosselstelle mit einem von dem Laufrad erzeugten hydraulischen Druck zum Erzeugen einer hydraulischen Kraft beaufschlagbar ist. Die Drosselstelle kann dabei durch einen Spalt zwischen einer Umfangswandung des Aufnahmeraums und dem Außenumfang der axialen Stirnseite des Laufrades oder des Druckelementes gebildet werden. Über diesen Spalt bzw. diese Drosselstelle kann darüber hinaus eine Dämpfungswirkung beim Eintreten der Stirnseite oder des Druckelementes in den Aufnahmeraum erreicht werden. Durch den hydraulischen Druck, welcher in den Aufnahmeraum geleitet wird und die angrenzende geschlossene Stirnseite des Laufrades oder die Stirnseite eines mit dem Laufrad gekoppelten Druckelementes beaufschlagt, kann das Laufrad in eine dem Aufnahmeraum abgewandte Position gedrückt und gegebenenfalls in dieser gehalten werden. Gegenstand der Erfindung ist neben dem vorangehend beschriebenen Pumpenaggregat auch eine Heizungsanlage mit einem solchen Pumpenaggregat. D. h. das Pumpenaggregat wirkt in der Heizungsanlage, unter welcher im Sinne diese Erfindung auch eine Klimaanlage zu verstehen ist, als Heizungsumwälzpumpenaggregat, um den Wärmeträger in der Heizungsanlage, insbesondere Wasser umzuwälzen. Die erfindungsgemäße Heizungsanlage weist dabei zumindest zwei Anlagenteile auf, von welchen ein erster Anlagenteil mit dem ersten Strömungsweg des Pumpenaggregates und der zweite Anlagenteil mit dem zweiten Strömungsweg des Pumpenaggregates verbunden ist. Bei den An- lagenteilen kann es sich um Wärmetauscher und Rohleitungssysteme handeln, welch jeweils mit den Strömungswegen des Pumpenaggregates einen Kreislauf bilden. D. h. der erste Strömungsweg des Pum- penaggregates liegt in einem Fluidkreislauf durch den ersten Anlagenteil und der zweite Strömungsweg des Pumpenaggregates liegt in einem Fluidkreislauf durch den zweiten Anlagenteil, sodass das Laufrad in seiner ersten Position Fluid durch den ersten Anlagenteil und in seiner zweiten Position Fluid durch den zweiten Anlagenteil fördert. So können durch Verlagerung des Laufrades von der ersten in die zweite Position unterschiedliche Anlagenteile eines Heizungssystems mit Heiz- oder Kühlmedium versorgt werden. Bevorzugt handelt es sich bei den zwei Anlagenteilen um zumindest zwei Verbraucher oder zumindest zwei Wärmequellen. Zwei Verbraucher können beispielsweise zwei unterschiedliche Heizkreise einer Heizungsanlage, welche unterschiedliche Gebäudeteile beheizen, sein. Als verschiedene Wärmequellen können beispielsweise ein konventio- neiler, mit fossilen Brennstoffen beheizter Heizkessel und eine solarthermische Anlage dienen. Die beiden Strömungswege durch das Pumpenaggregat sind dann jeweils mit einer der Wärmequellen bzw. einem Verbraucher über entsprechende Rohrleitungssysteme verbunden, sodass das Heizmedium bzw. Fluid, insbesondere Wasser durch diese An- lagenteile gefördert wird, je nachdem ob sich das Laufrad in der ersten oder der zweiten Position befindet.

Besonders bevorzugt ist der erste Anlagenteil ein Raumheizungskreis und der zweite Anlagenteil ist ein Wärmetauscher zur Braue hwasserer- wärmung. Eine solche Konfiguration findet sich beispielsweise bei Kom- paktheizungsanlagen, welche zur Beheizung von Wohnungen und beispielsweise Einfamilienhäusern verwendet werden. Bei diesen ist üblicherweise ein Wärmeerzeuger in Form eines fossil beheizten Heizkessels vorgesehen, welcher einen Primärwärmetauscher aufweist, in welchem ein Heizmedium, insbesondere Wasser, erwärmt wird. Dieses wird dann wahlweise durch die Heizkörper in den zu erwärmenden Räumen, d. h. durch einen Raumheizungskreis, oder durch einen Wärmetauscher zur Erwärmung von Brauchwasser geleitet. Hierzu ist in der Regel eine Umwälzpumpe vorgesehen und das Umschalten zwischen dem Raumheizungskreis und dem Wärmetauscher für die Brauchwassererwärmung erfolgt durch ein 3/2-Wegeventil. Wenn die Umwälzpumpe durch ein Pumpenaggregat, wie es vorangehend beschrieben wurde, ersetzt wird, kann in einer solchen Anlage auf das 3/2-Wegeventil verzichtet werden, da das Umschalten zwischen Brauchwassererwärmung und Raumheizung dann durch axiales Verschieben des Laufrades in dem Pumpenaggregat erfolgen kann. So fördert das Laufrad, wenn es sich in seiner ersten Position befindet, durch den ersten Strömungsweg in dem Pumpenaggregat und damit durch einen angeschlossenen ersten Anlagenteil, nämlich den Raumheizungskreis. Wenn sich das Laufrad in seiner zweiten Position befindet, fördert es das Heizmedium durch den zweiten Strömungsweg und damit durch den an diesen angeschlosse- nen Wärmetauscher zur Brauchwassererwärmung. So kann der Aufbau einer Heizungsanlage deutlich vereinfacht werden, da auf ein zusätzliches Ventil verzichtet werden kann und das Umschalten zwischen den Heizkreisen idealerweise allein durch gezielte Ansteuerung des Antriebsmotors des Pumpenaggregates erfolgen kann, beispielsweise durch Drehzahländerung oder Änderung der Beschleunigung beim Anfahren.

Weiter bevorzugt ist die Heizungsanlage derart ausgestaltet, dass ein an einem Abzweigpunkt zwischen dem ersten und dem zweiten Anlageteil herrschender hydraulischer Druck in zumindest einer der Positionen des Laufrades eine hydraulische Kraft bewirkt, welche das Laufrad in dieser Position hält. Dabei ist die Anlage bevorzugt so ausgebildet, dass dieser hydraulische Druck durch denjenigen Anlagenteil übertragen wird, durch welchen in dieser Position des Laufrades keine Strömung erfolgt. So kann im Wesentlichen der ungenutzte Anlagenteil als Steuerleitung zur steuernden bzw. haltenden Druckbeaufschlagung des Laufrades verwendet werden. D. h. hier wird der am Abzweigpunkt herrschende Druck dazu benutzt, das Laufrad in einer seiner Positionen zu halten bzw. in die gewünschte Position zu bewegen.

Gegenstand der Erfindung ist darüber hinaus ein Heizkessel für eine Hei- zungsanlage, wie sie vorangehend beschrieben wurde. Der Heizkessel weist bevorzugt ein Pumpenaggregat, wie es oben beschrieben wurde, auf. Ferner weist er einen Primärwärmetauscher, in welchem das Heiz- fluid beispielsweise durch einen Brenner für fossile Brennstoffe, vorzugsweise Gas, beheizt wird, auf. Ferner ist er mit einem Sekundärwärme- tauscher zur Brauchwassererwärmung sowie zumindest einem Anschluss für einen Raumheizungskreis versehen. Dieser Anschluss für den Raumheizungskreis weist zumindest eine Verbindung für den Hinlauf und eine Verbindung für den Rücklauf des Raumheizungskreises auf. Der Sekundärwärmetauscher und der Anschluss für den Raumheizungskreis, d. h. insbesondere dessen Hinlauf, sind über einen Abzweigpunkt mit dem Primärwärmetauscher verbunden. D. h. stromabwärts des Primärwärmetauschers verzweigt an dem Abzweigpunkt der Kreislauf zu dem Anschluss für den Raumheizungskreis und zu dem Sekundärwärmetauscher. Der Heizkessel ist so ausgebildet, dass ein an dem Abzweigpunkt herrschender hydraulischer Druck in zumindest einer der Positionen des Laufrades des Pumpenaggregates in diesem eine hydraulische Kraft bewirkt, welche das Laufrad in dieser Position hält. So wird, wie vorangehend anhand der Heizungsanlage beschrieben wurde, der hydraulische Druck im Abzweigpunkt zur Steuerung bzw. zum Halten des Lauf- rades in einer gewünschten Position genutzt.

Gegenstand der Erfindung ist darüber hinaus auch ein Laufrad für ein Kreiselpumpenaggregat. Dieses Laufrad kann insbesondere in einem Kreiselpumpenaggregat, wie es vorangehend beschrieben wurde, Verwendung finden, könnte jedoch auch unabhängig in einem anderen Kreiselpumpenaggregat eingesetzt werden. Das Laufrad weist zumindest eine Austrittsöffnung und eine Eintrittsöffnung auf. Erfindungs- wesentliches Merkmal ist, dass die Eintrittsöffnung nicht axialseitig sondern in einem Umfangsabschnitt des Laufrades gelegen ist, d. h. zum Außenumfang bzw. radialseitig geöffnet ist. Ein solches Laufrad ermöglicht die oben beschriebene Ventilfunktion, könnte jedoch nicht nur zum Verschließen des Strömungsweges eingesetzt werden, sondern beispielsweise auch dazu, durch axiale Verschiebung zwischen zwei möglichen Strömungswegen zu wechseln bzw. umzuschalten oder eine Mischfunktion zu bewirken. Besonders bevorzugt weist dieses erfindungsgemäße Laufrad eine geschlossene saugseitige axiale Stirnseite auf, an welche der Umfangsabschnitt mit der Eintrittsöffnung angrenzt. D. h. das zu fördernde Fluid strömt im Wesentlichen nicht in axialer Richtung sondern in radialer Richtung durch die Eintrittsöffnung in das Laufrad ein. Die geschlossene axialseitige Stirnseite an der Saugseite des Laufrades kann gleichzeitig die Funktion einer Steuerscheibe übernehmen, indem unterschiedliche hydraulische Drücke auf beiden Seiten dieser Stirnseite wirken, d. h. einmal an der Innenseite des Laufrades und einmal an der abgewandten Außenseite des Laufrades. Diese hydraulischen Kräfte können zur axialen Positionierung bzw. Verschiebung des Laufrades genutzt werden, je nachdem an welcher Seite des Laufrades eine größere Kraft wirkt. Die geschlossene axiale Stirnseite kann einstückig bzw. einteilig mit den weiteren Teilen des Laufrades ausgebildet sein. Es ist jedoch auch möglich, diese geschlossene Seite in Form einer separaten Scheibe aus- zubilden, welche direkt auf einer Welle des Rotors, wie auch das Laufrad fixiert wird. Eine solche Scheibe kann axial beabstandet zu dem Laufrad angeordnet werden, sodass zwischen der Scheibe und dem saugseitigen Axialende des Laufrades ein Spalt verbleibt, welcher die ringförmige radialseitige Eintrittsöffnung bildet. So kann mit einem her- kömmlichen Laufrad mit axialer Eintrittsöffnung und einem zusätzlichen Element, nämlich der Scheibe, ein erfindungsgemäßes Laufrad ge- schaffen werden, welches eine zum Außenumfang geöffnete Eintritts- öffnung aufweist.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist die Eintrittsöff- nung als eine sich über den gesamten Umfang des Laufrades erstreckende ringförmige Öffnung ausgebildet. Dabei können in der Öffnung gegebenenfalls Stege in axialer Richtung ausgebildet sein, welche die Umfangskanten, welche die Öffnung begrenzen, miteinander verbinden, um die Struktur des Laufrades zu stabilisieren. Alternativ oder zu- sätzlich kann beispielsweise auch eine geschlossene axiale Stirnseite des Laufrades mit den übrigen Teilen des Laufrades über die Welle oder ein Verbindungselement im Inneren des Laufrades verbunden sein, um eine Verbindung über die ringförmige Öffnung hinweg zu gewährleisten. Die beschriebene Öffnung weist vorzugsweise eine Fläche auf, welche 50 bis 150 % der Querschnittsfläche im Inneren des Laufrades in diesem Bereich entspricht, wobei diese Querschnittsfläche sich quer zur Längs- bzw. Drehachse des Laufrades erstreckt. Die Öffnung des Laufrades ist vorzugsweise so groß gewählt, dass keine zu hohen Strömungsgeschwindigkeiten in diesem Bereich auftreten.

Weiter bevorzugt weist das Laufrad an seiner Saugseite einen verlängerten zylindrischen Abschnitt mit konstantem Querschnitt auf, welcher vorzugsweise eine Außenfläche aufweist, welche einer Größe von 50 bis 150 % eines Innenquerschnittes (quer zur Längsachse des Laufrades) im Inneren dieses Abschnittes entspricht. In diesem zylindrischen Abschnitt kann die vorangehend beschriebene ringförmige oder radial geöffnete Öffnung, welche die Eintrittsöffnung des Laufrades bildet, liegen. Der zylindrische Abschnitt des Laufrades ermöglicht eine Axial bewegung des Laufrades in einem Pumpenaggregat, wie dies vorangehend be- schrieben wurde, wobei der Eintrittsbereich bzw. die Eintrittsöffnung in jeder Position des Laufrades ausreichend nach außen abgedichtet werden kann, um die Druck- und die Saugseite des Laufrades in jeder Position voneinander zu trennen.

Nachfolgend wird die Erfindung beispielhaft anhand der beigefügten Figuren beschrieben. In diesen zeigt:

Fig. 1 schematisch ein erfindungsgemäßes Pumpenaggregat mit einer angeschlossenen Heizungsanlage, wobei sich das Laufrad des Pumpenaggregates in einer ersten Position befindet,

Fig. 2 schematisch ein erfindungsgemäßes Pumpenaggregat gemäß Fig. 1 , bei welchem sich das Laufrad in einer zweiten Position befindet und schematisch ein erfindungsgemäßes Pumpenaggregat mit einer angeschlossenen Heizungsanlage gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung, wobei sich das Laufrad in einer ersten Position befindet.

In den Figuren 1 und 2 ist schematisch ein Pumpenaggregat 2 dargestellt, welches in eine Heizungsanlage 4 integriert ist, beispielsweise eine ompaktheizungsanlage. Die Heizungsanlage 4 weist einen ersten Anlagenteil auf, welcher von einem Raumheizungskreis 6 gebildet wird. Ein zweiter Anlagenteil bzw. Heizkreis wird von einem Wärmetauscher 8 zur Erwärmung von Brauchwasser gebildet. Der erste Heizkreis durch den Raumheizungskreis 6 und der Heizkreis durch den Wärmetauscher 8 verzweigen an einem Abzweigpunkt 10, welcher stromabwärts eines Primärwärmetauschers 12 gelegen ist. Der Primärwärmetauscher 12 kann beispielsweise in einem Gas- oder Ölheizkessel angeordnet sein und dient der Erwärmung des Heizmediums, insbesondere Wassers, in der Heizungsanlage 4, welches stromabwärts dann durch den Wärmetau- scher 8 für die Brauchwassererwärmung, welcher einen Sekundärwärmetauscher 8 bildet, und/oder den Raumheizungskreis 6 fließt. Dabei wird das Fluid, welches das Heizmedium bildet, von dem Pumpenaggregat 2 durch den Primärwärmetauscher 12 und die Heizkreise geför- dert.

Das Pumpenaggregat 2 ist ein Kreiselpumpenaggregat, welches einen elektrischen Antriebsmotor 14 aufweist, welcher über eine Welle 16 ein auf dieser drehfest und in axialer Richtung fest angeordnetes Laufrad 18 antreibt. Die Welle 1 6 ist vorzugsweise aus Keramik gefertigt und über ihre gesamte Länge in Lagerqualität bearbeitet. Das Laufrad ist vorzugsweise aus Kunststoff gefertigt. Der Antriebsmotor 14 ist als nasslaufender Elektromotor ausgebildet, welcher ein Spaltrohr 20 aufweist, welches den Stator 22 von dem Rotorraum, in welchem der Rotor 24 angeordnet ist, fluiddicht trennt. Der Rotor 24 ist vorzugsweise als Permanentmagnetrotor ausgebildet und ebenfalls axial fest und drehfest an der Welle 1 6 fixiert. Ggf. könnte der Rotor 24 einstückig mit der Welle 1 6 ausgebildet sein. Der Stator 22, welcher hier nur schematisch gezeigt ist, kann in üblicherweise aus einem Eisenteil mit darin angeordneten Statorspulen ausgebildet sein.

Die Welle 16 ist mit dem Rotor 24 und dem Laufrad 18 in axialer Richtung X in ihren Lagern 26 axial verschiebbar. Dadurch ist das Laufrad 18 zwischen einer ersten Position, welche in Fig. 1 gezeigt ist, und einer zweiten Position, welche in Fig. 2 gezeigt ist, bewegbar. In seiner ersten Position, welche in Fig. 1 gezeigt ist, ist das Laufrad 18 näher zu dem Stator 22 hin gelegen als in seiner zweiten Position, welche in Fig. 2 gezeigt ist. Das Laufrad 18 weist in bekannter Weise radial nach außen gerichtete Austrittsöffnungen 28 auf, welche zu einem umgebenden Austrittskanal 30 hin geöffnet sind. Der Austrittskanal 30 ist in diesem Beispiel mit der Ein†ri††ssei†e des Primärwärmetauschers 12 verbunden. D. h. das aus dem Laufrad 18 umfangsseifig austretende Fluid wird durch den Austrittskanal 30 zu dem Primärwärmetauscher 12 hin gefördert. Ferner weist das Laufrad 18 an einer den Austrittsöffnungen 28 entge- gengesetzen axialen Stirnseite einen axial gerichteten Saugmund 32 auf. Der Saugmund 32 ist je nach axialer Position des Laufrades 18 wahlweise mit einem ersten Einlasskanal 34 oder einem zweiten Einlasskanal 36 in fluidleitender Verbindung. D. h. in der ersten in Fig. 1 gezeig- ten Position des Laufrades 18 saugt dieses über seinen Saugmund 32 Fluid aus dem ersten Einlasskanal 34 an. Dieser erste Einlasskanal 34 schließt sich stromabwärts an den Raumheizungskreis6 an und bildet somit einen Teil eines ersten Strömungsweges für das Heizmedium durch diesen Raumheizungskreis 6. Wenn sich das Laufrad 18 in der in Fig. 1 gezeigten ersten Position befindet, wird das Fluid so von dem Laufrad 18 durch den Austrittskanal 30, den Primärwärmetauscher 12 über den Abzweigpunkt 10 durch den Raumheizungskreis 6 zur Brauch wasserer- wärmung und zurück in den ersten Einlasskanal 34 und von dort in den Saugmund 32 gefördert.

Wenn sich das Laufrad 18 in seiner axial verschobenen zweiten Position befindet, welche in Fig. 2 gezeigt ist, ist der Saugmund 32 zu dem zweiten Einlasskanal 36 geöffnet, welcher mit der Ausgangsseite des Sekundärwärmetauschers 8 für die Brauchwassererwärmung verbunden ist. In dieser Position wird bei Antrieb des Laufrades 1 8 Fluid von dem Laufrad 18 durch den Austrittskanal 30, den Primärwärmetauscher 12, über den Abzweigpunkt 10, durch den Sekundärwärmetauscher 8 und von dort zurück in den zweiten Einlasskanal 36 gefördert, aus welchem der Saugmund 32 das Fluid ansaugt.

Axial beabstandet von dem Saugmund 32 ist an der Welle 16 ein Druckelement in Form einer Steuerscheibe 38 befestigt. Diese ist derart von dem Saugmund 32 in axialer Richtung beabstandet, dass zwischen der Steuerscheibe 38 und der Umfangskante des Saugmundes 32 ein umfänglicher Spalt 39 gebildet wird, welcher in der ersten Position dem ersten Einlasskanal 34 und in der zweiten Position des Laufrades dem zweiten Einlasskanal 36 gegenüberliegt. In der ersten Position, welche in Fig. 1 gezeigt ist, verschließt die Steuerscheibe 38 mit einer Umfangs- wand 37den zweiten Einlasskanal 36, sodass in dieser Stellung im Wesentlichen kein Fluid aus dem zweiten Einlasskanal 36 in den Saugmund 32 strömen kann und so in der ersten in Fig. 1 gezeigten Position im We- sentlichen kein Fluid bzw. Heizmedium durch den Sekundärwärmetauscher 8 gefördert wird. In der in Fig. 2 gezeigten zweiten Position verschließt eine Umfangswandung des Laufrades 16 den ersten Einlasskanal 34, sodass das Laufrad 32 im Wesentlichen kein Fluid aus dem ersten Einlasskanal 34 ansaugt und so im Wesentlichen kein Fluid bzw. Heizme- dium durch den Raumheizungskreis 6 gefördert wird. Die Umfangswandung des Laufrades 18 und die Steuerscheibe 38 haben somit gleichzeitig die Funktion von Ventilelementen.

So kann durch die axiale Verschiebung des Laufrades 16 eine Um- schaltfunktion zwischen dem Raumheizungskreis 6 und dem Sekundärwärmetauscher 8 zur Brauchwassererwärmung erreicht werden, welche üblicherweise in Heizungsanlagen von einem 3/2-Wegeventil übernommen wird, auf welches somit verzichtet werden kann. Anstelle eines solchen Ventils ist eine einfache Verzweigung an dem Abzweigpunkt 10 ausreichend. Auf diese Weise wird der Aufbau der Heizungsanlage vereinfacht.

Erfindungsgemäß wird das axiale Verschieben der Welle 16 mit dem Laufrad 18 ohne zusätzliche Betätigungselemente allein durch die Be- triebsweise des elektrischen Antriebsmotors 14 erreicht. In der Ruhelage des Pumpenaggregates befindet sich das Laufrad 18 in der in Fig. 1 gezeigten ersten Position, d. h. in seiner in diesem Fall am nächsten zum Stator 22 gelegenen Position. In diesem Beispiel wird dies durch magnetische Rückstellkräfte M im elektrischen Antriebsmotor 14, welche in axialer Richtung X wirken, erreicht. Wie in Fig. 1 zu sehen ist, ist der Rotor 24 gegenüber dem Stator 22 in axialer Richtung zentriert, d. h. die axiale Mitte S des Stators ist deckungsgleich mit der axialen Mitte R des Rotors. In der in Fig. 2 gezeigten axial verschobenen Position ist der Rotor 24 gegenüber dem Stator 22 in axialer Richtung X um ein Maß a, welches zum Verschieben des Laufrades 18 in die gezeigte zweite Position erforderlich ist, verschoben. D. h. hier ist die axiale Mitte R des Rotors um das Maß a gegenüber der axialen Mitte S des Stators axial versetzt. Der als Permanentmagnetrotor ausgebildete Rotor 24 ist jedoch aufgrund seiner permanentmagnetischen Kräfte bestrebt, sich in axialer Richtung gegenüber dem Stator 22 zu zentrieren. Dies bewirkt eine axiale Rückstellkraft M, d. h. eine axial wirkende magnetische Kraft, welche den Rotor 24 sowie die Welle 1 6 mit dem Laufrad 18 in die in Fig. 1 gezeigte erste Position zieht und in dieser in Ruhelage hält.

Wenn ausgehend von dieser Ruhelage der Antriebsmotor 14 mit einer geringen Beschleunigung angefahren wird, d. h. die Drehzahl im zeitli- chen Verlauf langsam, d. h. über eine flache Rampe, gesteigert wird, führt dies zu einem langsamen Druckaufbau in dem Austrittskanal 30 und den sich daran stromabwärts anschließenden Strömungswegen. Dabei herrscht in dem Austrittskanal 30 ein Druck pi . Stromabwärts des Primärwärmetauschers 12 herrscht an dem Abzweigpunkt 10 ein auf- grund des Druckverlustes im Primärwärmetauscher 12 geringerer Druck P2. Aufgrund des Druckverlustes im Raumheizungskreis 6 fällt der Druck in dem Heizkreis durch den Raumheizungskreis 6 im weiteren Verlauf auf den in dem ersten Einlasskanal 34 herrschenden Druck p3 ab, wobei der Druck p3 den eingangsseitigen Druck am Laufrad 18 bildet. Da in die- sem Zustand im Wesentlichen keine Fluidströmung durch den Sekundärwärmetauscher 8 erfolgt, baut sich in diesem im Wesentlichen ebenfalls der Druck p2 auf, sodass bei langsamen Druckaufbau schließ- lieh in dem zweiten Einlasskanal 36 sowie an der dem Laufrad 18 abgewandten Seite 40 der Steuerscheibe 38 ebenfalls der Druck p2 herrscht. Dies bedeutet, an der saugseitigen, dem Laufrad abgewandten Seite 40 der Steuerscheibe 38 herrscht ein höherer Druck p2 als in dem ersten Einlasskanal 34, d. h. als der saugseitige Druck des Laufrades 18. Dadurch wird eine zusätzliche hydraulische Axialkraft Fi auf die Steuerscheibe 38 erzeugt, welche die Steuerscheibe 38 gemeinsam mit der Welle 16 und dem Rotor 24 sowie dem Laufrad 18 in die in Fig. 1 gezeigte erste Position drückt und in dieser hält. Gleichzeitig wirkt im Betrieb des Pumpenaggregates auf eine druckseitige Druckscheibe 44 des Laufrades 18 eine hydraulische Kraft F2. Durch Anpassung der Größe der Steuerschreibe 38 im Verhältnis zur Fläche der rückseitigen Deckscheibe 44 und der Gestaltung des Antriebsmotors 14 kann dabei zwischen den hydraulischen Kräften Fi und F2 sowie der magnetischen Rückstellkraft M eine solche Wechselwirkung erreicht werden, dass die magnetische Rückstellkraft M und die hydraulische Axialkraft Fi größer als die hydraulische Kraft F2 sind. So halten in diesem Betriebszustand, d. h. wenn das Laufrad 18 durch Antrieb des Antriebsmotors 14 rotiert, die auftretende hydraulische Kraft Fi , welche auf die Seite 40 der Steu- erscheibe 38 drückt, sowie die beschriebene magnetische Rückstellkraft M zwischen Stator 22 und Rotor 24 das Laufrad 18 im Betrieb in dieser ersten Position.

Gemäß einer alternativen Ausführungsform, welche in Fig. 3 gezeigt ist, kann zwischen der druckseitigen Deckscheibe 44 des Laufrades 18 und einer angrenzenden Wandung 50 eine Dichtung 52 angeordnet sein, welche verhindert, dass die druckseitige Deckscheibe 44 mit dem im Austrittskanal 30 herrschenden Druck pi beaufschlagt wird. Somit entfällt im Wesentlichen die vorangehend beschriebene hydraulische Kraft F2, sodass das Laufrad 18 durch die hydraulische Kraft Fi in der in Figuren 1 und 3 gezeigten ersten Position gehalten werden kann. Dies kann zusätzlich durch die magnetische Rückstellkraft M unterstützt werden. Der Raum im Inneren der Dichtung 52 könnte darüber hinaus mit einem geringeren Druck aus dem Inneren des Laufrades 18 über eine optional vorgesehene, in Fig. 3 gestrichelt gezeichnete Durchbrechung 54 in der druckseitigen Deckscheibe 44 beaufschlagt werden. Anstelle einer Durchbrechung 54 könnten auch mehrere Durchbrechungen 54 vorgesehen sein. Bezüglich der weiteren Merkmale der zweiten Ausführungsform gemäß Fig. 3 wird auf die vorangehende Beschreibung sowie die nachfolgende Beschreibung anhand der Figuren 1 und 2 verwiesen. Im Übrigen erfolgt die axiale Verschiebung des Laufrades auch bei dem in Fig. 3 gezeigten Beispiel in der vorangehend und nachfolgend erläuterten Weise.

Wenn ausgehend vom Stillstand, in welchem sich der Rotor 18 in der in Fig. 1 gezeigten Position befindet, der elektrische Antriebsmotor 14 stark beschleunigt wird, d. h. die Drehzahl im zeitlichen Verlauf schnell mit einer steilen Rampe erhöht wird, führt dies zu einem schnellen Druckaufbau in dem ersten Heizkreis durch den Raumheizungskreis 6. Wenn dieser Kreis einen geringeren Strömungswiderstand als der Sekundärwärmetauscher 8 aufweist, was in derartigen Heizungsanlagen in der Regel der Fall ist, wird bei schnellem Anfahren in dem zweiten Einlasskanal 36 anfangs noch ein geringerer Druck herrschen als in dem ersten Einlasskanal 34.

Die Steuerscheibe 38 ist so angeordnet, dass sie in der vom Antriebsmo- tor 14 abgewandten Richtung bei axialer Verschiebung des Rotors 24 mit dem Laufrad 18 in einen Aufnahmeraum 43 eintaucht. Der Aufnahmeraum 43 weist in einer Ebene quer zur Längs- bzw. Drehachse X einen kreisförmigen Querschnitt auf, dessen Innendurchmesser geringfügig größer ist als der Außendurchmesser der Steuerscheibe 38. Ferner ist der Aufnahmeraum 43 topfförmig ausgebildet und lediglich an seiner dem Laufrad 18 zugewandten Seite geöffnet. In der in Fig. 1 gezeigten ersten Position des Laufrades 18 liegt die Steuerscheibe 38 gerade au- ßerhalb des Aufnahmeraumes 43, sodass sich die erste Seite 40 der Steuerscheibe 38, welche dem Laufrad abgewandt ist, im Wesentlichen in einer Ebene mit der Umfangskante am axialen Ende des Aufnahmeraumes 43 erstreckt. So wird zwischen dieser Umfangskante und der Steuerscheibe 38 ein ringförmiger Spalt 45 gebildet. Dieser bildet eine Drossel für das Fluid in dem zweiten Einlasskanal 36, sodass in dem Aufnahmeraum 43 ein langsamerer Druckaufbau als in dem Einlasskanal 36 erfolgt. So wird bei schnellem Anfahren ein Zustand erreicht, bei welchem an der ersten dem Laufrad 18 abgewandten ersten Seite 40 der Steuerscheibe 38 zunächst im Wesentlichen kein Druck anliegt, während an der entgegengesetzten dem Laufrad 18 und dem Saugmund 32 zugewandten zweiten Seite 42 der Steuerscheibe 38 sich ein Druck aufbaut, welcher eine Kraft F3 in axialer Richtung bewirkt, welche größer als die beschriebene magnetische Rückstellkraft M ist und so den Rotor 18 aus der in Fig. 1 gezeigten ersten Position in die in Fig. 2 gezeigte zweite Position bewegt. Zusätzlich wirkt in dieselbe Richtung wie die hydraulische Kraft F3 die hydraulische Kraft F2, welche auf die druckseitige Deckscheibe 44 des Laufrades 18 wirkt. In diesem Zustand herrscht dann in dem ersten Einlasskanal 34 im Wesentlichen derselbe Druck P2 wie an dem Abzweigpunkt 10, da in diesem Zustand im Wesentlichen keine Strömung mehr durch den Sekundärwärmetauscher 6 erfolgt. Durch den Raumheizungskreis 8 hingegen baut sich der Druck ab, sodass dann im zweiten Einlasskanal 36 ein geringerer Druck p3, d. h. der saugseitige Druck des Pumpenaggregates, herrscht. Dieser Druck herrscht dann auch an der dem Laufrad 18 abgewandten Seite 40 der Steuerscheibe 38, sodass auf diese keine Kräfte wirken, welche bestrebt wären, die Welle 16 mit dem Laufrad 18 axial zu bewegen. Schließlich herrschen in diesem Zustand dann an beiden Seiten 40 und 42 der Steuerscheibe 38 dieselben Drücke, nämlich der Druck p3. Allerdings wirkt an der Druckseite des Laufrades 18, d. h. auf die druckseitige Deckscheibe 44 des Laufrades 18 der Druck pi , welcher das Laufrad 18 in diesem Betriebszustand durch die resultierende hydraulische Kraft F2 entgegen der auftretenden magnetischen Rückstellkraft M, welche zwischen Rotor 24 und Stator 22 wirkt, in der in Fig. 2 gezeigten zweiten Position hält. Insgesamt wird so ein bistabiles System geschaffen, in welchem in dem ersten Betriebszustand, in welchem sich das Laufrad 18 in der in Fig. 1 gezeigten ersten Position befindet, dieses durch die herrschenden magnetischen und hydraulischen Kräfte stabil in dieser ersten Position gehalten wird. Wird jedoch durch schnelles Anfahren des Antriebsmotor erreicht, dass sich das Laufrad gleich zu Beginn in seine zweite Position verlagert, welche in Fig. 2 gezeigt ist, wird hier ein zweiter stabiler Zustand erreicht, in welchem das Laufrad dann, solange der Antriebsmotor angetrieben wird, in dieser zweiten Position verbleibt. Beim Anhalten des Antriebsmotors wird der Rotor 24 durch die magnetische Rückstell- kraft M, welche aus dem axialen Versatz von Stator 22 und Rotor 24 herrührt, selbsttätig wieder in die erste Position zurück bewegt.

Es ist zu erkennen, dass somit ein Umschalten zwischen den zwei Strömungswegen, nämlich einmal dem Strömungsweg über den ersten Ein- lasskanal 34 und einmal den zweiten Strömungsweg über den zweiten Einlasskanal 36, allein durch die Betriebsweise des Antriebsmotors, nämlich durch das Anfahrverhalten des Antriebsmotors 14, erreicht werden kann, ohne dass zusätzliche Betätigungselemente oder Bauteile zum axialen Verschieben des Laufrades 18 erforderlich wären.

Bei dem hier gezeigten Beispiel resultiert dieses Verhalten aus den unterschiedlichen Strömungswiderständen des Sekundärwärmetauschers 8 und des Raumheizungskreises 6. Es ist zu verstehen, dass ein gleicher Effekt auch durch einen zusätzlichen Verbindungskanal 46 erreicht werden könnte, wie er in Figuren 1 und 2 gestrichelt als Option eingezeichnet ist. Der Verbindungskanal 46 mündet an der Umfangswan- dung des Aufnahmeraumes 23 in einen Bereich, welcher in der zweiten Position von der Umfangswand 37 der Steuerscheibe 38 überdeckt und somit verschlossen wird. Über den Verbindungskanal 46 wird beim langsamen Anfahren des Antriebsmotors 14 ein schneller Druckaufbau in dem Aufnahmeraum 43 erreicht, sodass dort schnell eine hydraulische Kraft Fi aufgebaut wird, welche die magnetische Kraft M unterstützt, um das Laufrad 18 in der gezeigten ersten Position zu halten. Um zu erreichen, dass zum Verschieben des Laufrades 18 in die in Fig. 2 gezeigte zweite Position eine hydraulische Kraft F3 aufgebaut werden kann, welche auf die zweite, dem Laufrad zugewandte Seite 42 der Steuerschei- be 38 wirkt, ist in dem Verbindungskanal 46 ein Steuerelement 48 zur Steuerung des Durchflusses durch den Verbindungskanal 46 angeordnet, welches als einfache Drossel oder als ein schaltbares Ventil ausgebildet sein kann. Der Verbindungskanal 46 ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn der hydraulische Widerstand in dem Heizungsteil vor dem Verbraucher, d. h. insbesondere im Primärwärmetauscher 12, sehr groß ist. Die Verbraucher bilden in diesem Ausführungsbeispiel dabei der Raumheizungskreis 6 und der Sekundärwärmetauscher 8. Wenn der hydraulische Widerstand in diesem Heizungsteil sehr groß ist, wird der Druck P2 am Abzweigpunkt 10 zu gering, um eine geeignete hydraulische Kraft Fi auf das Laufrad auszuüben.

Wenn das Steuerelement 48 als schaltbares Ventil ausgebildet ist, kann so der Verbindungskanal 46 geschlossen werden, sodass sich in dem Aufnahmeraum 43 kein hydraulischer Druck Fi aufbauen kann und so sich zunächst über den ersten Einlasskanal 34 eine hydraulische Kraft F3 aufbaut, welche auf die zweite Seite 42 der Steuerscheibe 38 wirkt. Diese hydraulische Kraft F3 führt dann zu der axialen Verschiebung des Laufrades 18 aus der in Fig. 1 gezeigten Position in die in Fig. 2 gezeigte Position, wobei dann zusätzlich die Steuerscheibe 38 mit ihrer Umfangs- wandung 37 den Verbindungskanal 36 verschließt. Wenn das Steue- relemen† 48 als Drossel ausgebildet ist, kann durch geeignete Auslegung der Drossel sichergestellt werden, dass bei einem schnellen Anfahren des Antriebsmotors aus der in Fig. 1 gezeigten ersten Position sich über den Raumheizungskreis 6 in dem ersten Einlasskanal 34 schneller ein Druck p3 aufbaut als über den Verbindungskanal 46 ein Druck p2 in dem Aufnahmeraum 43. So wird die hydraulische Kraft F3, welche auf die zweite Seite der Steuerscheibe 38 wirkt, schneller ansteigen und zu der gewünschten axialen Verschiebung der Steuerscheibe 38 gemeinsam mit der Welle 1 6 und dem Laufrad 18 führen. Anstatt ein separates Steuerelement in Form einer Drossel vorzusehen, kann auch der Querschnitt des Verbindungskanales 46 so dimensioniert werden, dass ein identischer Effekt erzielt wird.

Beim axialen Verschieben der Steuerscheibe 38 von der in Fig. 1 gezeig- ten ersten Position in die in Fig. 2 gezeigte zweite Position, bei welchem die Steuerscheibe 38 in den Aufnahmeraum 43 eintritt, bewirkt der Spalt 45 am Außenumfang der Steuerscheibe 38 dabei eine Dämpfung, da das in dem Aufnahmeraum 43 befindliche Fluid durch diesen Spalt aus dem Aufnahmeraum austreten muss.

Anstelle des Umschaltens durch unterschiedliche Beschleunigungen des Antriebsmotors könnte ein solches Umschalten bei entsprechender konstruktiver Ausgestaltung auch allein durch die Drehzahländerung des Antriebsmotors 14 erfolgen. Wenn das Laufrad 18 beispielsweise so angeordnet würde, dass die druckseitige Deckscheibe 44 an einer Dichtung anläge und die druckseitige Deckscheibe 44 gezielt mit Druck beaufschlagt werden könnte, könnte auch durch diese Druckbeaufschlagung eine axiale Verschiebung des Laufrades 18 erreicht werden. Die Druckbeaufschlagung könnte beispielsweise über ein Ventil erfol- gen, welches bei einem bestimmten Druck im Austrittskanal 30, welcher bei Erreichen einer bestimmten Drehzahl des Antriebsmotors 14 erzielt wird, öffnet, um dann die druckseitige Deckscheibe 44 mit Druck zu beaufschlagen.

In den gezeigten Ausführungsbeispielen gemäß Figuren 1 bis 3 kann die Steuerscheibe 38 integraler Bestandteil des Laufrades 18 sein. So wird ein Laufrad 18 geschaffen, welches eine geschlossene saugseitige axiale Stirnseite aufweist. Diese wird durch die Steuerscheibe 38 gebildet. Das Laufrad hat dann eine umfängliche Saug- bzw. Eintrittsöffnung, welche durch den Spalt 39 gebildet wird. Der Spalt 39 weist dabei be- vorzugt eine Fläche auf, welche 50 bis 150 % der Querschnittsfläche im Inneren des Laufrades 18 im Bereich des Spaltes 39 beträgt. Diese innere Querschnittsfläche erstreckt sich quer zur Längsachse X. Auf diese Weise wird im Bereich des Spaltes 39 ein ausreichend großer Strömungsquerschnitt sichergestellt. Darüber hinaus ist zu erkennen, dass ein solches Laufrad 18 im Bereich des Spaltes 39 eine zylindrische Verlängerung von konstantem Querschnitt aufweist, welche die axiale Verschiebung des Spaltes 39 zwischen den Einlasskanälen 34 und 36 ermöglicht. Die Steuerscheibe 38 kann mit den übrigen Teilen des Laufrades 18 über geeignete Stege oder Verbindungselemente im Inneren oder aber, wie hier gezeigt, durch die Welle 16 verbunden sein.

Zum Halten des Laufrades in den beschriebenen Positionen, insbesondere in der in Figuren 1 und 3 gezeigten ersten Position, kann darüber hinaus eine entsprechende Drehzahlregelung des Antriebsmotors 14 erfolgen, durch welche sichergestellt wird, dass ein bestimmter Durch- fluss bzw. eine bestimmte Förderleistung nicht überschritten wird, bei welcher die hydraulische Kraft F2 so weit ansteigen würde, dass es zu einer Axialverschiebung des Laufrades 18 kommt, welche in dieser Situation unerwünscht ist.

Die beschriebene magnetische Rückstellkraft M könnte darüber hinaus durch eine Federkraft unterstützt oder auch ersetzt werden. So könnte beispielsweise in dem Aufnahmeraum 43 eine Druckfeder angeordnet werden, welche eine in axiale Richtung X erzeugte Druckkraft auf das axiale Stirnende der Welle 1 6 ausübt, welche die Welle 1 6 mit dem Rotor 24 und dem Laufrad 1 8 in die in Figuren 1 und 3 gezeigte erste Posi- tion drückt.

Schließlich könnte auch die Steuerscheibe 38 als feststehendes, d. h. nicht gemeinsam mit der Welle 1 6 rotierendes Bauteil ausgebildet sein und die Welle könnte lediglich mit ihrer Stirnseite an der Steuerscheibe 38 gleitend zur Anlage kommen. So könnte die Steuerscheibe 38 dennoch eine in Richtung der hydraulischen Kraft Fi gerichtete Axialkraft auf die Welle ausüben. Durch entsprechenden formschlüssigen Eingriff könnte die Steuerscheibe 38 darüber hinaus auch eine hydraulische Kraft F3 in axialer Richtung auf die Welle 1 6 übertragen, ohne gemein- sam mit dieser rotieren zu müssen.

Ferner ist zu verstehen, dass auch mehr als die zwei gezeigten möglichen Betriebspositionen des Laufrades 1 8 realisiert werden könnten. Insbesondere könnten das Laufrad 1 8 ggf. auch Zwischenpositionen einnehmen, wodurch eine Mischfunktion realisiert werden könnte. So könnte ein solches Pumpenaggregat beispielsweise als Mischer, z. B. für einen Fußbodenheizungskreis, fungieren. Dann würde beispielsweise der erste Einlasskanal 34 mit dem Heizwasserzulauf verbunden, während der zweite Einlasskanal 36 mit dem Rücklauf aus dem Fußbodenhei- zungskreis verbunden wird und der Austrittskanal 30 mit der Eintrittsseite des Fußbodenheizungskreises verbunden wird. Durch axiale Verschiebung des Laufrades 1 8 könnte dann eine Mischfunktion erreicht werden, da je nach Position mehr oder weniger Fluid aus dem Heizwasserzulauf gefördert wird und ein entsprechend kleinerer oder höherer An- teil von Fluid aus dem Rücklauf des Fußbodenheizkreises gefördert wird. Eine solche definierte Verschiebung des Laufrades 1 8 auch in Zwischenpositionen kann durch Drehzahländerung des Antriebsmotors mit damit einhergehender Druckänderung oder durch zusätzliche Stellelemente bewirkt werden. Beispielsweise könnte der Stator 22 in axialer Richtung X verschoben werden, um das axiale Zentrum S des Stators zu bewegen und damit gleichzeitig den Rotor 24 entsprechend mit zu ver- schieben, welcher, wie oben beschrieben, bestrebt ist, sich im Stator 22 in axialer Richtung zu zentrieren.

Darüber hinaus könnte ein solches Pumpenaggregat, wie es vorangehend beschrieben wurde, anstatt wahlweise zwei verschiedene Heiz- kreise als Anlagenteile einer Heizungsanlage zu bedienen, auch so verwendet werden, dass es wahlweise Fluid aus zwei verschiedenen Wärmequellen bzw. Wärmeerzeugern, beispielsweise einem fossil beheizten Heizkessel und einer solarthermischen Anlage fördert. In einem solchen Fall könnten anstatt des Raumheizungskreises 6 und des Sekundärwär- metauschers 8 beispielsweise zwei verschiedene Wärmequellen mit dem Pumpenaggregat 2 verbunden werden.

Bezugszeichenliste

2 - Pumpenaggregat

4 - Heizungsanlage

6 - Wärmetauscher bzw. Sekundärwärmetauscher

8 - Raumheizungskreis

10 - Abzweigpunkt

12 - Primärwärmetauscher

14 - Antriebsmotor

1 6 - Welle

18 - Laufrad

20 - Spaltrohr

22 - Stator

24 - Rotor

26 - Lager

28 - Austrittsöffnungen

30 - Austrittskanal

32 - Saugmund

34 - erster Einlasskanal

36 - zweiter Einlasskanal

37 - Umfangswand

38 - Steuerscheibe

39 - Spalt

40 - erste Seite der Steuerscheibe

42 - zweite Seite der Steuerscheibe

43 - Aufnahmeraum

44 - druckseitige Deckscheibe

45 - Spalt

46 - Verbindungskanal

48 - Steuerelement

50 - Wandung

52 - Dichtung 54 Durchbrechung pi - Druck im Aus†ri††skanal

P2 - Druck am Abzweigpunkt p3 - Druck im Einlasskanal a - axiale Verschiebung

X - Längsachse

M - magnetische Rückstellkraft Fi - hydraulische Axialkraft

F2 - hydraulische Kraft

Claims

Ansprüche

Pumpenaggregat (2) mit einem elektrischen Antriebsmotor (14) und zumindest einem von diesem angetrieben Laufrad (18), wobei das Laufrad (18) in axialer Richtung (X) zwischen zumindest einer ersten und einer zweiten Position bewegbar ist, wobei

das Laufrad (18) in seiner ersten axialen Position in einem ersten Strömungsweg durch das Pumpenaggregat (2) gelegen ist und ein Fluid durch diesen ersten Strömungsweg fördert, und

das Laufrad (18) in seiner zweiten Position in einem zweiten Strömungsweg durch das Pumpenaggregat (2) gelegen ist und ein Fluid durch diesen zweiten Strömungsweg fördert

dadurch gekennzeichnet, dass

das Pumpenaggregat (2) derart ausgestaltet ist, dass eine Bewegung des Laufrades (18) zwischen der ersten und der zweiten Position zumindest in einer Richtung durch eine auf das Laufrad (18) wirkende, von dem geförderten Fluid erzeugte hydraulische Kraft erfolgt.

Pumpenaggregat nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Pumpenaggregat (2) so ausgestattet ist, dass das Laufrad (18) im Betrieb durch zumindest eine von dem geförderten Fluid erzeugte hydraulische Kraft in zumindest einer der Positionen gehalten wird.

Pumpenaggregat nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Pumpenaggregat (2) so ausgestaltet ist, dass das Laufrad (18) im Betrieb durch eine Wechselwirkung zumindest einer von dem geförderten Fluid erzeugten hydraulischen Kraft, einer Federkraft und/oder einer axial wirkenden magnetischen Kraft in zumindest einer der Positionen gehalten wird, wobei die magne- tische Kraft vorzugsweise auf einen mit dem Laufrad (18) verbundenen Rotor (24) des Antriebsmotors (14) wirkt.

Pumpenaggregat nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Laufrad (18) mit einem Rotor (24) des elektrischen Antriebsmotors (14) verbunden ist und zumindest eine magnetische Kraft, welche in axialer Richtung (X) auf das Laufrad (18) wirkt, aus einer magnetischen Wechselwirkung zwischen dem Rotor (24) und einem umgebenden Stator (22), insbesondere aus einem axialen Versatz (a) zwischen Rotor (24) und Stator (22), resultiert.

Pumpenaggregat nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Laufrad (18) in seiner ersten Position derart angeordnet ist, dass es in einen ersten Austrittskanal fördert, und das Laufrad (18) in seiner zweiten Position derart angeordnet ist, dass es in einen zweiten Austrittskanal fördert.

Pumpenaggregat nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Laufrad (18) in seiner ersten Position derart angeordnet ist, dass es an seiner Saugseite (32) mit einem ersten Einlasskanal (34) verbunden ist, und das Laufrad (18) in seiner zweiten Position derart angeordnet ist, dass es an seiner Saugseite (32) mit einem zweiten Einlasskanal (36) verbunden ist.

Pumpenaggregat nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Pumpenaggregat (2) derart ausgestaltet ist, dass die hydraulische Kraft durch eine bestimmte Betriebsart des Antriebsmotors (14), insbesondere durch eine Drehzahländerung, erzeugbar ist.

8. Pumpenaggregat nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Pumpenaggregat (2) derart ausgestaltet ist, dass die hydraulische Kraft durch unterschiedlich starke Beschleunigungen des Antriebsmotors (14) erzeugbar ist.

Pumpenaggregat nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es als ein bistabiles System ausgebildet ist, in welchem das Laufrad (18) im Betrieb durch die wirkenden hydraulischen und/oder magnetischen Kräfte jeweils in seiner ersten oder zweiten Position stabil gehalten wird.

Pumpenaggregat nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Laufrad (18) in seiner ersten Position axial näher zu dem Stator (22) des Antriebsmotors (14) gelegen ist als in seiner zweiten Position.

Pumpenaggregat nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Pumpenaggregat (2) derart ausgestaltet ist, dass in der ersten Position des Laufrades (18) eine in Richtung der ersten Position wirkende hydraulische Kraft auf eine saugseitige axiale Stirnseite des Laufrades (18) oder eines Druckelementes (38), welches kraftübertragend mit dem Laufrad (18) gekoppelt ist, wirkt.

Pumpenaggregat nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Pumpenaggregat (2) derart ausgestaltet ist, dass in der ersten Position des Laufrades (18) eine in Richtung der ersten Position wirkende magnetische Kraft auf das Laufrad wirkt. Pumpenaggregat nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Pumpenaggregat (2) derart ausgestaltet ist, dass zumindest in der zweiten Position des Laufrades (18) eine in Richtung der zweiten Position wirkende hydraulische Kraft auf eine druckseitige axiale Stirnseite (44) des Laufrades (18) wirkt.

Pumpenaggregat nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Pumpenaggregat (2) derart ausgestaltet ist, dass in der zweiten Position des Laufrades (18) eine saugseitige axiale Stirnseite des Laufrades oder eines mit dem Laufrad (18) gekoppelten Druckelementes (38) druckentlastet ist.

Pumpenaggregat nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Verbindungskanal (46) vorhanden ist, welcher einen stromabwärts des Laufrades (18) gelegenen Druckbereich (30) mit einer dem Druckbereich abgewandten Seite (40) des Laufrades (18) oder eines mit dem Laufrad (18) gekoppelten Druckelement (38) zur Übertragung eines hydraulischen Druckes verbindet, wobei in dem Verbindungskanal (46) vorzugsweise ein Steuerelement (48) zur Steuerung des Durchflusses durch den Verbindungskanal (46) angeordnet ist.

Pumpenaggregat nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Aufnahmeraum (43) vorhanden ist, in welchen eine geschlossene saugseitige axiale Stirnseite des Laufrades (18) oder ein mit dem Laufrad (18) gekoppeltes Druckelement (38) in zumindest einer Position des Laufrades (18) eintritt und welcher derart ausgebildet ist, dass er, vorzugsweise über eine Drosselstelle, mit einem von dem Laufrad (18) erzeugten hydraulischen Druck (P2) zum Erzeugen einer hydraulischen Kraft beaufschlagbar ist. Heizungsanlage mit einem Pumpenaggregat nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Heizungsanlage zumindest zwei Anlagenteile (6, 8) aufweist, von welchen ein erster Anlagenteil (6) mit dem ersten Strömungsweg des Pumpenaggregates (2) und ein zweiter Anlagenteil (8) mit dem zweiten Strömungsweg des Pumpenaggregates (2) verbunden ist.

18. Heizungsanlage nach Anspruch 1 7, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest zwei Anlagenteile (6, 8) zumindest zwei Verbraucher oder zumindest zwei Wärmequellen sind.

Heizungsanlage mit nach einem der Ansprüche 17 oder 18, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Anlagenteil ein Wärmetauscher (6) zur Brauchwassererwärmung ist und der zweite Anlagenteil ein Raumheizungskreis (8) ist.

Heizungsanlage nach einem der Ansprüche 17 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Heizungsanlage derart ausgestaltet ist, dass ein an einem Abzweigpunkt (10) zwischen dem ersten und dem zweiten Anlagenteil herrschender hydraulischer Druck in zumindest einer der Positionen des Laufrades (18) eine hydraulische Kraft bewirkt, welche das Laufrad (18) in dieser Position hält. 21 . Heizkessel mit einem Pumpenaggregat nach einem der vorangehenden Ansprüche 1 bis 16, gekennzeichnet durch einen Primärwärmetauscher (12), einen Sekundärwärmetauscher (6) zur Brauchwassererwärmung sowie zumindest einen Anschluss für einen Raumheizungskreis (8), wobei der Sekundärwärmetauscher (6) und der Anschluss für den Raumheizungskreis (8) über einen Abzweigpunkt (10) mit dem Primärwärmetauscher verbunden sind und ein an dem Abzweigpunkt (10) herrschender hydraulischer Druck in zumindest einer der Positionen des Laufrades (18) eine hydraulische Kraft bewirkt, welche das Laufrad (18) in dieser Position hält.

Laufrad für ein Kreiselpumpenaggregat, insbesondere nach einem der vorangehenden Ansprüche, mit zumindest einer Austrittsöffnung (28) und zumindest einer Eintrittsöffnung (39),

dadurch gekennzeichnet, dass

die Eintrittsöffnung (39) in einem Umfangsabschnitt des Laufrades (18) gelegen ist.

Laufrad nach Anspruch 22, gekennzeichnet durch eine geschlos sene saugseitige axiale Stirnseite (38), an welche der Umfangsab schnitt mit der Eintrittsöffnung (39) angrenzt.

Laufrad nach Anspruch 22 oder 23, dadurch gekennzeichnet, dass die Eintrittsöffnung (39) als eine sich über den gesamten Umfang des Laufrades (18) erstreckende ringförmige Öffnung ausgebildet ist.

Laufrad nach einem der Ansprüche 22 bis 24, dadurch gekennzeichnet, dass das Laufrad (18) an seiner Saugseite einen verlängerten zylindrischen Abschnitt aufweist, welcher vorzugsweise eine Außenfläche aufweist, welche 50 bis 150 % eines Innenquerschnittes im Inneren dieses Abschnitts beträgt.