DE9212992U1 - Vorrichtung zum Erwärmen und/oder Heizen eines Wärmeverbrauchers, insbesondere eines Gebäudes - Google Patents

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/ BJ-lü Anmelder:

Herr

Harro Obermüller
Bottinger Straße 57
7835 Teningen-Nimburg

Vorrichtung zum Erwärmen und/oder Heizen eines Wärmeverbrauchers, insbesondere eines Gebäudes

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Erwärmen und/oder Heizen eines Wärmeverbrauchers, insbesondere eines Gebäudes, mit zumindest einer Wärmequelle, die über wenigstens eine Wärmeleitung oder ein Wärmeleitungssystem mit einem im Bereich des Wärmeverbrauchers angeordneten Heizkörper oder dergleichen Wärmetauscher verbunden ist, wobei in der Wäremleitung mindestens ein Wärme-Transportmedium geführt ist.

Man kennt bereits verschiedene Vorrichtungen der eingangs erwähnten Art, um die Innenräume eines Gebäudes bei Bedarf erwärmen und heizen zu können. So kennt man beispielsweise verschiedene Warmwasserheizungen, bei denen das als Wärme-Transportmedium dienende Heizwasser in einem Heizkessel erwärmt wird, der als Wärmequelle vorgesehen ist. Dabei wird das im Heizkessel erwärmte Wasser in zumindest einer Vorlaufleitung wenigstens einem Heizkörper zugeführt; von diesem Wärmetauscher fließt das Heizwasser über mindestens eine Rücklaufleitung in einem praktisch geschlossenen Warm-Wasserkreislauf wieder dem Heizkessel zu.

Um auch natürliche Wärmequellen, wie beispielsweise das Erdreich oder die Umgebungsluft, zum Erwärmen eines Gebäudes nutzen zu können, hat man Wärmepumpen geschaffen, bei denen ein Kältemittel in einem Wärmeleitungskreislauf unter Wärmeaufnahme verdampft, anschließend verdichtet und sodann einem Verflüssiger zugeführt wird. In diesem Verflüssiger verflüssigt sich das Kältemittel und gibt seine Wärme an einen getrennten Heizungskreislauf ab, in dem nun Heizwasser als Wärme-Transportmedium geführt ist, welches durch die Heizkörper fließt.

Demgegenüber wird der bei manchen Produktionsprozessen und verschiedenen Arten des Energieverbrauchs entstehende Wärmeanteil bloß an die Umwelt abgegeben, wenn sich dieser Wärmeanteil für den verursachenden Energieumwandlungsprozeß selbst nicht direkt nutzen läßt.

So wird bislang auch die Wärme, die durch den Verbrennungsmotor eines Kraftfahrzeuges in Form heißer Abgase, warmen Kühlwassers sowie einer Erwärmung der den Motor umgebenden Umluft anfällt, regelmäßig an die Umwelt abgegeben, was zur Aufheizung der Atmosphäre beiträgt und auch, eine unvollständige Ausnutzung der im Treibstoff enthaltenen Energie darstellt.

Es besteht daher die Aufgabe, eine Vorrichtung der eingangs erwähnten Art zu schaffen, die insbesondere auch den während des Betriebes eines Kraftfahrzeuges entstehenden Wärmeanteil besser nutzt.

Die erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe besteht bei der Vorrichtung der eingangs erwähnten Art insbesondere darin, daß dem Wärmeverbraucher die beim Stand- und/oder Fahrbetrieb von dem als Wärmequelle dienenden Verbrennungsmotor eines Kraftfahrzeuges in Form von erwärmten Abgasen, erwärmtem Motor-

Kühlflüssigkeit und/oder erwärmter Umluft erzeugte Wärme zugeführt wird.

Die erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe besteht bei der Vorrichtung der eingangs erwähnten Art insbesondere darin, daß als Wärmequelle der Verbrennungsmotor eines Kraftfahrzeuges und als Wärme-Transportmedium dessen Abgase und/oder dessen Motor-Kühlwasser vorgesehen sind und daß das Kraftfahrzeug zur Einspeisung des Wärme-Transportmediums (der Wärme-Transportmedien) mit der Wärmeleitung lösbar kuppelbar ist.

Bei dem vorliegenden Erfindungsvorschlag wird die im Stand- und/oder im Fahrbetrieb erzeugte Wärme des Verbrennungsmotors eines Kraftfahrzeuges nicht mehr über den Kühler bloß an die Umwelt abgegeben, sondern in den Wärmekreislauf oder das Heizungssystem eines Gebäudes oder dergleichen Wärmeverbrauchers transferiert. Dabei dient der Verbrennungsmotor dieses Kraftfahrzeuges als Wärmequelle, so daß beispielsweise bei mehreren an das Heizungssystem eines Gebäudes angeschlossenen Kraftfahrzeugen und dementsprechend Wärme-einspeisenden Verbrennungsmotoren eventuell auch der hauseigene Heizkessel entfallen kann. Um die beim Betrieb des Verbrennungsmotors in Form von erwärmten Abgasen, erwärter Motor-Kühlflüssigkeit und/oder erwärmter Umluft erzeugte Wärme dem Gebäude oder dergleichen Wärmeverbraucher zuführen zu können, werden dessen Abgase und/oder dessen Motor-Kühl flüssigkeit als Wärme-Transportmedien genutzt. Um das Kraftfahrzeug in üblicher Weise im Fahrbetrieb nutzen zu können, ist dieses zur Einspeisung der obengenannten Wärme-Transportmedien mit der zum Heizkörper oder dergleichen Wärmetauscher führenden Wärmeleitung lösbar kuppelbar und von dieser auch wieder leicht zu trennen.

Dabei ist es zweckmäßig, wenn in die Wärmeleitung oder das Wärmelextungssystem zumindest ein stationärer Warmwasser-

Speicher oder dergleichen Pufferbehälter zu Aufnahme zumindest einer Teilmenge eines Wärme-Transportmediums zwischengeschaltet ist und wenn das Wärme-Transportmedium, das zwischen dem (den) Wärmetauscher(n) und dem (den) stationären Pufferbehälter(n) strömt, vorzugsweise in einem Wärmekreislauf geführt ist. Somit kann beispielsweise das während des Fahrbetriebes vom Verbrennungsmotor erwärmte Kühlwasser oder dergleichen Wärme-Transportmedium zumindest teilweise nach dessen Einspeisung im stationären Pufferbehälter gespeichert und beispielsweise zum Erwärmen eines Gebäudes genutzt werden, während das Kraftfahrzeug nach dieser Einspeisung des Kühlwassers und einem Austausch des in seinem Kühlkreislauf verwendeten Wärme-Transportmediums für eine erneute Fahrt zur Verfügung steht. Das erwärmte und im Pufferbehälter bevorratete Kühlwasser oder dergleichen wird - ebenso wie sonst das Heizwasser in Warmwasserheizungen - auf direktem Wege aus dem Pufferbehälter über eine Vorlaufleitung dem Heizkörper zugeführt oder wärmt auf indirektem Wege mittels eines im stationären Pufferbehälter vorgesehenen Wärmetauschers das Heizwasser auf, das seinerseits als Wärme-Transportmedium in einem getrennten Heizwasserkreislauf zwischen dem stationären Pufferbehälter und den Heizkörpern geführt ist.

Um die Abwärme des Verbrennungsmotors während des Fahrbetriebes möglichst effektiv nutzen und beispielsweise dem Heizungssystem eines Gebäudes zuführen zu können, ist es vorteilhaft, wenn das Kraftfahrzeug zumindest einen Warmwasserspeicher oder dergleichen transportablen Pufferbehälter 0 aufweist, wenn der Pufferbehälter mit einem den Verbrennungsmotor kühlenden Flüssigkeits-Kreislauf verbunden oder verbindbar ist und zur Aufnahme zumindest einer Teilmenge der im Flüssigkeits-Kreislauf geführten Kühlflüssigkeit vorgesehen ist, und wenn der (die) Pufferbehälter des Kraftfahrzeuges zur Weiterleitung des darin gespeicherten

Kühlwassers oder dergleichen Wärme-Transportmediums mit dem (den) stationären Pufferbehälter(n) lösbar kuppelbar ist. Um die während einer Kraftfahrzeugfahrt entstandene und gespeicherte Wärme in das Heizungssystem des Gebäudes einspeisen zu können, muß lediglich der transportable Pufferbehälter des Kraftfahrzeuges an den stationären Pufferbehälter lösbar gekuppelt und das im transportablen Pufferbehälter enthaltene Warmwasser in den stationären Pufferbehälter umgefüllt werden.

Dabei ist es zweckmäßig, wenn der (die) Pufferbehälter des Kraftfahrzeuges und der (die) stationäre(n) Pufferbehälter über wenigstens eine Zufuhrleitung zum Zuführen warmen Transportmediums in den stationären Pufferbehälter und über zumindest eine Rückführleitung zum Rückführen kalten Transportmediums in den Pufferbehälter des Kraftfahrzeuges verbunden oder verbindbar sind und wenn die Zufuhrleitung wenigstens eine im oberen Bereich des stationären Pufferbehälters angeordnete Einlaßöffnung und die Rückführleitung zumindest eine im unteren Bereich des stationären Pufferbehälters angeordnete Auslaßöffnung hat. Während über die Zufuhrleitung das durch den Verbrennungsmotor erwärmte Transportmedium in den stationären Pufferbehälter eingespeist werden kann, kann später das im unteren Behälterbereich kältere Transportmedium über die Rückführleitung in den transportablen Pufferbehälter des Kraftfahrzeuges eingeleitet werden, so daß dem Kraftfahrzeug bei einer anschließenden Fahrt erneut zu erwärmendes Kühloder Wärme-Transportmedium zur Verfügung steht.

Um diesen Austausch des Wärme-Transportmediums zwischen den stationären und transportablen Pufferbehältern noch zu beschleunigen, ist es zweckmäßig, wenn in den Zufuhr- und/oder Rückführleitungen zumindest eine Förderpumpe zwischengeschaltet ist.

Um auch die Abgase des Verbrennnungsmotors als Wärme-Transportmedium nutzen und die darin enthaltene Wärme in das Heizungssystem eines Gebäudes oder dergleichen Wärmeverbrauchers transferieren zu können, ist es vorteilhaft, wenn zumindest einer der stationären und/oder transportablen Pufferbehälter wenigstens einen vorzugsweise von dem darin gespeicherten Transportmedium umströmten Wärmetauscher aufweist, der zuströmseitig mit dem Auspuff des Kraftfahrzeugmotors und abströmseitig mit einem Abgas-Auslaß verbunden ist. Während der stationäre Pufferbehälter auf diese Weise im Standbetrieb des Kraftfahrzeuges erwärmt werden kann, kann das im transportablen Pufferbehälter enthaltene Wärme-Transportmedium auch während des Fahrbetriebes von den Abgasen aufgeheizt werden, um die darin enthaltene Wärme zu speichern. Diese zusätzliche Aufheizung des transportablen Pufferbehälters ist besonders vorteilhaft, wenn das Kraftfahrzeug nur im Kurzstreckenbetrieb verwendet wird.

0 Während der transportable Pufferbehälter ein Fassungsvolumen von zumindest 50 Litern aufweisen sollte, sind in Kombis, Kleinlastwagen und LKW's transportable Pufferbehälter von 1000 Litern und mehr möglich. Dabei richtet sich die Größe des im Kraftfahrzeug montierten Pufferbehälters nach der Fahrzeuggröße, der erwünschten Zuladung und der regelmäßigen Fahrtstrecke. Dabei ist es vorteilhaft, wenn der (die) stationärein) Pufferbehälter im Vergleich zum maximalen Fassungsvermögen des (der) transportablen Pufferbehälter(s) zumindest das doppelte oder ein vorzugweise mehrfach größeres Speicher-0 volumen aufweisen.

Somit können insbesondere bei Mehrfamilienhäusern auch mehrere Kraftfahrzeuge zur Aufheizung des stationären Pufferbehälters eingesetzt werden.
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Um das in dem Pufferbehälter bevorratete erwärmte Wärme-Transportmedium auch über einen längeren Zeitraum möglichst ohne Wärmeverluste speichern zu können, ist es zweckmäßig, wenn der (die) stationäre(n) Pufferbehälter und/oder der (die) transportable(n) Pufferbehälter eine wärmeisolierende Umkleidung oder dergleichen Außenmantel aufweisen.

Der transportable Pufferbehälter, der anstatt des Kühlers die Abwärme des Verbrennungsmotors aufnimmt, kann auf dem Kraftfahrzeug-Dach, unter dem Kraftfahrzeug-Boden, im Kofferoder Gepäckraum, in einem Karosserie-Zwischenraum und/oder auf der Kraftfahrzeug-Ladefläche angeordnet sein. Beispielsweise können mehrere Behälter, die sich in den Karosserie-Hohlräumen des Kraftfahrzeuges befinden, einen großvolumigen Pufferbehälter bilden. Der Pufferbehälter kann aber auch als Auflage-, Anhänge- oder Unterhängetank ausgebildet sein. Bei Kombis oder Kraftfahrzeugen mit geteilten Rücksitzbänken ist es ebenfalls möglich, auch große Pufferbehälter auf der Ladefläche oder im Kofferraum unterzubringen.

Eine besonders vorteilhafte Ausführungsform gemäß der Erfindung sieht vor, daß jeder transportable Pufferbehälter in seinem äußeren Umriß veränderbar und an das Volumen des darin gespeicherten Wärme-Transportmediums anpaßbar ist und daß der Pufferbehälter dazu vorzugsweise als Zylinderbalg oder dergleichen balgförmiger Behälter ausgebildet ist. Ein solcher transportabler und insbesondere als Zylinderbalg ausgebildeter Flüssigkeits-Pufferbehälter kann gut im Kofferraum eines Kraftfahrzeuges untergebracht und je nach Bedarf und Länge der Fahrtstrecke mit einer entsprechenden Menge des flüssigen Kühl- oder Transportmediums gefüllt werden. Da in vollständig entleertem Zustand ein solcher Pufferbehälter nur wenig Platz beansprucht, kann er auch in entleertem Zustand im Kofferraum des Kraftfahrzeuges belassen werden, ohne die Zuladungsmöglichkeiten dieses Kraftfahrzeuges allzusehr einzuschränken.

Zweckmäßig ist es, wenn die stationären und transportablen Pufferbehälter über wenigstens eine in der (den) Zufuhr- und gegebenenfalls Rückführleitung(en) vorgesehene Schnellkupplung lösbar miteinander verbindbar sind und wenn die Kupplungsteile dieser Schneikupplung vorzugsweise durch Druckbeaufschlagung miteinander verbindbar und durch Zugbelastung von einander lösbar sind. Bei größeren Kraftfahrzeugen, insbesondere bei LKW's, kann diese Schnellkupplung an einer flexiblen Schlauchleitung angebracht sein, die die stationären und transportablen Pufferbehälter miteinander verbindet. Der Kontakt zwischen den beiden Kupplungsteilen dieser Schnellkupplung kann auf einfache Weise durch manuelles Zusammenstecken der Schlauchleitungen hergestellt werden, wenn der LKW oder dergleichen das Gebäude oder die Station erreicht hat, in dem die während des Fahrtbetriebes des Kraftfahrzeuges entstandene Abwärme des Verbrennungsmotors genutzt werden soll.

Bei kleineren Kraftfahrzeugen wird jedoch eine Ausführungsform bevorzugt, bei der die Schnellkupplung ein im Front- oder Heckbereich des Kraftfahrzeuges vorzugsweise unverrückbar angeordnetes Kupplungsteil hat, welches mit einem stationären Gegen-Kupplungsteil lösbar kuppelbar ist. Um diese beiden Kupplungsteile durch eine Druckbeaufschlagung beim Auffahren des Kraftfahrzeuges auf das stationäre Kupplungsteil miteinander lösbar verbinden und durch bloßes Wegfahren des Kraftfahrzeuges und eine entsprechende Zugbelastung der Schnellkupplung wieder entkuppeln zu können, ist es vorteilhaft, wenn die beiden Kupplungsteile der Schnellkupplung in etwa derselben Höhe angeordnet sind und wenn das eine Kupplungsteil eine in ihrem lichten Längsschnitt vorzugsweise runde, kegel- oder kegelstumpfförmige Aufnahmeöffnung zur Aufnahme des anderen insbesondere formangepaßten Kupplungsteils aufweist. Bei einer solchen Ausführungsform der Schnellkupplung wird das am Fahrzeug

vorgesehene Kupplungsteil mit dem beispielsweise an einer Garagenwand befestigen stationären Kupplungsteil verbunden und somit praktisch automatisch der Kontakt zwischen den stationären und transportablen Pufferbehältern hergestellt.
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Dabei kann es zweckmäßig sein, wenn das am Kraftfahrzeug vorgesehen Kupplungsteil als Kraftfahrzeug-Stoßstange ausgebildet oder in eine Kraftfahrzeug-Stoßstange integriert ist und wenn im Bereich der Schnellkupplung ein Schalter, Taster oder dergleichen elektrisches Betätigungsorgan vorgesehen ist, das beim Auffahren des Kraftfahrzeuges auf das stationäre Kupplungsteil die Förderpumpe(n) in Betrieb setzt und beim Wegfahren des Kraftfahrzeuges wieder ausschaltet. Stattdessen ist aber auch ein elektrischer Handschalter möglich, der im Auto oder am Gebäude istalliert sein kann.

Eine besonders dichte und schnelle Verbindung der Kupplungsteile sowie der daran angeschlossenen Pufferbehälter läßt sich erzielen, wenn die beiden Kupplungsteile der Schnellkupplung beim Auffahren des Kraftfahrzeuges auf das stationäre Kupplungsteil lösbar kuppelbar sind und wenn die beiden in Auffahrrichtung des Kraftfahrzeuges abgewinkelten freien Enden des stationären Kupplungsteiles vorzugsweise am Kraftfahrzeug und/oder an dessen Kupplungsteil in gekuppelten Zustand seitlich anliegen.

Nach einem weiterbildenden Vorschlag gemäß der Erfindung ist vorgesehen, daß das Kraftfahrzeug zur Kühlung des Verbrennungsmotors zwei Flüssigkeits-Kreisläufe hat, von denen ein erster Kühlflüssigkeits-Kreislauf einen Wasser- oder dergleichen Flüssigkeitskühler aufweist und von denen in einem Speicher-Kreislauf der (die) transportable(n) Pufferbehälter zwischengeschaltet ist (sind) und daß eine vorzugsweise temperaturabhängige Ventilsteuerung zum Umschalten von dem einen auf den anderen Flüssigkeits-Kreislauf und umgekehrt

vorgesehen ist. Wenn das im transportablen Pufferbehälter gespeicherte und am Motor vorbeigeführte Wärme-Transportmedium durch den Verbrennungsmotor auf eine bestimmte oder festlegbare Temperatur erhitzt wurde, kann der durch den Pufferbehälter führende Kühlwasser-Kreislauf abgeschaltet werden, um anschließend den Kühlkreislauf mit dem Flüssigkeitskühler in Funktion zu setzen. Unter Zuhilfenahme beispielsweise eines am Armaturenbrett befindlichen ZusatzInstrumentes, das die aktuelle Temperatur im transportablen Pufferbehälter anzeigt, kann die Ventilsteuerung manuell betätigt werden. Bevorzugt wird jedoch eine temperaturabhängige Ventilsteuerung, die von sich aus bei einer Flüssigkeitstemperatur von beispielsweise 80 ° Celsius im transportablen Pufferbehälter auf den anderen Kühlkreislauf praktisch automatisch umschaltet und bei Absinken dieser Temperatur wieder das im transportablen Pufferbehälter enthaltene Wärme-Transportmedium am Verbrennungsmotor vorbeiströmen läßt. Dabei kann die Ventilsteuerung ein Zwei-Wege-Ventil, ein manuelles Elektromagnetventil und/oder einen Thermostaten aufweisen.

Um beispielsweise auch die vom Verbrennungsmotor erwärmte Umluft nutzen zu können, sieht eine Weiterbildung gemäß der Erfindung vor, daß der Verbrennungsmotor insbesondere zur Nutzung seiner Abwärme mit einer vorzugsweise als Kompressions-Wärmepumpe ausgebildeten Wärmepumpe in Antriebsverbindung steht und daß diese Wärme zweckmäßigerweise zum Heizen des in zumindest einem der Pufferbehälter gespeicherten Wärme-Transportmediums vorgesehen ist.

Zweckmäßig ist es, wenn das Kraftfahrzeug im Standbetrieb seines Verbrennungsmotors in einer schall- und/oder wärmeisolierenden Garage oder dergleichen Kapselung angeordnet ist und wenn die Wärmepumpe insbesondere zur Nutzung der durch den Verbrennungsmotor in der Kapselung erzeugten Wärme

vorgesehen ist. Um die in der Kapselung zurückgehaltene erwärmte Umluft der Wärmepumpe zuführen zu können, kann der Verdampfer unmittelbar in der Kapselung angeordnet oder die erwärmte Umluft mittels eines Gebläses am Verdampfer der Wärmepumpe vorbeigeführt werden. Die Kapselung kann auch eine zur Wärme- und Geräuschdämmung vollisolierte Kapsel bilden, die zwischen den Garageninnenwänden und dem Kraftfahrzeug angeordnet ist.

Eine besonders vorteilhafte Ausführungsform gemäß der Erfindung sieht vor, daß der Verbrennungsmotor mit einem Stromgenerator, insbesondere einem Starkstromgenerator, in Antriebsverbindung steht. Auf diese Weise kann über die Lichtmaschine und die im Kraftfahrzeug mitgeführte Batterie eine externe Batterie aufgeladen werden, die zur Bereitstellung von Niederspannung dient, während mittels des Starkstromgenerators beispielsweise die in einem Gebäude befindliche Waschmaschine, ein Herd und/oder eine elektrische Heizungsschlange zur zusätzlichen Aufheizung des stationären Pufferbehälters betrieben werden kann.

Das Kraftfahrzeug ist praktisch als Blockheizkraftwerk zu verwenden, wenn der Generator und/oder die Wärmepumpe in das Kraftfahrzeug eingebaut sind. Dabei kann die im Bereich des Verbrennungsmotors erwärmte Umluft mittels der Wärmepumpe zum Erhitzen des transportablen und im Kraftfahrzeug montierten Pufferbehälters vorgesehen werden.

Um die maximale Zuladung des Kraftfahrzeuges nicht unnötig einzuschränken, ist es jedoch auch möglich, daß der Generator und/oder die Wärmepumpe stationär angeordnet und über eine mechanische oder hydraulische Antriebsverbindung mit dem Verbrennungsmotor lösbar kuppelbar sind. Während ein mechanischer Antrieb beispielsweise als Wellenantrieb

ausgebildet sein kann, kann stattdessen ein ebenfalls externer hydraulischer Antrieb über eine Hydraulikpumpe erfolgen.

Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung eines erfindungsgemäßen Ausführungsbeispieles in Verbindung mit den Ansprüchen sowie der Zeichnung. Die einzelne Merkmale können je für sich oder mehreren bei einer Ausführungsform der Erfindung verwirklicht sein.

Die einzige Figur 1 zeigt in einer schematischen Seitenansicht ein Kraftfahrzeug 1, welches über eine Schnellkupplung 2 mit einem stationären Pufferbehälter 3 lösbar verbunden ist, wobei der Pufferbehälter 3 ein zur Kühlung des Kraftfahrzeugmotors im Kraftfahrzeug 1 verwendetes, im Fahr- und/Standbetrieb dieses Verbrennungsmotors erwärmtes Wärme-Transportmedium 4 aufnimmt.

Der stationäre Pufferbehälter 3 ist Teil einer nicht weiter dargestellten Vorrichtung zum Erwärmen und Heizen eines Gebäudes. In dieser Vorrichtung ist der Verbrennungsmotor des Kraftfahrzeuges 1 als Wärmequelle vorgesehen, wobei dessen Abgase und/oder dessen Motor-Kühlflüssigkeit als Wärme-Transportmedium 4 vorgesehen ist. Dabei bildet die Motorkühlflüssigkeit gleichzeitig auch die Wärmespeicherflüssigkeit der erfindungsgemäßen Vorrichtung. Um die vom Verbrennungsmotor erwärmte Motor-Kühlflüssigkeit in den stationären Pufferbehälter 3 einspeisen und dessen Wärme zum Erwärmen des Gebäudes nutzen zu können, ist das Kraftfahrzeug 1 über die Schnellkupplung 2 mit dem Wärmeleitungssystem der Vorrichtung lösbar kuppelbar.

Aus Figur 1 wird deutlich, daß das Kraftfahrzeug 1 einen transportablen Pufferbehälter 5 hat, der im Kofferraum des Kraftfahrzeuges 1 angeordnet und mit dem Kühlwasserkreislauf 5 des Kraftfahrzeuges 1 verbunden ist. Dabei ist der übliche,

über den Fahrzeugkühler führende Kühlwasser-Kreislauf während des Warmespeichervorgangs abgeschaltet. Im Stand- oder Fahrbetrieb des Kraftfahrzeuges 1 wird das Kühl- oder Wärme-Transportmedium zur Kühlung des Verbrennungsmotors verwendet und vom diesem erwärmt, wobei das erwärmte Transportmedium zunächst im transportablen Pufferbehälter 5 des Kraftfahrzeuges 1 bevorratet werden kann.

Der transportable Pufferbehälter 5 ist hier als Zylinderbalg oder dergleichen balgförmiger Behälter ausgebildet, der sich in seinem äußeren Volumen an das Volumen des darin gespeicherten Wärme-Transportmediums anpaßt und auch im entleerten Zustand im Kofferraum des Kraftfahrzeuges 1 kaum Platz beansprucht. Der transportable Pufferbehälter 5 wird bei Bedarf und leerem Kofferraum befüllt, so daß er in seinem äußeren Volumen auseinander geht. Wenn der Kofferraum anderweitig genutzt werden soll, kann der transportable Pufferbehälter 5 auch geleert werden, wobei er in seiner balgförmigen Kontur zusammengeht und als untere Auflage im Kofferraum des Kraftfahrzeuges 1 verbleibt. In einem derartigen transportablen Pufferbehälter 5 kann zwischen 50 und 200 Litern zusätzliches Kühl- oder Wärme-Transportmedium bevorratet werden.

Zweckmäßigerweise sind zur Kühlung des Verbrennungsmotors des Kraftfahrzeuges 1 zwei Flüssigkeits-Kreisläufe vorgesehen, von denen ein erster Kühlwasser-Kreislauf einen Wasser- oder dergleichen Flüssigkeitskühler aufweist und von denen in einem zweiten Speicher-Kreislauf der transportable Pufferbehälter 5 zwischengeschaltet ist. Somit kann über eine manuelle oder temperaturabhängige Ventilsteuerung, beispielweise mit einem Zweiwegeventil, die Temperatur im Pufferbehälter 5 auf beispielsweise 80 ° Celsius gehalten und bei Überschreiten dieser Temperatur jeweils auf den anderen, den Flüssig-

keitskühler aufweisenden Flüssigkeits-Kreislauf des Kraftfahrzeuges 1 umgeschaltet werden.

Hat das Kühl- und Wärme-Transportmedium die Temperatur erreicht und ist das Kraftfahrzeug 1 an der Vorrichtung angelangt, werden die Pufferbehälter 3 und 5 über eine Wärmeleitung 6 verbunden, die zumindest im Bereich des stationären Pufferbehälters 3 aus einer Zufuhrleitung 7 zum Zuführen warmen Transportmediums in den stationären Pufferbehälter 3 sowei einer Rückführleitung 8 zum Rückführen kalten Transportmediums in den transportablen Pufferbehälter 5 besteht. Im Bereich des Kraftfahrzeuges 1 können Zufuhrleitung 7 und Rückführleitung 8 eventuell in eine gemeinsame Sammelleitung übergehen.

Während die Zufuhrleitung 7 eine im oberen Bereich des stationären Pufferbehälters 3 angeordnete Einlaßöffnung 9 hat, ist die Auslaßöffnung 10 der Rückführleitung 8 in dessen unteren Bereich vorgesehen. Somit kann das vom Verbrennungsmotor erwärmte und im transportablen Pufferbehälter 5 bevorratete Kühl- und Wärme-Transportmedium in den Pufferbehälter 3 eingefüllt werden, um anschließend eine Teilmenge des im unteren Behälterbereich kühleren Transportmediums 4 in den transportablen Pufferbehälter 5 des Kraftfahrzeuges 1 einzuleiten, die bei einem erneuten Stand- und/oder Fahrbetrieb des Kraftfahrzeuges 1 wieder erwärmt wird. Die beim Umfüllen des Wärme-Transportmediums jeweils nicht benötigte Leitung 7,8 kann dabei als Entlüftungsleitung dienen.

Um den Umfüllvorgang zu beschleunigen, ist es zweckmäßig, wenn in die Zufuhr- und in die Rückführleitungen 7,8 jeweils eine Förderpumpe 11 zwischengeschaltet ist.

Das vom Verbrennungsmotor erwärmte und in den stationären Pufferbehälter 3 umgefüllte Transportmedium strömt im Pufferbehälter 3 an einem als Rohrschlange 12 ausgebildeten Wärmetauscher vorbei und erwärmt indirekt das im Wärmetauscher fließende Heizwasser, welches in einem separaten und zu den Heizkörpern des Gebäudes führenden Warmwasser-Kreislauf geführt ist. Von diesem Warmwasser-Kreislauf sind in Figur 1 nur die zu- und abströmseitigen Rohranschlüsse 13 der Rohrschlange 12 zu sehen.

Aus der Figur 1 ist gut zu erkennen, daß in der zwischen dem transportablen Pufferbehälter 5 des Kraftfahrzeuges 1 und dem in seinem Fassungsvermögen wesentlich größeren stationären Pufferbehälter 3 vorgesehenen Wärmeleitung 6 eine Schnellkupplung 2 zwischengeschaltet ist, die aus einem im Frontbereich des Kraftfahrzeuges unverrückbar angeordneten und in die Stoßstange integrierten Kupplungsteil 14 sowie einem stationären Kupplungsteil 15 besteht, das vorzugsweise an einer Garagenwand elastisch gelagert oder dergleichen beweglich befestigt ist. Die Kupplungsteile 14,15 sind in etwa gleicher Höhe angeordnet. Dabei hat das stationäre Kupplungsteil 15 eine in ihrem lichten Längsschnitt kegel- oder kegelstumpfförmige Aufnahmeöffnung 16, in die im gekuppeltem Zustand das formangepaßte Kupplungsteil 14 des Kraftfahrzeuges 1 eingreift.

Die beiden Kupplungsteile 14,15 der Schnellkupplung 2 sind beim Auffahren des Kraftfahrzeuges 1 auf das stationäre Kupplungsteil 15 lösbar miteinander kuppelbar, wobei die 0 beiden in Auffahrrichtung PfI des Kraftfahrzeuges 1 abgewinkelten, hier nicht dargestellten Enden, des stationären Kupplungsteiles 15 in gekuppeltem Zustand beidseits am Kupplungsteil 14 des Kraftfahrzeuges 1 anliegen und durch die im Querschnitt bogenförmige Formgebung des stationären

Kupplungsteiles 15 das Einfahren des Kraftfahrzeug-Kupplungsteiles 14 erleichtern.

Während die Kupplungsteile 14,15 der Schnellkupplung 2 somit durch eine Druckbeaufschlagung beim Auffahren schnell miteinander verkuppelt werden können, lassen sie sich durch bloßes Wegfahren des Kraftfahrzeuges 1 ebensogut wieder voneinander lösen.

Dabei ist es zweckmäßig, wenn im Bereich der Schnellkupplung, vorzugsweise am stationären Kupplungsteil 15, ein in gekuppeltem Zustand vom Kupplungsteil 14 beaufschlagter Schalter oder Taster vorgesehen ist, der über die elektrische Signalleitung 17 mit der Förderpumpe 11 in Steuerverbindung steht und diese in Betrieb setzt, wenn das Kraftfahrzeug 1 auf das stationäre Kupplungsteil 15 aufgefahren und die Kupplungsteile 14,15 miteinander verbunden sind. Beim Wegfahren des Kraftfahrzeuges 1 wird über den Schalter oder Taster die Stromzufuhr zur Förderpumpe 11 wieder unterbrochen.

Um auch die in den Abgasen des Verbrennungsmotors des Kraftfahrzeuges 1 enthaltene Wärme in das Gebäude einspeisen zu können, ist es zweckmäßig, wenn in einem der Pufferbehälter 3,5, insbesondere im transportablen Pufferbehälter 5, ein hier nicht dargestellter, beispielsweise ebenfalls als Rohrschlange ausgebildeter Wärmetauscher vorgesehen ist, der zuströmseitig mit dem Abgasrohr des Verbrennungsmotors und abströmseitig mit einem Abgas-Auslaß verbunden ist. Werden die Abgase im Standbetrieb des Kraftfahrzeuges in diesen Wärmetauscher eingeleitet, so kann der Abgas-Auslaß zum Beispiel bei Neubauten entweder in den Kamin des Gebäudes integriert oder außerhalb des Kamins parallel hochgeführt werden, um die Abgase des Verbrennungsmotors etwa in Höhe des Kaminkopfes oder höher ausblasen zu können.

Um auch die vom Verbrennungsmotor erwärmte Umluft zum Erwärmen des Gebäudes nutzen zu können, ist es zweckmäßig, wenn der Verbrennungsmotor mit dem Verdichter einer als Kompressions-Wärmepumpe ausgebildeten Wärmepumpe in Antriebsverbindung steht. Dabei kann die Wärmepumpe stationär angeordnet werden und das im stationären Pufferbehälter 3 gespeicherte Transportmedium 4 erwärmen. Dabei ist es zweckmäßig, wenn das Kraftfahrzeug im Standbetrieb seines Verbrennungsmotors in einer schall- und wärmeisolierenden Garage oder dergleichen Kapselung angeordnet ist und die Wärmepumpe insbesondere zur Nutzung der durch den Verbrennungsmotor in der - hier nicht dargestellten - Kapselung erzeugten Wärme vorgesehen ist.

Ist demgegenüber die Wärmepumpe in das Kraftfahrzeug 1 eingebaut, so kann diese auch während des Fahrbetriebes das im transportablen Pufferbehälter 5 enthaltene Kühl- und Transportmedium erwärmen, das anschließend in der oben beschriebenen Weise in den stationären Pufferbehälter 3 umgefüllt wird.

Möglich ist auch, daß der Verbrennungsmotor des Kraftfahrzeuges 1 mit einem - hier ebenfalls nicht dargestellten - Starkstromgenerator in Antriebsverbidnug steht, der ebenfalls stationär angeordnet oder fest in das Kraftfahrzeug 1 eingebaut und über eine mechanische oder hydraulische Antriebsverbindung mit dem Verbrennungsmotor lösbar gekuppelt werden kann. Beim Einbau eines solchen Starkstromgenerators und/oder einer Wärmepumpe in das Kraftfahrzeug 1 kann dieses im Rahmen der hier beschriebenen Vorrichtung praktisch als Blockheizkraftwerk genutzt werden, das - insbesondere bei der Verwendung mehrere Kraftfahrzeuge einen Heizkessel zum Erwärmen des Gebäudes eventuell überflüssig macht und auch eine Rückspeisung nicht benötigter Energie in das Fernwärmenetz erlaubt.

- Ansprüche -

Claims (21)

18 Ansprüche

1. Vorrichtung zum Erwärmen und/oder Heizen eines Wärmeverbrauchers, insbesondere eines Gebäudes, mit zumindest einer Wärmequelle, die über wenigstens eine Wärmeleitung oder ein Wärmeleitungssystem mit einem im Bereich des Wärmeverbrauchers angeordneten Heizkörper oder dergleichen Wärmetauscher verbunden ist, wobei in der Wärmeleitung mindestens ein Wärme-Transportmedium geführt ist, dadurch gekennzeichnet . daß als Wärmequelle der Verbrennungsmotor eines Kraftfahrzeuges (1) und als Wärme-Transportmedium dessen Abgase und/oder dessen Motor-Kühlflüssigkeit vorgesehen sind und daß das Kraftfahrzeug

(1) zur Einspeisung des Wärme-Transportmediums (der Wärme-Transportmedien) mit der Wärmeleitung lösbar kuppelbar ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in die Wärmeleitung oder das Wärmeleitungssystem zumindest ein stationärer Warmwasser-Speicher oder dergleichen Pufferbehälter (3) zur Aufnahme zumindest einer Teilmenge eines Wärme-Transportmediums (4) zwischengeschaltet ist und daß das Wärme-Transportmedium, das zwischen dem (den) Wärmetauscher(n) und den (dem) stationären Pufferbehälter (n) strömt, vorzugsweise in einem Wärmekreislauf geführt ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Kraftfahrzeug (1) zumindest einen Warmwasser-Speicher oder dergleichen transportablen Pufferbehälter (5) aufweist, daß der Pufferbehälter (5) mit einem den Verbrennungsmotor kühlenden Flüssigkeits-Kreislauf verbunden oder verbindbar ist und zur Aufnahme zumindest einer Teilmenge der im Flüssigkeits-Kreislauf

geführten Kühlflüssigkeit vorgesehen ist und daß der (die) Pufferbehälter (5) des Kraftfahrzeuges (l) zur Weiterleitung der darin gespeicherten Kühlflüssigkeit oder dergleichen Wärme-Transportmediums mit dem (den) stationären Pufferbehälter(n) (3) lösbar kuppelbar ist (sind).

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der (die) Pufferbehälter (5) des Kraftfahrzeuges (l) und der (die) stationäre(n) Pufferbehälter (3) über wenigstens eine Zufuhrleitung (7) zum Zuführen warmen Transportmediums in den stationären Pufferbehälter (3) und über zumindest eine Rückführleitung (8) zum Rückführen kalten Transportmediums in den Pufferbehälter (5) des Kraftfahrzeuges (l) verbunden oder verbindbar sind und daß die Zufuhrleitung (7) wenigstens eine im oberen Bereich des stationären Pufferbehälters (3) angeordnete Einlaßöffnung (9) und die Rückführleitung (8) zumindest eine im unteren Bereich des stationären Pufferbehälters (3) angeordnete Auslaßöffnung(10) hat.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß in den Zufuhr- und/oder Rückführleitungen (7,8) zumindest eine Förderpumpe (11) zwischengeschaltet ist.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest einer der stationären und/oder transportablen Pufferbehälter (3,5) wenigstens einen vorzugsweise von dem darin gespeicherten Transportmedium umströmten Wärmetauscher aufweist, der zuströmseitig mit dem Auspuff des Kraftfahrzeugmotors und abströmseitig mit einem Abgas-Auslaß verbunden ist.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der (die) stationäre(n) Pufferbehälter

(3) im Vergleich zum maximalen Fassungsvermögen des (der) transportablen Pufferbehälter(s) (5) zumindest das gleiche oder ein vorzugsweise mehrfach größeres Speichervolumen aufweisen.
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8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der (die) stationäre(n) Pufferbehälter (3) und/oder der (die) transportable(n) Pufferbehälter (5) eine wärmeisolierende Umkleidung oder dergleichen Außenmantel aufweisen.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der (die) transportable(n) Pufferbehälter (5) auf dem Kraftfahrzeug-Dach, unter dem Kraftfahrzeug-Boden, im Koffer-, Fahrgast- oder Gepäckraum, in einem Karosserie-Zwischenraum und/oder auf der Kraftfahrzeug-Ladefläche angeordnet ist (sind).

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß jeder transportable Pufferbehälter (5) in seinem äußeren Umriß veränderbar und an das Volumen des darin gespeicherten Wärme-Transportmediums anpassbar ist und daß der Pufferbehälter (5) dazu vorzugsweise als Zylinderbalg oder dergleichen balgförmiger Behälter ausgebildet ist.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die stationären und transportablen Pufferbehälter (3,5) über wenigstens eine in der (den) Zufuhr- und gegebenenfalls Rückführleitung(en) vorgesehene Schnellkupplung (2) lösbar miteinander verbindbar sind und daß die Kupplungsteile (14,15) dieser Schnellkupplung (2) vorzugsweise durch Druckbeaufschlagung miteinander verbindbar und durch Zugbelastung voneinander lösbar sind.

12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Schnellkupplung (2) ein im Frontoder Heckbereich des Kraftfahrzeuges (1) vorzugsweise unverrückbar angeordnetes Kupplungsteil (14) hat, welches mit einem stationären Gegen-Kupplungsteil (15) lösbar kuppelbar ist.

13. Vorrichtung nach einem der Anspruch 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Kupplungsteile (14,15) der Schnellkupplung (2) in etwa derselben Höhe angeordnet sind und daß das eine Kupplungsteil eine in ihrem lichten Längsschnitt vorzugsweise runde, kegel- oder kegelstumpf förmige Aufnahmeöffnung (16) zur Aufnahme des anderen, insbesondere formangepaßten Kupplungsteils aufweist.

14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß das am Kraftfahrzeug (1) vorgesehene Kupplungsteil (14) als Kraftfahrzeug-Stoßstange ausgebildet oder in eine Kraftfahrzeug-Stoßstange integriert ist und daß im Bereich der Schnellkupplung (2) ein Schalter, Taster oder dergleichen elektrisches Betätigungsorgan vorgesehen ist, daß beim Auffahren des Kraftfahrzeuges (1) auf das stationäre Kupplungsteil (15) die Förderpumpe(n) (11) in Betrieb setzt.

15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Kupplungsteile (14,15) der Schnellkupplung (2) beim Auffahren des Kraftfahrzeuges (1) auf das stationäre Kupplungsteil (15) lösbar kuppelbar sind und daß die beiden in Auffahrrichtung (PfI) des Kraftfahrzeuges (1) abgewinkelten freien Enden des stationären Kupplungsteiles (15) vorzugsweise am Kraftfahrzeug (1) und/oder an dessen Kupplungsteil (14) in gekuppeltem Zustand seitlich anliegen.

16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß das Kraftfahrzeug (1) zur Kühlung des Verbrennungsmotors zwei Flüssigkeits-Kreisläufe hat, von denen ein Kühlflüssigkeits-Kreislauf einen Wasser- oder dergleichen Flüssigkeitskühler aufweist und von denen in Speicher-Kreislauf der (die) transportable (n) Pufferbehälter (5) zwischengeschaltet ist (sind) und daß eine vorzugsweise temperaturabhängige Ventilsteuerung zum Umschalten von dem einen auf den anderen Flüssigkeits-Kreislauf und umgekehrt vorgesehen ist.

17. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß der Verbrennungsmotor insbesondere zur Nutzung seiner Abwärme mit einer vorzugsweise als Kompressions-Wärmepumpe ausgebildeten Wärmepumpe in Antriebsverbindung steht und daß diese Wärmepumpe zweckmäßigerweise zum Heizen des in zumindest einem der Pufferbehälter (3,5) gespeicherten Wärme-Transportmediums vorgesehen ist.

18. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß das Kraftfahrzeug (1) im Standbetrieb seines Verbrennungsmotors in einer schall- und/oder wärmeisolierenden Garage oder dergleichen Kapselung angeordnet ist und daß die Wärmepumpe insbesondere zur Nutzung der durch den Verbrennungsmotor in der Kapselung erzeugten Wärme vorgesehen ist.

0 19. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß der Verbrennungsmotor mit einem Stromgenerator, insbesondere einem Starkstromgenerator, in Antriebsverbindung steht.

20. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß der Generator und/oder die Wärmepumpe in das Kraftfahrzeug (1) eingebaut sind.

21. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß der Generator und/oder die Wärmepumpe stationär angeordnet und über eine mechanische oder hydraulische Antriebsverbindung mit dem Verbrennungsmotor lösbar kuppelbar sind.
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Patentanwalt

Herr Rechts- und Patentanwalt Henrich Börjes-Pestalozza
als Vertreter für Herrn Patentanwalt Hans Schmitt
Geschäftsnummer: "3.1.5. Nr. 69/92 (§ 46 PatAnwO)"