WO2020035178A1 - Heizvorrichtung zum erwärmen von luft und einem medium - Google Patents

Heizvorrichtung zum erwärmen von luft und einem medium Download PDF

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WO2020035178A1
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Johannes Laging
Mario Möhring
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Truma Gerätetechnik GmbH & Co. KG
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    • B60H2001/2281—Air supply, exhaust systems

Definitions

  • the present invention relates to a heating device for heating air and a medium in moving rooms.
  • the air is, for example, room air.
  • the medium is, for example, process water.
  • the moving spaces are given, for example, by caravans, motorhomes or boats.
  • heaters are known, for. B. to heat room air or water. Combination devices that heat air and water are also known. It is also known, for example, to heat the room air directly via a flue gas heat exchanger. Combi heaters are known in the household sector, for example.
  • the aim is usually to generate the highest possible performance in relation to the heated air, but also in relation to the heated water, with several limiting factors (e.g. limited space or low weight) must be taken into account.
  • a heating device for producing hot water and warm air is disclosed in DE 89 15 095 U1.
  • a heating arrangement can be found in DE 20 2005 009 107 U1, in which heated air passes through a heat exchanger before being introduced into a vehicle interior or into the surroundings in order to heat service water.
  • the object of the invention is to provide a heating device for heating air and a medium such.
  • the invention solves the problem with a heating device for heating air and a medium for use in moving rooms.
  • the heating device has at least one heating source, a first heat exchanger, an air supply for supplying air to be heated, an air discharge for discharging heated air and a medium container for receiving the medium to be heated.
  • the first heat exchanger is used for thermal coupling between the heat source and the warming air, so that the heated air results from the heated air.
  • the air discharge is coupled to at least one air outlet. There is also an air path.
  • a second heat exchanger is used for the thermal coupling between the air path and the medium container.
  • the heating device has a control device, it being possible to use the control device to determine which proportion of heated air guided in the air discharge reaches the at least one air outlet and which proportion reaches the air path.
  • the heating device is especially designed so that it can be used in moving rooms. It is therefore, for example, a heating device that can be used in caravans or mobile homes or in boats.
  • the heating device is characterized in that an increased heat output is transferred to the medium (eg water or a glycol mixture) without the actual heating source experiencing a change.
  • the heat generated by the heating source is thus better utilized in relation to the medium.
  • this heat transfer to the medium can be adjusted by the control device as required.
  • it can be set which proportion of the heated air for water heating and which proportion may escape from the heating device - in particular for heating a room connected to the heating device. This is based on the fact that the heated air either exits from the at least one air outlet or is recirculated in order to heat the medium.
  • the coupling between the air outlet and air outlet consists in that there is a connection for the air to the air outlet. The return is made possible by the air path which adjoins the air discharge and which leads to the medium container.
  • a heat exchanger is generally any component that allows thermal energy to be transferred from one carrier (eg flue gas or heated room air) to another carrier (air to be heated accordingly or the medium in the medium container).
  • the control device is used for the targeted setting of which portion of the heated air is used to heat the medium and which is therefore not released into the surrounding space. In one embodiment, this setting option is supplemented by supplying different room zones with different amounts of air.
  • the heating device can be heated more quickly, that the volume of the medium container and / or possibly also the weight of the heating device is reduced in contrast to a heating device for heating water and air, which has a comparable heating power can.
  • the higher heating output is achieved without using special and cost-intensive components. This would be the case, for example, with a larger-sized heating source.
  • control device is designed in such a way that it can completely block paths for the air.
  • One embodiment provides that the air path opens into the air supply.
  • the air which is heated by the contact with the first heat exchanger and is at least partially cooled again by the transfer of the heat to the medium container is returned to the air supply, so that the air can be heated again by the heating source.
  • One embodiment includes that the air path opens into an outlet for warm air.
  • the air which has been guided through the air path and has been used to heat the medium container or the medium, is led out of the heating device via an outlet, at least in part.
  • the outlet is separate from the air outlet and thus in addition to the air outlets of the air outlet.
  • the two configurations mentioned above are combined, insofar as the air path leads to an outlet for warm air and to the air supply.
  • a control element is preferably provided which also controls which portion reaches the outlet or back into the air supply.
  • the air path is led through the medium container.
  • the air moves through the medium container.
  • Appropriate seals are therefore required.
  • the air path inside the medium container also serves at least as part of the second heat exchanger, in that the air path transfers the heat of the air directly to the surrounding medium.
  • One embodiment includes that the air path runs outside the medium container.
  • the warm air is led around the medium container.
  • the second heat exchanger is attached to the medium container and the air path leads through the second heat exchanger.
  • One embodiment provides that the air supply has a circulating air blower.
  • One embodiment includes that the heating source and the medium container are thermally coupled to one another.
  • the heat source heats the medium container or the medium in the medium container by a direct thermal coupling.
  • One embodiment provides that the heating source and the medium container are thermally coupled to one another via a third heat exchanger.
  • the heating source heats the medium on the one hand via the third heat exchanger and on the other hand via the heated air.
  • One embodiment includes that the air guided through the air path has a higher temperature than the third heat exchanger.
  • One embodiment provides that the air discharge is coupled to at least two air outlets, and that the proportion of heated air guided in the air discharge can reach each of the at least two air outlets and which part reaches the air path can be set via the control device.
  • the heated air can be output directly into the surrounding room via more than one air outlet.
  • the control device adjusts which portion of the air reaches the air path for heating the medium and which respective portions reach the different air outlets.
  • the proportions for the individual air outlets are set individually or, for example, with a fixed ratio.
  • One embodiment includes that the portions of the heated air that reach the at least two air outlets are set via the control device such that, depending on the portions, different temperatures result in the areas of the room flowed by the at least two air outlets.
  • the aforementioned embodiment is therefore used to supply different zones or areas with different temperatures in the surrounding space.
  • each air outlet is connected to a different zone of the surrounding space - e.g. B. connected by hoses - and the zones assign an individual air volume to the zones.
  • At least one control element of the control device is arranged in the air discharge.
  • an embodiment consists in that at least one control element of the control device is arranged in the air supply.
  • One embodiment includes that a control element is designed as a flap or as a displaceable element.
  • the heating source is based on the combustion of a gas or a medium that has been brought into a gaseous state.
  • the heat source is an electrical heat source.
  • One embodiment includes that at least one additional heat source is present, the additional heat source being thermally coupled to the medium container and / or to the first heat exchanger.
  • the heating source is supplemented by an additional heating source which, depending on the configuration, heats the medium container separately or serves to heat the air via the first heat exchanger.
  • the additional heat source can be operated independently of the heat source.
  • the heat source and the additional heat source can be operated individually, for. B. already allow different heating levels or z. B. to react to the different presence of an energy source (e.g. gas canister, power supply).
  • One embodiment includes that the medium to be heated is process water and the medium container is a process water container.
  • the heating device is designed for installation in mobile rooms.
  • the limited possibilities of mobile spaces, as z. B. are given by caravans or motorhomes or by boats.
  • FIG. 1 is a schematic representation of a first embodiment of a heating device
  • Fig. 2 is a schematic representation of a second embodiment of a heating device and Fig. 3 is a schematic representation of a third embodiment of a heating device.
  • Fig. 1 shows schematically a heating device 1, which heats room air and water here.
  • the heating device 1 is a connected device and is installed, for example, in a caravan or a motorhome.
  • a heating source 10 which, for. B. generates thermal energy via the combustion of propane and / or butane.
  • the ambient air is supplied by a circulating air blower 35 from an air supply 30 to a first heat exchanger 21.
  • the first heat exchanger 21 is in thermal contact with the heating source 10, so that the heating source 10 heats the air to be heated via the first heat exchanger 21 and so that the warm air gets back into the room via the air outlet 31.
  • the air outlet 31 for the heated air (alternative name: warm air) here has two air outlets 32, via which the warm air can leave the heating device 1.
  • the path of the room air is indicated by the solid arrows.
  • the dashed arrows indicate the path that the warmed air takes to warm the water.
  • a control device 60 which here has a type of rotatably mounted flap as a control element 61, directs part of the heated air into an air path 50.
  • the air path 50 leads the warm air away from the air outlets 32 and leads it to the same Medium container 40, which here is a water container.
  • the water tank 40 is thermally connected to a second heat exchanger 22, which in turn is thermally coupled to the air path 50. The heat of the warm air is thus transferred to the water tank 40 via the second heat exchanger 22. The water is thereby heated.
  • the air path 50 is here passed through the water tank 40 and is surrounded by the second heat exchanger 22. Furthermore, the air path 50 opens into the air supply 30 and thus forms a cycle, as it were.
  • the heating device 1 of FIG. 2 has two heat sources: firstly, the heating source 10, which is connected to the first heat exchanger 21 and thus heats the air.
  • the additional heat source 11 which is coupled to the medium container 40 via a third heat exchanger 23 and thus heats the medium.
  • the heating source 10 and the additional heating 11 differ from one another in that a gas is burned once and that the thermal effect of the electric current is used once.
  • the first heat exchanger 21 and the third heat exchanger 23 are designed such that they each transfer the thermal energy generated by the assigned heat source for heating to the air or to the medium (here water).
  • the additional heating source 11 configured as an electrical heat source is located directly in the medium container 40.
  • the air to be heated is passed through the air blower 35 from the air supply 30 - and specifically from the air inlet shown by way of example - directly through the first heat exchanger 21, as a result of which the air in the first heat exchanger is also heated immediately.
  • the air path 50 opens here onto a separate outlet 51, which is thus an outlet (or air outlet) for recirculated and thus also cooled warm air.
  • FIG. 2 shows a special configuration of the heating device 1, which allows different temperature zones to be generated. This is done on the one hand via the different amounts of air that leave the air outlets 32 of the air outlet 31. On the other hand, this is done here via outlet 51, which emits the air that has already given off thermal energy and is therefore cooler. Since the amount of air output via this outlet 51 also depends on the setting of the control device 60, the control device 60 thus also provides a central unit for controlling individual temperature zones.
  • the heating device 1 has an additional heating source 11, which is an electrical heating source. As an example, a heating rod is introduced into the medium container 40 as an additional heating source 11.
  • the first heat exchanger 21 is coupled to the heating source 11, which here is based on the combustion of a gas or fuel which is brought into the gaseous state.
  • control device 60 has two control elements 61 which are located in the air supply 30 and in the air discharge 31.
  • control element 61 in the air supply 30 is designed such that the control element 61 prevents the air from flowing back into the air intake point or back into the air path 50.
  • the air path 50 also serves as a second heat exchanger 22.

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Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf eine Heizvorrichtung (1) zum Erwärmen von Luft und einem Medium in beweglichen Räumen mit einer Heizquelle (10), einem ersten Wärmetauscher (21), einer Luftzuführung (30) zum Zuführen von zu erwärmender Luft, einer Luftabführung (31) zum Abführen von erwärmter Luft und einem Mediumsbehälter (40) zur Aufnahme des zu erwärmenden Mediums. Der erste Wärmetauscher (21) dient der thermischen Kopplung zwischen der Heizquelle (10) und der zu erwärmenden Luft dient, sodass sich aus der zu erwärmenden Luft die erwärmte Luft ergibt. Die Luftabführung (31) ist mit einem Luftausgang (32) gekoppelt. Ein zweiter Wärmetauscher (22) dient der thermischen Kopplung zwischen einem Luftpfad (50) und dem Mediumsbehälter (40). Über eine Steuervorrichtung (60) ist einstellbar, welcher Anteil von in der Luftabführung (31) geführter erwärmter Luft an den mindestens einen Luftausgang (32) und welcher Anteil an den Luftpfad (50) gelangt.

Description

Heizvorrichtung zum Erwärmen von Luft und einem Medium
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Heizvorrichtung zum Erwärmen von Luft und einem Medium in beweglichen Räumen. Bei der Luft handelt es sich beispielsweise um Raum- luft. Das Medium ist beispielweise Brauchwasser. Dabei sind die beweglichen Räume beispielsweise durch Wohnwägen, Reisemobile oder Boote gegeben.
Im Stand der Technik sind unterschiedliche Heizgeräte bekannt, um z. B. Raumluft oder Wasser zu erhitzen. Bekannt sind auch Kombinationsgeräte, die Luft und Wasser erhit zen. Bekannt ist es beispielsweise auch, die Raumluft über einen Rauchgaswärmetau- scher direkt zu erwärmen. Im Haushaltsbereich sind beispielsweise Kombithermen be- kannt.
Für die Anwendung in mobilen Räumen - wie sie beispielsweise durch Wohnwägen oder Wohnmobile gegeben sind - ist es in der Regel Ziel, eine möglichst hohe Leistung in Be- zug auf die erwärmte Luft, aber auch in Bezug auf das erwärmte Wasser zu erzeugen, wobei mehrere limitierende Faktoren (z. B. geringes Platzangebot oder geringes Gewicht) zu beachten sind.
Eine Heizvorrichtung zum Erzeugen von Warmwasser und warmer Luft offenbart die DE 89 15 095 U1. Der DE 20 2005 009 107 U1 lässt sich eine Heizanordnung entnehmen, in welcher erwärmte Luft vor dem Einbringen in einen Fahrzeuginnenraum oder in die Um- gebung einen Wärmetauscher passiert, um Brauchwasser zu erhitzen.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Heizvorrichtung zum Erwärmen von Luft und einem Medium wie z. B. Wasser vorzuschlagen, die eine gesteigerte Heizleistung be- reitstellt.
Die Erfindung löst die Aufgabe mit einer Heizvorrichtung zum Erwärmen von Luft und ei- nem Medium für die Anwendung in beweglichen Räumen. Die Heizvorrichtung verfügt über mindestens eine Heizquelle, einen ersten Wärmetauscher, eine Luftzuführung zum Zuführen von zu erwärmender Luft, eine Luftabführung zum Abführen von erwärmter Luft und einen Mediumsbehälter zur Aufnahme des zu erwärmenden Mediums. Dabei dient der erste Wärmetauscher der thermischen Kopplung zwischen der Heizquelle und der zu erwärmenden Luft, sodass sich aus der zu erwärmenden Luft die erwärmte Luft ergibt. Dabei ist die Luftabführung mit mindestens einem Luftausgang gekoppelt. Weiterhin ist ein Luftpfad vorhanden. Dabei dient ein zweiter Wärmetauscher der thermischen Kopp- lung zwischen dem Luftpfad und dem Mediumsbehälter. Überdies verfügt die Heizvorrich- tung über eine Steuervorrichtung, wobei über die Steuervorrichtung einstellbar ist, welcher Anteil von in der Luftabführung geführter erwärmter Luft an den mindestens einen Luft- ausgang und welcher Anteil an den Luftpfad gelangt.
Die Heizvorrichtung ist insbesondere dafür ausgestaltet, dass sie in beweglichen Räumen zur Anwendung kommen kann. Es handelt sich somit beispielsweise um eine Heizvorrich- tung, die in Wohnwägen oder Wohnmobilen oder in Booten zu Anwendung kommen kann.
Die Heizvorrichtung zeichnet sich dadurch aus, dass auf das Medium (z. B. Wasser oder eine Glykolmischung) eine erhöhte Wärmeleistung übertragen wird, ohne dass die eigent- liche Heizquelle eine Änderung erfährt. Es wird somit die von der Heizquelle erzeugte Wärme besser in Bezug auf das Medium ausgenutzt.
Als Vorteil ergibt sich auch, dass diese Wärmeübertragung auf das Medium durch die Steuervorrichtung bedarfsabhängig einstellbar ist. Insbesondere kann eingestellt werden, welcher Anteil der erwärmten Luft zur Wassererwärmung und welcher Anteil aus der Heizvorrichtung - insbesondere zur Erwärmung eines mit der Heizvorrichtung verbunde- nen Raumes - austreten darf. Dies beruht darauf, dass die erwärmte Luft entweder aus dem mindestens einen Luftausgang austritt oder rückgeführt wird, um das Medium zu er- wärmen. Die Kopplung zwischen Luftausgang und Luftabführung besteht in einer Ausge- staltung darin, dass eine Verbindung für die Luft zu dem Luftausgang gegeben ist. Das Rückführen wird durch den Luftpfad ermöglicht, der an die Luftabführung angrenzt und der zu dem Mediumsbehälter führt.
Vorhanden sind zwei Wärmetauscher, die der Übertragung der thermischen Energie von der Heizquelle auf die Luft bzw. von der Luft auf den Mediumsbehälter (und damit auf das Medium) dienen. Ein Wärmetauscher sei dabei generell jegliche Komponente, die es er- laubt, thermische Energie von einem Träger (z. B. Rauchgas oder erwärmte Raumluft) auf einen anderen Träger (entsprechend zu erwärmende Luft bzw. das Medium im Mediums- behälter) zu übertragen. Die Steuervorrichtung dient der gezielten Einstellung, welcher Anteil der erwärmten Luft der Erwärmung des Mediums dient und welcher somit nicht in den umgebenden Raum ausgegeben wird. Diese Möglichkeit der Einstellung wird in einer Ausgestaltung darum ergänzt, dass gezielt unterschiedliche Raumzonen mit unterschiedlichen Luftmengen ver- sorgt werden.
Vorteile der Heizvorrichtung bestehen darin, dass das Medium schneller erhitzt werden kann, dass das Volumen des Mediumsbehälters und/oder ggf. auch das Gewicht der Heizvorrichtung im Gegensatz zu einer Heizvorrichtung zum Erwärmen von Wasser und Luft, die über eine vergleichbare Heizleistung verfügt, reduziert werden kann.
Insbesondere stellt sich die höhere Heizleistung ein, ohne dass besondere und kostenin- tensive Bauteile verwendet werden. Dies läge beispielsweise bei einer größer dimensio- nierten Heizquelle vor.
Die Steuervorrichtung ist in einer Ausgestaltung derartig ausgestaltet, dass sie Pfade für die Luft vollständig blockieren kann.
Eine Ausgestaltung sieht vor, dass der Luftpfad in die Luftzuführung mündet. In dieser Ausgestaltung wird die durch den Kontakt mit dem ersten Wärmetauscher erwärmte und durch die Übertragung der Wärme auf den Mediumsbehälter wieder zumindest teilweise abgekühlte Luft zurück in die Luftzuführung geführt, sodass die Luft wieder von der Heiz- quelle erwärmt werden kann.
Eine Ausgestaltung beinhaltet, dass der Luftpfad in einen Ausgang für Warmluft mündet. In dieser Ausgestaltung wird - zumindest teilweise - die Luft, die durch den Luftpfad ge- führt worden ist und die der Erwärmung des Mediumsbehälters bzw. des Mediums ge- dient hat, über einen Ausgang aus der Heizvorrichtung herausgeführt. In einer Ausgestal- tung ist der Ausgang separat von der Luftabführung und somit zusätzlich zu den Luftaus- gängen der Luftabführung.
In einer Ausgestaltung werden die beiden vorgenannten Ausgestaltungen kombiniert, in- sofern der Luftpfad auf einen Ausgang für Warmluft und auf die Luftzuführung mündet. Dabei ist vorzugweise ein Steuerelement vorhanden, das auch hier steuert, welcher Anteil an den Ausgang bzw. zurück in die Luftzuführung gelangt.
Eine Ausgestaltung sieht vor, dass der Luftpfad durch den Mediumsbehälter hindurchge- führt ist. Die Luft bewegt sich in dieser Ausgestaltung durch den Mediumsbehälter hin- durch. Daher sind entsprechende Abdichtungen erforderlich. In einer Ausgestaltung dient der Luftpfad innerhalb des Mediumsbehälters auch zumindest als Teil des zweiten Wär- metauschers, indem der Luftpfad die Wärme der Luft direkt auf das umgebende Medium überträgt.
Eine Ausgestaltung beinhaltet, dass der Luftpfad außerhalb des Mediumsbehälters ver- läuft. In dieser Ausgestaltung wird die warme Luft um den Mediumsbehälter herum ge- führt. In einer Ausgestaltung ist der zweite Wärmetauscher auf dem Mediumsbehälter an- gebracht und der Luftpfad führt durch den zweiten Wärmetauscher hindurch.
Eine Ausgestaltung sieht vor, dass die Luftzuführung ein Umluftgebläse aufweist.
Eine Ausgestaltung beinhaltet, dass die Heizquelle und der Mediumsbehälter thermisch miteinander gekoppelt sind. In dieser Ausgestaltung erhitzt die Heizquelle durch eine di- rekte thermische Kopplung den Mediumsbehälter bzw. das Medium in dem Mediumsbe- hälter.
Eine Ausgestaltung sieht vor, dass die Heizquelle und der Mediumsbehälter über einen dritten Wärmetauscher thermisch miteinander gekoppelt sind. In dieser Ausgestaltung er- wärmt die Heizquelle das Medium einerseits über den dritten Wärmetauscher und ande- rerseits über die erwärmte Luft.
Eine Ausgestaltung beinhaltet, dass die durch den Luftpfad geführte Luft eine höhere Temperatur aufweist als der dritte Wärmetauscher.
Eine Ausgestaltung sieht vor, dass die Luftabführung mit mindestens zwei Luftausgängen gekoppelt ist, und dass über die Steuervorrichtung einstellbar ist, welcher Anteil von in der Luftabführung geführter erwärmter Luft an jeden der mindestens zwei Luftausgänge und welcher Anteil an den Luftpfad gelangt. In dieser Ausgestaltung kann die erwärmte Luft über mehr als einen Luftausgang direkt in den umgebenden Raum ausgegeben werden. Die Steuervorrichtung stellt ein, welcher Luftanteil für die Erwärmung des Mediums in den Luftpfad gelangt und welche jeweiligen Anteile an die unterschiedlichen Luftausgänge ge- langen. Dabei werden die Anteile für die einzelnen Luftausgänge jeweils individuell oder beispielsweise mit einem festen Verhältnis eingestellt.
Eine Ausgestaltung beinhaltet, dass über die Steuervorrichtung die Anteile der erwärmten Luft, die an die mindestens zwei Luftausgänge gelangen, so eingestellt sind, dass sich in Abhängigkeit von den Anteilen unterschiedliche Temperaturen in den von den mindestens zwei Luftausgängen angeströmten Raumbereichen ergeben. Die vorgenannte Ausgestal- tung wird also in dieser Ausgestaltung dazu verwendet, um in dem umgebenden Raum unterschiedliche Zonen oder Bereiche mit unterschiedlichen Temperaturen zu versorgen. Hierfür wird beispielsweise jeder Luftausgang mit einer anderen Zone des umgebenden Raums - z. B. über Schläuche - verbunden und durch die Steuervorrichtung wird den Zo- nen jeweils eine individuelle Luftmenge zugewiesen.
Eine Ausgestaltung sieht vor, dass mindestens ein Steuerelement der Steuervorrichtung in der Luftabführung angeordnet ist. Alternativ oder ergänzend besteht eine Ausgestaltung darin, dass mindestens ein Steuerelement der Steuervorrichtung in der Luftzuführung an- geordnet ist.
Eine Ausgestaltung beinhaltet, dass ein Steuerelement als Klappe oder als verschiebba- res Element ausgestaltet ist.
Eine Ausgestaltung sieht vor, dass die Heizquelle auf der Verbrennung eines Gases oder eines in einen gasförmigen Zustand versetzten Mediums basiert. Alternativ oder ergän- zend ist die Heizquelle eine elektrische Heizquelle.
Eine Ausgestaltung beinhaltet, dass mindestens eine Zusatz-Heizquelle vorhanden ist, wobei die Zusatz-Heizquelle mit dem Mediumsbehälter und/oder mit dem ersten Wärme- tauscher thermisch gekoppelt ist. In dieser Ausgestaltung wird die Heizquelle um eine Zu- satz-Heizquelle ergänzt, die je nach Ausgestaltung den Mediumsbehälter separat erhitzt oder der Erwärmung der Luft über den ersten Wärmetauscher dient. Eine Ausgestaltung sieht vor, dass die Zusatz-Heizquelle unabhängig von der Heizquelle betreibbar ist. In dieser Ausgestaltung lassen sich die Heizquelle und die Zusatz- Heizquelle einzeln betreiben, um z. B. schon hierdurch unterschiedliche Heizstufen zu ermöglichen oder um z. B. auf das unterschiedliche Vorhandensein von Energiequelle (z. B. Gaskanister, Stromversorgung) zu reagieren.
Eine Ausgestaltung beinhaltet, dass es sich bei dem zu erwärmenden Medium um Brauchwasser und bei dem Mediumsbehälter um einen Brauchwasserbehälter handelt.
Eine Ausgestaltung sieht vor, dass die Heizvorrichtung für den Einbau in mobile Räume ausgelegt ist. In dieser Ausgestaltung wird auf die beschränkten Möglichkeiten von mobi- len Räumen, wie sie z. B. durch Wohnwägen oder Reisemobile oder durch Boote gege- ben sind, Rücksicht genommen.
In Abhängigkeit von den realisierten Ausgestaltungen lassen sich bei der Heizvorrichtung ggf. unterschiedliche Betriebsmodi realisieren:
• Heizbetrieb, in welchem die Umluft über den ersten Wärmetaucher erhitzt wird,
• Boilerbetrieb, in welchem nur das Medium erwärmt wird, z. B. durch einen dritten Wärmetauscher,
• Thermenbetrieb, in welchem das Medium über die Warmluft als Zwischenmedium er- wärmt wird, wobei die Warmluft durch die Heizquelle erwärmt und die Wärme über den zweiten Wärmetauscher auf das Medium übertragen wird.
Ergänzend sind noch Mischbetriebe möglich.
Im Einzelnen gibt es eine Vielzahl von Möglichkeiten, die erfindungsgemäße Heizvorrich- tung auszugestalten und weiterzubilden. Dazu wird verwiesen einerseits auf die dem Pa- tentanspruch 1 nachgeordneten Patentansprüche, andererseits auf die folgende Be- schreibung von Ausführungsbeispielen in Verbindung mit der Zeichnung. Es zeigen:
Fig. 1 eine schematische Darstellung einer ersten Ausgestaltung einer Heizvorrichtung,
Fig. 2 eine schematische Darstellung einer zweiten Ausgestaltung einer Heizvorrichtung und Fig. 3 eine schematische Darstellung einer dritten Ausgestaltung einer Heizvorrichtung.
Die Fig. 1 zeigt schematisch eine Heizvorrichtung 1 , welche hier Raumluft und Wasser erhitzt. Die Heizvorrichtung 1 ist dabei in der dargestellten Ausgestaltung ein zusammen- hängendes Gerät und ist beispielsweise in einem Wohnwagen oder einer Reisemobil ver- baut.
Für diesen Zweck ist eine Heizquelle 10 vorhanden, die z. B. über das Verbrennen von Propan und/oder Butan thermische Energie erzeugt. Die Raumluft wird von einem Umluft- gebläse 35 von einer Luftzuführung 30 einem ersten Wärmetauscher 21 zugeführt. Der erste Wärmetauscher 21 steht in thermischen Kontakt mit der Heizquelle 10, sodass die Heizquelle 10 über den ersten Wärmetauscher 21 die zu erwärmende Luft erwärmt und sodass die warme Luft über die Luftabführung 31 zurück in den Raum gelangt. Die Luftab- führung 31 für die erwärmte Luft (alternative Bezeichnung: Warmluft) verfügt hier über zwei Luftausgänge 32, über die die Warmluft die Heizvorrichtung 1 verlassen kann. Der Pfad der Raumluft ist durch die durchgezogenen Pfeile angedeutet.
Die gestrichelten Pfeile deuten den Pfad an, den die erwärmte Luft nimmt, um das Was- ser zu erwärmen.
Eine Steuervorrichtung 60, die hier über eine Art von drehbar gelagerter Klappe als Steu- erelement 61 verfügt, leitet einen Teil der erwärmten Luft in einen Luftpfad 50. Der Luft- pfad 50 führt die warme Luft fort von den Luftausgängen 32 und führt sie zu dem Medi- umsbehälter 40, der hier entsprechend ein Wasserbehälter ist. Der Wasserbehälter 40 ist thermisch mit einem zweiten Wärmetauscher 22 verbunden, der wiederum mit dem Luft- pfad 50 thermisch gekoppelt ist. Somit überträgt sich die Wärme der Warmluft über den zweiten Wärmetauscher 22 auf den Wasserbehälter 40. Dadurch wird das Wasser er- wärmt.
Der Luftpfad 50 ist hier durch den Wasserbehälter 40 hindurchgeführt und ist umgeben von dem zweiten Wärmetauscher 22. Weiterhin mündet der Luftpfad 50 in die Luftzufüh- rung 30 und bildet somit gleichsam einen Kreislauf. Die Heizvorrichtung 1 der Fig. 2 verfügt über zwei Wärmequellen: Zum einen die Heiz- quelle 10, die mit dem ersten Wärmetauscher 21 verbunden ist und damit die Luft erhitzt. Zum anderen die Zusatz-Heizquelle 11 , die über einen dritten Wärmetauscher 23 mit dem Mediumsbehälter 40 gekoppelt ist und somit das Medium erhitzt. In dem gezeigten Aus- führungsbeispiel unterscheiden sich die Heizquelle 10 und die Zusatz-Heizung 11 darin voneinander, dass einmal ein Gas verbrannt und dass einmal der thermische Effekt des elektrischen Stroms ausgenutzt wird. Der erste Wärmetauscher 21 und der dritte Wärme- tauscher 23 sind dabei so ausgestaltet, dass sie jeweils die von der zugeordneten Wär- mequelle erzeugte thermische Energie für die Erhitzung auf die Luft bzw. auf das Medium (hier Wasser) übertragen. In einer alternativen Ausgestaltung befindet sich die als elektri sche Wärmequelle ausgestaltete Zusatz-Heizquelle 1 1 direkt in dem Mediumsbehälter 40.
Die zu erwärmende Luft wird durch das Umluftgebläse 35 von der Luftzuführung 30 - und speziell von dem beispielhaft gezeichneten Lufteingang - direkt durch den ersten Wärme- tauscher 21 hindurchgeführt, wodurch die Luft in dem ersten Wärmetauscher auch gleich erwärmt wird.
Die erwärmte Luft gelangt in der Luftabführung 31 - in Abhängigkeit von der Einstellung der Steuervorrichtung 60 - teilweise an die zwei Luftausgänge 32 und teilweise über den Luftpfad 50 zurück in das Gerät und insbesondere zu dem zweiten Wärmetauscher 22, der die thermische Energie der Warmluft auf das Medium im Mediumsbehälter 40 über- trägt. Der Luftpfad 50 mündet hier auf einen eigenen Ausgang 51 , der somit ein Ausgang (oder Luftausgang) für rückgeleitete und damit auch abgekühlte Warmluft ist.
Die Fig. 2 zeigt eine besondere Ausgestaltung der Heizvorrichtung 1 , die es erlaubt, un- terschiedliche Temperaturzonen zu erzeugen. Dies zum einen über die unterschiedlichen Luftmengen, die die Luftausgänge 32 der Luftabführung 31 verlassen. Zum anderen ge- schieht dies hier über den Ausgang 51 , der die Luft ausgibt, die bereits thermische Ener- gie abgegeben hat und damit kühler ist. Da die Menge der über diesen Ausgang 51 aus- gegebenen Luft auch von der Einstellung der Steuervorrichtung 60 abhängt, ist somit durch die Steuervorrichtung 60 auch eine zentrale Einheit zur Steuerung von einzelnen Temperaturzonen gegeben. In der Variante der Fig. 3 verfügt die Heizvorrichtung 1 über eine Zusatz-Heizquelle 1 1 , bei der es sich um eine elektrische Heizquelle handelt. Als Beispiel ist hier ein Heizstab als Zusatz-Heizquelle 1 1 in den Mediumsbehälter 40 eingebracht. Der erste Wärmetauscher 21 ist mit der Heizquelle 1 1 gekoppelt, die hier auf der Ver- brennung eines Gases bzw. in den gasförmigen Zustand versetzen Brennstoffs basiert.
Die Steuervorrichtung 60 verfügt in der gezeigten Ausgestaltung über zwei Steuerelemen- te 61 , die sich in der Luftzuführung 30 bzw. in der Luftabführung 31 befinden. Dabei ist insbesondere das Steuerelement 61 in der Luftzuführung 30 so ausgestaltet, dass das Steuerelement 61 ein Rückströmen der Luft in die Luftansaugstelle bzw. zurück in den Luftpfad 50 verhindert. In der dargestellten Ausgestaltung dient der Luftpfad 50 gleichzei- tig auch als zweiter Wärmetauscher 22.
Bezugszeichenliste Heizvorrichtung
Heizquelle
Zusatz-Heizquelle
erster Wärmetauscher
zweiter Wärmetauscher
dritter Wärmetauscher
Luftzuführung
Luftabführung
Luftausgang
Umluftgebläse
Mediumsbehälter
Luftpfad
Ausgang für rückgeleitete Warmluft Steuervorrichtung
Steuerelement

Claims

Patentansprüche
1. Heizvorrichtung (1 ) zum Erwärmen von Luft und einem Medium für die Anwendung in beweglichen Räumen,
mit mindestens einer Heizquelle (10),
mit einem ersten Wärmetauscher (21 ),
mit einer Luftzuführung (30) zum Zuführen von zu erwärmender Luft,
mit einer Luftabführung (31 ) zum Abführen von erwärmter Luft,
mit einem Mediumsbehälter (40) zur Aufnahme des zu erwärmenden Mediums, wobei der erste Wärmetauscher (21 ) der thermischen Kopplung zwischen der
Heizquelle (10) und der zu erwärmenden Luft dient, sodass sich aus der zu er- wärmenden Luft die erwärmte Luft ergibt,
wobei die Luftabführung (31 ) mit mindestens einem Luftausgang (32) gekoppelt ist,
wobei ein Luftpfad (50) vorhanden ist,
wobei ein zweiter Wärmetauscher (22) der thermischen Kopplung zwischen dem Luftpfad (50) und dem Mediumsbehälter (40) dient,
wobei eine Steuervorrichtung (60) vorhanden ist, und
wobei über die Steuervorrichtung (60) einstellbar ist, welcher Anteil von in der Luftabführung (31 ) geführter erwärmter Luft an den mindestens einen Luftausgang (32) und welcher Anteil an den Luftpfad (50) gelangt.
2. Heizvorrichtung (1 ) nach Anspruch 1 ,
wobei der Luftpfad (50) in die Luftzuführung (30) mündet.
3. Heizvorrichtung (1 ) nach Anspruch 1 oder 2,
wobei der Luftpfad (50) in einen Ausgang (51 ) für Warmluft mündet.
4. Heizvorrichtung (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
wobei die Heizquelle (10) und der Mediumsbehälter (40) über einen dritten Wär- metauscher (23) thermisch miteinander gekoppelt sind.
5. Heizvorrichtung (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Luftabführung (31 ) mit mindestens zwei Luftausgängen (32) gekoppelt ist, und
wobei über die Steuervorrichtung (60) einstellbar ist, welcher Anteil von in der Luftabführung (31 ) geführter erwärmter Luft an jeden der mindestens zwei Luft- ausgänge (32) und welcher Anteil an den Luftpfad (50) gelangt.
6. Heizvorrichtung (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
wobei mindestens ein Steuerelement (61 ) der Steuervorrichtung (60) in der Luftab- führung (31 ) und/oder in der Luftzuführung (30) angeordnet ist, und
wobei das Steuerelement (61 ) als Klappe oder als verschiebbares Element ausge- staltet ist.
7. Heizvorrichtung (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
wobei mindestens eine Zusatz-Heizquelle (11 ) vorhanden ist,
wobei die Zusatz-Heizquelle (1 1 ) mit dem Mediumsbehälter (40) thermisch gekop- pelt ist.
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