DE202023104488U1 - device for generating heat - Google Patents

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Abstract

Einrichtung zum Erzeugen von Wärme zwecks Einspeisen derselben in einen Heizkreis (12), umfassend
- eine in einen Flüssigkeitskreislauf eingeschaltete, motorisch insbesondere elektromotorisch angetriebene Hochdruckpumpe (2) mit einem Zulauf (4), über den die zu fördernde Flüssigkeit in die Pumpe (2) eintritt, und mit einem Auslauf (5), aus dem die geförderte Flüssigkeit austritt,
- zumindest einen in den Flüssigkeitskreislauf eingeschalteten, der Pumpe (2) nachgeschalteten, in dem Flüssigkeitsstrom durch eine Reduzierung des Strömungsquerschnittes Reibung verursachenden WärmeerzeugerWärmeerzeuger (6), wobei der Wärmeträger (6) eine durch den Förderdruck des Flüssigkeitsstroms nicht beeinflussbare Querschnittsgeometrie aufweist, sodass die Temperatur des durch den zumindest einen Wärmeerzeuger (6) geförderten Flüssigkeitsstroms erhöht wird,
- einen in den Flüssigkeitskreislauf eingeschalteten und dem zumindest eine Wärmeerzeuger (6) in Strömungsrichtung der Flüssigkeit nachgeschalteten Flüssigkeitsspeicher (10) sowie
- einen an den Flüssigkeitsspeicher (10) angeschlossenen Heizkreis (12).

Figure DE202023104488U1_0000
Device for generating heat for feeding it into a heating circuit (12), comprising
- a high-pressure pump (2) connected to a liquid circuit and driven by a motor, in particular an electric motor, with an inlet (4) through which the liquid to be pumped enters the pump (2) and with an outlet (5) from which the pumped liquid exits,
- at least one heat generator (6) connected to the liquid circuit, downstream of the pump (2) and causing friction in the liquid flow by reducing the flow cross-section, wherein the heat carrier (6) has a cross-sectional geometry that cannot be influenced by the delivery pressure of the liquid flow, so that the temperature of the liquid flow conveyed by the at least one heat generator (6) is increased,
- a liquid reservoir (10) connected to the liquid circuit and connected downstream of the at least one heat generator (6) in the flow direction of the liquid, and
- a heating circuit (12) connected to the liquid storage tank (10).
Figure DE202023104488U1_0000

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zwecks Erzeugen von Wärme zum Einspeisen derselben in einen Heizkreis.The invention relates to a device for generating heat for feeding it into a heating circuit.

Bei derartigen Einrichtungen handelt es sich beispielsweise um Wärmepumpen. Gemäß dem Wärmepumpenprinzip wird einer Wärmequelle, beispielsweise der Umgebungsluft (Außenluft) oder einer anderen Wärmequelle, etwa dem Erdreich oder dem Grundwasser Wärme entnommen und einem Verdampfer zugeführt. Der Verdampfer ist Teil eines Fluidkreislaufes, in dem die der Wärmequelle entzogene Wärme die in dem Kreislauf befindliche Flüssigkeit verdampft. Typischerweise handelt es sich hierbei um ein Kältemittel. Diese gasförmige Phase wird in einem Kompressor verdichtet, wodurch sich das Temperaturniveau des gasförmigen Fluids erhöht. In einem zweiten Wärmetauscher wird dieses Gas durch Kondensation verflüssigt, wodurch Wärme abgegeben wird. Dieser Wärmetauscher ist in einen Heizkreis eingeschaltet, durch den die gewonnene Wärme in einem Gebäude verteilt wird. Das verflüssigte Kältemittel wird anschließend über eine Drossel wiederum dem Verdampfer zugeführt. Wärmepumpen haben für die Zwecke der Beheizung von Gebäuden zwar einen hohen Wirkungsgrad. Allerdings ist die mit einer Wärmepumpe erzeugbare Vorlauftemperatur für einen Heizkreis geringer, verglichen mit der Vorlauftemperatur herkömmlich eingesetzter Öl- oder gasbetriebener Heizungen, durch die keine Flächenheizkörper, wie Fußbodenheizungen betrieben werden. Sollen Bestandsimmobilien mit Wärmepumpen beheizt werden, erfordert dieses in vielen Fällen nicht nur umfangreiche Sanierungsmaßnahmen, sondern auch eine Änderung des bestehenden Heizsystems. In jedem Fall sind aufgrund der geringeren Vorlauftemperatur die Wärmeabstrahlflächen signifikant zu vergrößern. Gegebenenfalls ist es erforderlich, Fußbodenheizungen nachträglich zu installieren. Der vor allem monetäre Aufwand ist beträchtlich.Examples of such devices are heat pumps. According to the heat pump principle, heat is extracted from a heat source, for example the ambient air (outside air) or another heat source, such as the soil or groundwater, and fed to an evaporator. The evaporator is part of a fluid circuit in which the heat extracted from the heat source evaporates the liquid in the circuit. This is typically a coolant. This gaseous phase is compressed in a compressor, which increases the temperature level of the gaseous fluid. In a second heat exchanger, this gas is liquefied by condensation, which releases heat. This heat exchanger is connected to a heating circuit through which the heat gained is distributed throughout a building. The liquefied coolant is then fed to the evaporator via a throttle. Heat pumps are highly efficient for the purposes of heating buildings. However, the flow temperature that can be generated with a heat pump for a heating circuit is lower than the flow temperature of conventional oil or gas-fired heating systems, which do not operate panel radiators such as underfloor heating. If existing properties are to be heated with heat pumps, this often requires not only extensive renovation work, but also a change to the existing heating system. In any case, the heat radiation surfaces must be significantly enlarged due to the lower flow temperature. It may be necessary to install underfloor heating at a later date. The cost, especially in terms of money, is considerable.

Aus WO 2010/057491 A2 ist eine Vorrichtung zum mechanischen Erwärmen einer Flüssigkeit bekannt. Diese umfasst einen eine umfangsseitig geschlossene Behälterwandung aufweisenden Behälter mit der darin befindlichen zu erwärmenden Flüssigkeit. In dem Behälter sind ein oder mehrere Elemente mit Durchbrüchen und/oder Kapillaren und/oder Poren angeordnet, durch welche die Flüssigkeit strömt und durch die dabei auftretende Reibung erwärmt wird. Zu diesem Zweck wird das eine oder es werden die mehreren Elemente in Rotation versetzt, sodass die Flüssigkeit durch die nach Art von Flügeln ausgelegten Elemente hindurchgedrückt wird. Mit diesem Prinzip lässt sich zwar Wärme gewinnen, nicht jedoch in einem ausreichenden Maße, um die gewonnene Wärme effektiv zum Einspeisen in einen Heizkreis verwenden zu können.Out of WO 2010/057491 A2 A device for mechanically heating a liquid is known. This comprises a container with a container wall that is closed on the periphery and contains the liquid to be heated. One or more elements with openings and/or capillaries and/or pores are arranged in the container, through which the liquid flows and is heated by the friction that occurs. For this purpose, one or more elements are set in rotation so that the liquid is pushed through the elements, which are designed like wings. Heat can be generated using this principle, but not to a sufficient extent to be able to use the heat generated effectively to feed it into a heating circuit.

US 3,813,036 offenbart ein Heizsystem. Dieses vorbekannte Heizsystem umfasst einen geschlossenen Ölkreislauf. Durch eine Pumpe wird Öl durch ein Reibungsheizelement gefördert, sodass die Temperatur am Ausgang dieses Reibungsheizelementes höher ist als am Eingang. Gemäß diesem vorbekannten Heizsystem können auch mehrere derartige Heizelemente parallel zueinander angeordnet sein. Dem oder den Reibungsheizelementen als Wärmeerzeuger sind ein oder mehrere Wärmeabstrahleinheiten nachgeschaltet. Über diese wird die erzeugte Wärme abgegeben. Der Ausgang des oder der Wärmeabstrahleinheiten ist an einen Sammelbehälter angeschlossen. Bei den Reibungsheizelementen handelt es sich um gewebten Metalldraht, der komprimiert in einem Zylinderblock angeordnet ist. Nachteilig bei diesem vorbekannten Heizsystem ist, dass für die gesamte Zeitdauer des Heizens die Pumpe betrieben werden muss. Überdies ist nachteilig, dass sich die durchströmbare Querschnittsfläche des Wärmeerzeugers, da aus gewebtem Draht bereitgestellt, in Abhängigkeit von dem anliegenden Druck ändert. Der maximale Betriebsdruck wird mit 137 bar angegeben. Bei diesem Heizsystem handelt es sich um ein eigenständiges System, welches nicht mit einer bestehenden Heizungsanlage kombiniert werden kann. US 3,813,036 discloses a heating system. This known heating system comprises a closed oil circuit. A pump pumps oil through a friction heating element, so that the temperature at the outlet of this friction heating element is higher than at the inlet. According to this known heating system, several such heating elements can also be arranged parallel to one another. One or more heat radiation units are connected downstream of the friction heating element(s) as heat generators. The heat generated is emitted via these. The outlet of the heat radiation unit(s) is connected to a collecting container. The friction heating elements are woven metal wire that is compressed and arranged in a cylinder block. A disadvantage of this known heating system is that the pump must be operated for the entire heating period. Another disadvantage is that the cross-sectional area of the heat generator that can be flowed through changes depending on the pressure applied, as it is made of woven wire. The maximum operating pressure is specified as 137 bar. This heating system is a standalone system that cannot be combined with an existing heating system.

Vor dem Hintergrund des vorstehend geschilderten Standes der Technik wäre es daher wünschenswert, eine insbesondere strombetriebene Einrichtung zum Erzeugen von Wärme zwecks Einspeisen derselben in einen Heizkreis zur Verfügung zu haben, mit der auch Vorlauftemperaturen erzeugt werden können, die denjenigen einer ansonsten üblichen Öl- oder Gasheizung, mit der Radiatoren als wärmeabgebende Elemente mit Wärme versorgt werden, entsprechen.Against the background of the state of the art described above, it would therefore be desirable to have a device, in particular an electrically operated device, for generating heat for the purpose of feeding it into a heating circuit, with which flow temperatures can also be generated which correspond to those of an otherwise conventional oil or gas heating system with which radiators as heat-emitting elements are supplied with heat.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine solche Einrichtung vorzuschlagen.The object of the invention is therefore to propose such a device.

Gelöst wird diese Aufgabe durch eine Einrichtung zum Erzeugen von Wärme zwecks Einspeisen derselben in einen Heizkreis, umfassend

  • - eine in einen Flüssigkeitskreislauf eingeschaltete, motorisch insbesondere elektromotorisch angetriebene Hochdruckpumpe mit einem Zulauf, über den die zu fördernde Flüssigkeit in die Pumpe eintritt, und mit einem Auslauf, aus dem die geförderte Flüssigkeit austritt,
  • - zumindest einen in den Flüssigkeitskreislauf eingeschalteten, der Pumpe nachgeschalteten, in dem Flüssigkeitsstrom durch eine Reduzierung des Strömungsquerschnittes Reibung verursachenden Wärmeerzeuger, wobei der Wärmeerzeuger eine durch den Förderdruck des Flüssigkeitsstroms nicht beeinflussbare Querschnittsgeometrie aufweist, sodass die Temperatur des durch den zumindest einen Wärmeerzeuger geförderten Flüssigkeitsstroms erhöht wird,
  • - einen in den Flüssigkeitskreislauf eingeschalteten und dem zumindest einen Wärmeerzeuger in Strömungsrichtung der Flüssigkeit nachgeschalteten Flüssigkeitsspeicher sowie
  • - einen an den Flüssigkeitsspeicher angeschlossenen Heizkreis.
This object is achieved by a device for generating heat for feeding it into a heating circuit, comprising
  • - a high-pressure pump connected to a liquid circuit and driven by a motor, in particular an electric motor, with an inlet through which the liquid to be pumped enters the pump and with an outlet from which the pumped liquid exits,
  • - at least one heat generator connected to the liquid circuit, downstream of the pump, causing friction in the liquid flow by reducing the flow cross-section, wherein the heat heat generator has a cross-sectional geometry that cannot be influenced by the delivery pressure of the liquid flow, so that the temperature of the liquid flow conveyed by the at least one heat generator is increased,
  • - a liquid storage device connected to the liquid circuit and connected downstream of at least one heat generator in the flow direction of the liquid, and
  • - a heating circuit connected to the liquid storage tank.

Diese Wärmeerzeugungseinrichtung umfasst eine vorzugsweise elektromotorisch angetriebene Hochdruckpumpe. Eingeschaltet ist diese Pumpe in einen Flüssigkeitskreislauf. Durch den aus dem Auslauf der Pumpe austretenden Flüssigkeitsstrom ist zumindest ein der Pumpe nachgeschalteter Wärmeerzeuger beaufschlagt. Der Flüssigkeitsstrom wird durch den Wärmeerzeuger hindurch gefördert. Für die gewünschte Wärmeerzeugung ist durch den Wärmeerzeuger die durchströmbare Querschnittsfläche reduziert, mithin durch diesen ein entsprechender Gegendruck bereitgestellt. Der Wärmeerzeuger ist nach Art einer hydraulischen Blende mit einer oder mehreren Durchbrechungen ausgeführt. Die Summe dieser Durchbrechungen stellt sodann die freie durchströmbare Querschnittsfläche dar. Durch den Wärmeerzeuger wird somit über die in dem durch den zumindest einen Wärmeerzeuger geförderten Flüssigkeitsstrom erzeugte Reibung Wärme in diesen eingebracht, sodass die Temperatur des mittels der Pumpe durch den Wärmeerzeuger geförderten Flüssigkeitsstroms am Ausgang desselben größer ist als an seinem Eingang. Durch den Wärmeerzeuger wird dem durch die Hochdruckpumpe geförderten Flüssigkeitsstrom ein Gegendruck entgegengesetzt. Je höher der Gegendruck durch den Wärmeerzeuger ist, desto größer ist der in den Flüssigkeitsstrom einkoppelbare Temperaturhub. Ein für viele Fälle ausreichender Temperaturhub lässt sich bei Gegendrücken von mehr als 120 bis 150 bar erzeugen. Bevorzugt werden Hochdruckpumpen eingesetzt, die einen Gegendruck von 200 bar oder mehr überwinden können. Entsprechend hoch wird man den durch den Wärmeerzeuger bereitgestellten Gegendruck auslegen. Möglich ist eine Auslegung des Wärmeerzeugers, dass dieser mehrere derartiger, in Strömungsrichtung der Flüssigkeit hintereinander geschalteter hydraulischer Blenden enthält, ebenso wie eine Ausgestaltung, bei der mehrere einzelne Wärmeerzeuger hintereinandergeschaltet sind. Hierbei kann es sich durchaus um Wärmeerzeuger unterschiedlicher Art handeln.This heat generating device comprises a high-pressure pump, preferably driven by an electric motor. This pump is connected to a liquid circuit. The liquid flow emerging from the outlet of the pump acts on at least one heat generator connected downstream of the pump. The liquid flow is conveyed through the heat generator. For the desired heat generation, the heat generator reduces the cross-sectional area through which the flow can occur, thus providing a corresponding counterpressure. The heat generator is designed in the manner of a hydraulic orifice with one or more openings. The sum of these openings then represents the free cross-sectional area through which the flow can occur. The heat generator thus introduces heat into the liquid flow conveyed by the at least one heat generator via the friction generated in the liquid flow conveyed by the at least one heat generator, so that the temperature of the liquid flow conveyed by the pump through the heat generator is higher at the outlet of the same than at its inlet. The heat generator counteracts the liquid flow conveyed by the high-pressure pump with a counterpressure. The higher the back pressure from the heat generator, the greater the temperature lift that can be coupled into the liquid flow. A temperature lift that is sufficient for many cases can be generated with back pressures of more than 120 to 150 bar. High-pressure pumps that can overcome a back pressure of 200 bar or more are preferred. The back pressure provided by the heat generator will be designed to be correspondingly high. It is possible to design the heat generator so that it contains several such hydraulic orifices connected in series in the direction of flow of the liquid, as well as a design in which several individual heat generators are connected in series. These can certainly be heat generators of different types.

Zwischen dem einen oder dem in Strömungsrichtung letzten Wärmeerzeuger und dem Flüssigkeitsspeicher befindet sich eine Entspannungsstrecke, in der die geförderte Flüssigkeit sich entspannt, um nicht mit übermäßigem Druck in den Flüssigkeitsspeicher einzuströmen. Der Flüssigkeitsspeicher ist vorzugsweise thermisch isoliert, sodass die durch den oder die Wärmeerzeuger in die Flüssigkeit eingebrachte Wärme darin gespeichert werden kann. Bei einem solchen Flüssigkeitsspeicher kann es sich beispielsweise um den bei einer konventionellen Öl- oder Gasheizung ohnehin vorhandenen Warmwasserspeicher (Heizkessel) handeln. Angeschlossen ist an diesen der Heizkreis, der von der in dem Flüssigkeitsspeicher erwärmten Flüssigkeit gespeist wird. Der Heizkreis kann unabhängig von einem durch die Pumpe geförderten Wärmeerzeugungskreis an den Flüssigkeitsspeicher angeschlossen sein. Eine in diesen Heizkreis eingeschaltete Umwälzpumpe sorgt für den erforderlichen Flüssigkeitstransport zu den einzelnen Wärmeabgabestellen. Möglich ist eine Ausgestaltung, bei der der Rücklauf des Heizkreises unmittelbar an den Zulauf der Pumpe angeschlossen ist. Dann ist auch ein Betrieb des Heizkreises in Reihe mit der Wärmeerzeugung möglich.Between one or the last heat generator in the direction of flow and the liquid storage tank there is a relaxation section in which the pumped liquid relaxes so that it does not flow into the liquid storage tank with excessive pressure. The liquid storage tank is preferably thermally insulated so that the heat introduced into the liquid by the heat generator(s) can be stored in it. Such a liquid storage tank can be, for example, the hot water tank (boiler) that is already present in a conventional oil or gas heating system. The heating circuit, which is fed by the liquid heated in the liquid storage tank, is connected to this. The heating circuit can be connected to the liquid storage tank independently of a heat generation circuit pumped by the pump. A circulation pump connected to this heating circuit ensures the necessary liquid transport to the individual heat release points. A design is possible in which the return of the heating circuit is connected directly to the inlet of the pump. In this case, the heating circuit can also be operated in series with the heat generation.

Um den Inhalt eines solchen Flüssigkeitsspeichers nach einem entsprechenden Temperaturabfall wieder auf die vorgesehene Vorlauftemperatur zu erwärmen, ohne dabei die Flüssigkeit durch den gesamten Heizkreis fördern zu müssen, ist es vorteilhaft, eine den Heizkreis überbrückende Leitung vorgesehen, durch die der Flüssigkeitsspeicher unmittelbar mit dem Zulauf der Pumpe verbunden ist. Dann ist über diese Heizkreisbypassleitung ein Wärmeerzeugungskreislauf bereitgestellt. Bei einem Betrieb der Pumpe kann sodann umwälzend der Inhalt des Flüssigkeitsspeichers auf die gewünschte Temperatur erwärmt werden. Der Flüssigkeitsspeicher ist typischerweise mit einem Temperatursensor zum Überwachen der darin herrschenden Flüssigkeitstemperatur ausgestattet. Untersuchungen haben ergeben, dass mit einer solchen Wärmeerzeugungseinrichtung mit einem Wärmeerzeuger, der einen Gegendruck von etwa 200 bar bereitstellt, 30 I Wasser in einer Minute um 10°C erwärmt werden können. In entsprechend kurzer Zeit ist dann ein Flüssigkeitsbehälter von 80 I, was der üblichen Größe eines konventionellen Heizkessels entspricht, wieder auf die gewünschte Temperatur erwärmt.In order to heat the contents of such a liquid reservoir to the intended flow temperature again after a corresponding drop in temperature without having to pump the liquid through the entire heating circuit, it is advantageous to provide a line that bridges the heating circuit and connects the liquid reservoir directly to the pump inlet. A heat generation circuit is then provided via this heating circuit bypass line. When the pump is in operation, the contents of the liquid reservoir can then be heated to the desired temperature by circulating it. The liquid reservoir is typically equipped with a temperature sensor to monitor the liquid temperature prevailing in it. Studies have shown that with such a heat generation device with a heat generator that provides a back pressure of around 200 bar, 30 l of water can be heated by 10°C in one minute. In a correspondingly short time, a liquid container of 80 l, which corresponds to the usual size of a conventional boiler, is then heated back to the desired temperature.

In einer Weiterbildung einer solchen Wärmeerzeugungseinrichtung ist vorgesehen, nicht nur die eingebrachte Temperatur, sondern auch die mit der Erwärmung der Flüssigkeit in diese eingekoppelte Bewegungsenergie des zu nutzen. Die für die Wärmeerzeugung in dem Flüssigkeitsstrahl eingekoppelte Bewegungsenergie, den die durch den zumindest einen Wärmeerzeuger geförderte Flüssigkeit hat, wird für die Erwärmung der Flüssigkeit in dem Flüssigkeitsspeicher nicht benötigt. Daher ist in verschiedenen Ausführungsbeispielen vorgesehen, diese Bewegungsenergie zu nutzen und in die Strömungsstrecke zwischen dem Wärmeerzeuger und dem Flüssigkeitsspeicher ein Aggregat einzuschalten, welches durch den aus dem Wärmeerzeuger austretenden Flüssigkeitsstrahl (Flüssigkeitsstrom) angetrieben ist. Bei einem solchen Aggregat kann es sich um ein solches handeln, welches keinen oder nur einen geringen Gegendruck bereitstellt. Gemäß einer anderen Ausgestaltung einer solchen Wärmeerzeugungseinrichtung ist vorgesehen, dass das von dem Flüssigkeitsstrom angetriebene Aggregat selbst einen nicht unerheblichen Gegendruck erzeugt. Dieser ist typischerweise geringer als der durch den oder die Wärmeerzeuger bewirkte Gegendruck. Im ersteren Fall kann es sich beispielsweise um eine in einem Gehäuse angeordnete Schaufelturbine handeln. Im zweiten Fall kann das Aggregat beispielsweise als Axialkolbenpumpe ausgeführt sein. Über beide Maßnahmen kann die in dem Flüssigkeitsstrom vorhandene kinetische Energie nutzbar gemacht werden, um etwa einen Generator anzutreiben und damit Energie zurückzugewinnen, wodurch die Energiebilanz der Wärmeerzeugungseinrichtung verbessert wird.In a further development of such a heat generating device, it is intended to use not only the introduced temperature, but also the kinetic energy coupled into the liquid when it is heated. The kinetic energy coupled into the liquid jet for the heat generation, which the liquid conveyed by the at least one heat generator has, is not required for heating the liquid in the liquid reservoir. Therefore, in various In various embodiments, this kinetic energy is used and an aggregate is connected to the flow path between the heat generator and the liquid reservoir, which aggregate is driven by the liquid jet (liquid flow) emerging from the heat generator. Such an aggregate can be one that provides no or only a small counterpressure. According to another embodiment of such a heat generating device, it is provided that the aggregate driven by the liquid flow itself generates a not inconsiderable counterpressure. This is typically lower than the counterpressure caused by the heat generator(s). In the first case, it can be, for example, a blade turbine arranged in a housing. In the second case, the aggregate can be designed as an axial piston pump, for example. Both measures can be used to make the kinetic energy present in the liquid flow usable, for example to drive a generator and thus recover energy, thereby improving the energy balance of the heat generating device.

In einem anderen derartigen Ausführungsbeispiel ist vorgesehen, dass der Ausgang des Wärmeerzeugers den Eingang eines Hydraulikmotors beaufschlagt, dessen Ausgang an den Flüssigkeitsspeicher angeschlossen ist. Der durch die Hochdruckpumpe angetriebene Hydraulikmotor kann eingesetzt werden, um den Antrieb der Hochdruckpumpe mittels des Elektromotors zu unterstützen. Auch hierdurch ist die Energiebilanz der Wärmeerzeugungseinrichtung verbessert, da durch den Hydraulikmotor das Drehmoment des Elektromotors unterstützt und somit für den Betrieb der Wärmeerzeugungseinrichtung weniger elektrische Energie benötigt wird.In another such embodiment, the output of the heat generator is provided for the input of a hydraulic motor, the output of which is connected to the liquid reservoir. The hydraulic motor driven by the high-pressure pump can be used to support the drive of the high-pressure pump by means of the electric motor. This also improves the energy balance of the heat generating device, since the hydraulic motor supports the torque of the electric motor and thus less electrical energy is required to operate the heat generating device.

Ist durch ein solches, dem Wärmeerzeuger nachgeschaltetes Aggregat ebenfalls ein signifikanter Gegendruck bereitgestellt, wie dieses beispielsweise bei einer Axialkolbenpumpe der Fall ist, trägt diese aufgrund der darin auf die Flüssigkeit einwirkenden Reibung ebenfalls zu einer Temperaturerhöhung der durchfließenden Flüssigkeit bei. Insofern kann eine solche Auslegung der Wärmeerzeugungseinrichtung auch von einem ersten Wärmeerzeuger und einem diesem nachgeschalteten zweiten Wärmeerzeuger gesprochen werden.If a significant counterpressure is also provided by such a unit downstream of the heat generator, as is the case with an axial piston pump, for example, this also contributes to an increase in the temperature of the liquid flowing through it due to the friction acting on the liquid. In this respect, such a design of the heat generation device can also be referred to as a first heat generator and a second heat generator downstream of this.

Wenn einem Wärmeerzeuger ein Gegendruck erzeugendes Aggregat nachgeschaltet ist, wie beispielsweise ein Axialkolbenmotor, ist gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel vorgesehen, die Strömungsquerschnittsverringerung durch den Wärmeerzeuger zumindest weitestgehend bis zu dem Zulauf des nachgeschalteten Aggregates konstant zu erhalten, mithin zwischen dem Wärmeerzeuger und dem einen weiteren Gegendruck erzeugenden Aggregat keine Entspannungsstrecke, jedenfalls keine nennenswerte, vorzusehen.If a unit generating back pressure is connected downstream of a heat generator, such as an axial piston engine, according to a preferred embodiment, the reduction in flow cross-section through the heat generator is kept constant at least as far as possible up to the inlet of the downstream unit, thus no relaxation path, at least not a significant one, is provided between the heat generator and the unit generating a further back pressure.

In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist vorgesehen, dass der Wärmeerzeuger Teil eines Wärmetauschers ist. Bei einer solchen Ausgestaltung befindet sich der Wärmeerzeuger in einem Wärmetauschergehäuse, wobei zwischen dem Wärmeerzeuger und dem Gehäuse eine Fluidwegsamkeit bereitgestellt ist. Das Gehäuse verfügt über einen Vorlauf- und einen Rücklaufanschluss und ist in einen Wärmetauscherkreislauf eingeschaltet. Auf diese Weise kann die über die Mantelfläche des Wärmeerzeugers abgestrahlte Wärme nutzbar gemacht werden. Diese zusätzliche Wärmegewinnung kann, was in einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Fall ist, ebenfalls zur Erwärmung der in dem Flüssigkeitsspeicher befindlichen Flüssigkeit genutzt werden. Eine besonders effektive Maßnahme, die von dem Wärmeerzeuger abgestrahlte Wärme zu nutzen, ist, den Wärmeerzeugerwärmetauscher als Wärmequelle für eine Wärmepumpe zu nutzen. Als Wärmetauscherfluid wird man in einem solchen Fall ein Kältemittel einsetzen, welches in flüssiger Phase über den Rücklaufanschluss in diesen Wärmeerzeugerwärmtauscher einfließt, durch die Wärme des Wärmeerzeugers verdampft und gasförmig aus dem Vorlaufanschluss austritt. Ein in die Vorlaufleitung eingeschalteter Verdichter verdichtet das gasförmige Kältemittel. Diesem nachgeschaltet ist ein Wärmetauscher, in dem die über das Kältemittel zugeführte Wärme entnommen und dem Flüssigkeitsspeicher zugeführt wird. Dieser Wärmetauscher ist über eine entsprechende Flüssigkeitszuleitung und -rückleitung mit dem Flüssigkeitsspeicher verbunden.In a preferred embodiment, it is provided that the heat generator is part of a heat exchanger. In such a design, the heat generator is located in a heat exchanger housing, with a fluid path being provided between the heat generator and the housing. The housing has a flow and a return connection and is connected to a heat exchanger circuit. In this way, the heat radiated via the jacket surface of the heat generator can be utilized. This additional heat generation can, as is the case in a preferred embodiment, also be used to heat the liquid in the liquid reservoir. A particularly effective measure for using the heat radiated by the heat generator is to use the heat generator heat exchanger as a heat source for a heat pump. In such a case, a coolant is used as the heat exchanger fluid, which flows into this heat generator heat exchanger in liquid phase via the return connection, evaporates due to the heat of the heat generator and exits the flow connection in gaseous form. A compressor connected to the supply line compresses the gaseous refrigerant. This is followed by a heat exchanger in which the heat supplied by the refrigerant is extracted and fed to the liquid storage tank. This heat exchanger is connected to the liquid storage tank via a corresponding liquid supply line and return line.

In den Wärmeerzeugungskreislauf sind zum Steuern beziehungsweise Umschalten der Einrichtung entsprechende Ventile vorgesehen. Gleiches gilt für den an den Flüssigkeitsspeicher angeschlossenen Heizkreis.Appropriate valves are provided in the heat generation circuit to control or switch the device. The same applies to the heating circuit connected to the liquid storage tank.

Vorzugsweise wird bei einer solchen Wärmeerzeugungseinrichtung Wasser als Flüssigkeit eingesetzt, insbesondere dann, wenn diese an eine bereits vorhandene Heizungsanlage angeschlossen werden soll. Dieses lässt sich mit der vorbeschriebenen Wärmeerzeugungseinrichtung ohne Weiteres auf die gewünschte oder benötigte Vorlauftemperatur erwärmen. Bei einer bestehenden, insbesondere konventionellen Heizungsanlage kann der Wasserkessel als Flüssigkeitsspeicher dienen. Wasser als Flüssigkeit zum Betreiben der Wärmeerzeugungseinrichtung ist auch deswegen vorteilhaft, da Wasser weniger Schwerkräfte aufnehmen kann als Öl und damit die Temperaturausbeute verbessert ist. Der Anschluss der vorzugsweise elektromotorisch angetriebenen Pumpe und des oder der Wärmeerzeuger an eine bereits vorhandenen Öl- oder Gasheizungsanlage ist ohne größeren Aufwand möglich. Insofern eignet sich die vorbeschriebene Wärmeerzeugungseinrichtung in besonderem Maße zum Nachrüsten einer bestehenden Öl- oder Gasheizung. Somit kann eine um die Wärmeerzeugungseinrichtung ergänzte, bereits vorhandene Öl- oder Gasheizung bei einem Hybridbetrieb durchaus auch mehrheitlich mit grüner Energie betrieben werden. Vorteilhaft bei einer solchen Wärmeerzeugungseinrichtung sind verglichen mit der Nachrüstung beziehungsweise dem Einbau von Wärmepumpen die geringen Anschaffungskosten und vor allem die Implementierung in bestehende Heizsysteme, mithin ihre Wirtschaftlichkeit.Preferably, water is used as a liquid in such a heat generating device, especially if it is to be connected to an existing heating system. This can be easily heated to the desired or required flow temperature using the heat generating device described above. In an existing, particularly conventional heating system, the water boiler can serve as a liquid storage tank. Water as a liquid for operating the heat generating device is also advantageous because water can absorb less gravitational force than oil and thus the temperature yield is improved. The connection of the preferably electric motor-driven Pump and the heat generator(s) can be connected to an existing oil or gas heating system without any major effort. In this respect, the heat generation device described above is particularly suitable for retrofitting an existing oil or gas heating system. This means that an existing oil or gas heating system supplemented by the heat generation device can also be operated predominantly with green energy in hybrid operation. The advantages of such a heat generation device compared to retrofitting or installing heat pumps are the low acquisition costs and, above all, the implementation in existing heating systems, and therefore its cost-effectiveness.

Nachfolgend ist die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen beschrieben. Es zeigen:

  • 1: Nach Art eines schematisierten Blockschaltbildes eine erfindungsgemäße Wärmeerzeugungseinrichtung,
  • 2: Eine Wärmeerzeugungseinrichtung gemäß einer weiteren erfindungsgemäßen Ausgestaltung und
  • 3: Eine Wärmeerzeugungseinrichtung gemäß noch einer weiteren erfindungsgemäßen Ausgestaltung.
The invention is described below using exemplary embodiments. They show:
  • 1 : In the form of a schematic block diagram, a heat generating device according to the invention,
  • 2 : A heat generating device according to a further embodiment of the invention and
  • 3 : A heat generating device according to yet another embodiment of the invention.

Die in 1 gezeigte Wärmeerzeugungseinrichtung 1 umfasst eine Hochdruckpumpe 2. Angetrieben ist die Hochdruckpumpe 2 durch einen Elektromotor 3, der eine Leistungsaufnahme hat, damit dieser an das 220 V-Netz angeschlossen werden kann.The in 1 The heat generating device 1 shown comprises a high-pressure pump 2. The high-pressure pump 2 is driven by an electric motor 3, which has a power consumption so that it can be connected to the 220 V network.

Die Hochdruckpumpe 2 verfügt über einen Zulauf 4. In diesen tritt die zu fördernde Flüssigkeit ein. Die durch die Pumpe 2 geförderte Flüssigkeit wird aus einem Auslauf 5 aus der Pumpe 2 herausgefördert. Angeschlossen an den Auslauf 5 ist ein Wärmeerzeuger 6. Der Wärmeerzeuger 6 stellt dem durch die Pumpe 2 geförderten Flüssigkeitsstrom ein Gegendruck entgegen. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel trägt dieser etwa 200 bar. Die Hochdruckpumpe 2 ist daher ausgelegt, dass der durch diese geförderte Flüssigkeitsstrom diesen Gegendruck überwinden kann. Bereitgestellt wird dieser Gegendruck des Wärmeerzeugers 6 durch eine eine einzige Durchbrechung aufweisende hydraulische Blende. Durch diese ist die durchströmbare Querschnittsfläche signifikant reduziert. Diese Lochblende induziert in den durch diesen hindurch geförderten Flüssigkeitsstrom Turbulenzen und damit Reibung ein, was wiederum eine Temperaturerhöhung des durch den Wärmeerzeuger geförderten Flüssigkeitsstrom zur Folge hat. Somit wird bei der Wärmeerzeugungseinrichtung 1 ein Flüssigkeitsstrom durch Einbringen von kinetischer Energie und damit durch Reibung erwärmt.The high-pressure pump 2 has an inlet 4. The liquid to be pumped enters this. The liquid pumped by the pump 2 is pumped out of the pump 2 through an outlet 5. A heat generator 6 is connected to the outlet 5. The heat generator 6 counteracts the liquid flow pumped by the pump 2 with a counterpressure. In the embodiment shown, this is approximately 200 bar. The high-pressure pump 2 is therefore designed so that the liquid flow pumped by it can overcome this counterpressure. This counterpressure of the heat generator 6 is provided by a hydraulic orifice with a single opening. This significantly reduces the cross-sectional area through which the flow can take place. This orifice induces turbulence and thus friction in the liquid flow pumped through it, which in turn results in an increase in the temperature of the liquid flow pumped by the heat generator. Thus, in the heat generating device 1, a liquid flow is heated by introducing kinetic energy and thus by friction.

Dem Wärmeerzeuger 6 ist bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel eine Axialkolbenpumpe 7 nachgeschaltet, die einen Generator 8 antreibt. Zwischen dem Wärmeerzeuger 6 und dem Zulauf der Axialkolbenpumpe 7 wird der durch den Wärmeerzeuger 6 geförderte Flüssigkeitsstrom nicht, jedenfalls nicht nennenswert, entspannt. Der durch die Axialkolbenpumpe 7 bereitgestellte Gegendruck ist geringer als der durch den Wärmeerzeuger 6 dem durch die Pumpe 2 geförderten Flüssigkeitsstrom bereitgestellte Gegendruck. Die in den Flüssigkeitsstrom eingebrachte kinetische Energie (Bewegungsenergie) wird bei diesem Ausführungsbeispiel genutzt, um die Axialkolbenpumpe 7 und damit den Generator 8 anzutreiben. Da auch der Axialkolbenmotor 7 dem eintretenden Flüssigkeitsstrom einen Gegendruck entgegensetzt, erfährt der Flüssigkeitsstrom auch in dem Axialkolbenmotor 7 Reibung, was zu einer weiteren Erhöhung seiner Temperatur beiträgt. Insofern kann bei dieser Ausgestaltung der Wärmeerzeugungseinrichtung 1 auch der Axialkolbenmotor 7 als Wärmeerzeuger bezeichnet werden.In the embodiment shown, the heat generator 6 is followed by an axial piston pump 7 that drives a generator 8. Between the heat generator 6 and the inlet of the axial piston pump 7, the liquid flow conveyed by the heat generator 6 is not expanded, at least not significantly. The counterpressure provided by the axial piston pump 7 is lower than the counterpressure provided by the heat generator 6 to the liquid flow conveyed by the pump 2. The kinetic energy (motion energy) introduced into the liquid flow is used in this embodiment to drive the axial piston pump 7 and thus the generator 8. Since the axial piston motor 7 also opposes a counterpressure to the incoming liquid flow, the liquid flow also experiences friction in the axial piston motor 7, which contributes to a further increase in its temperature. In this respect, in this design of the heat generation device 1, the axial piston motor 7 can also be referred to as a heat generator.

Der Ausgang der Axialkolbenpumpe 7 ist über eine Leitung 9 an einen Flüssigkeitsspeicher 10 angeschlossen. Die Leitung 9 dient bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel als Entspannungsleitung zur Entspannung des darin geförderten Flüssigkeitsstroms. Bei dem Flüssigkeitsspeicher 10 handelt es sich um einen Heizkessel, der in nicht näher dargestellter Art und Weise auch an eine mit fossilen Brennstoffen betriebenen Brenner (Öl- oder Gasbrenner) angeschlossen ist. Der Inhalt des Flüssigkeitsspeichers 10 beträgt beispielsweise 80 I.The output of the axial piston pump 7 is connected to a liquid reservoir 10 via a line 9. In the embodiment shown, the line 9 serves as a relaxation line for relaxing the liquid flow conveyed therein. The liquid reservoir 10 is a heating boiler which is also connected to a burner (oil or gas burner) operated with fossil fuels in a manner not shown in detail. The content of the liquid reservoir 10 is, for example, 80 l.

In einem in den Figuren nicht dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Ausgang des Wärmeerzeugers 6 unmittelbar an den Flüssigkeitsspeicher 10 angeschlossen.In an embodiment not shown in the figures, the outlet of the heat generator 6 is directly connected to the liquid storage tank 10.

In einer Weiterbildung der in der Figur gezeigten Wärmeerzeugungseinrichtung 1 ist in die Flüssigkeitswegsamkeit zwischen dem Wärmeerzeuger 6 und dem Flüssigkeitsspeicher 10 eine Bypassleitung eingeschaltet, über die der Flüssigkeitsstrom unter Umgehung der Axialkolbenpumpe 7 unmittelbar von dem Wärmeerzeuger 6 in den Flüssigkeitsspeicher 10 eingebracht werden kann.In a further development of the heat generating device 1 shown in the figure, a bypass line is inserted into the liquid path between the heat generator 6 and the liquid reservoir 10, via which the liquid flow can be introduced directly from the heat generator 6 into the liquid reservoir 10, bypassing the axial piston pump 7.

Der Flüssigkeitsspeicher 10 ist über eine Bypassleitung 11 unmittelbar an den Zulauf 4 der Pumpe 2 angeschlossen. Auf diese Weise ist ein Wärmeerzeugungskreis bereitgestellt, über den umwälzend der Flüssigkeitsinhalt in dem Flüssigkeitsspeicher 10 erwärmt werden kann.The liquid reservoir 10 is connected directly to the inlet 4 of the pump 2 via a bypass line 11. In this way, a heat generation circuit is provided, via which the liquid content in the liquid reservoir 10 can be heated by circulation.

Der Flüssigkeitsspeicher 10 ist in einen Heizkreis 12 eingeschaltet, dessen Vorlauf in der Figur mit dem Bezugszeichen 13 und dessen Rücklauf in der Figur mit dem Bezugszeichen 14 kenntlich gemacht sind. Zum Fördern der Flüssigkeit in dem Heizkreis 12 dienen ein oder mehrere Umwälzpumpen. In den Heizkreis 12 sind zur Wärmeabgabe typischerweise die in dem Gebäude ohnehin vorhandenen Heizungen (typischerweise Radiatoren) eingeschaltet.The liquid reservoir 10 is connected to a heating circuit 12, the flow of which is indicated in the figure with the reference number 13 and the return of which is indicated in the figure with the reference number 14. are made. One or more circulation pumps are used to pump the liquid in the heating circuit 12. The heating systems already present in the building (typically radiators) are typically switched on in the heating circuit 12 to emit heat.

2 zeigt eine Wärmeerzeugungseinrichtung 1.1 die prinzipiell aufgebaut ist wie die zu 1 beschriebene Wärmeerzeugungseinrichtung 1. Daher gelten die Ausführungen zu der Wärmeerzeugungseinrichtung 1 gleichermaßen für die Wärmeerzeugungseinrichtung 1.1. Gleiche Bestandteile sind mit denselben Bezugszeichen, ergänzt um ein „.1" in der Figur kenntlich gemacht. Die Wärmeerzeugungseinrichtung 1.1 unterscheidet sich von der Wärmeerzeugungseinrichtung 1, dadurch dass dem Wärmeerzeuger 6.1 ein Hydraulikmotor 15 nachgeschaltet ist, bevor die durch den Wärmeerzeuger 6.1 erwärmte Flüssigkeit dem Flüssigkeitsspeicher 10.1 zugeführt wird. Der Hydraulikmotor 15 sitzt auf der Antriebswelle des Elektromotors 3.1 und unterstützt damit den Antrieb der Hochdruckpumpe 2.1. Dies bedeutet, dass das von dem Hydraulikmotor 15 bereitgestellte Drehmoment der Elektromotor 3.1 zum Antreiben der Hochdruckpumpe 2.1 nicht leisten muss, was sich in einer reduzierten Stromaufnahme des Elektromotors 3.1 bemerkbar macht. 2 shows a heat generating device 1.1 which is basically constructed like the one to 1 described heat generating device 1. Therefore, the statements regarding the heat generating device 1 apply equally to the heat generating device 1.1. Identical components are identified with the same reference numerals, supplemented by a ".1" in the figure. The heat generating device 1.1 differs from the heat generating device 1 in that a hydraulic motor 15 is connected downstream of the heat generator 6.1 before the liquid heated by the heat generator 6.1 is fed to the liquid reservoir 10.1. The hydraulic motor 15 is located on the drive shaft of the electric motor 3.1 and thus supports the drive of the high-pressure pump 2.1. This means that the torque provided by the hydraulic motor 15 does not have to be provided by the electric motor 3.1 to drive the high-pressure pump 2.1, which is noticeable in a reduced power consumption of the electric motor 3.1.

3 zeigt eine weitere Wärmeerzeugungseinrichtung 1.2. Diese entspricht der Wärmeerzeugungseinrichtung 1, weshalb die diesbezüglichen Ausführungen gleichermaßen auch für die Wärmeerzeugungseinrichtung 1.2 gelten. Gleiche Bestandteile sind in der Figur durch gleiche Bezugszeichen, ergänzt um ein „.2" kenntlich gemacht. Bei der Wärmeerzeugungseinrichtung 1.2 handelt es sich letztendlich um eine Weiterbildung der Wärmeerzeugungseinrichtung 1. Gleichermaßen könnte auch jede andere erfindungsgemäße Wärmeerzeugungseinrichtung um die nachstehend erläuterte Weiterbildung ergänzt werden. Bei der Weiterbildung der Wärmeerzeugungseinrichtung 1 zum Ausbilden der Wärmeerzeugungseinrichtung 1.2 wird die von dem Wärmeerzeuger 6.2 über seine Mantelfläche abgestrahlte Wärme genutzt. Der Wärmeerzeuger 6.2 ist Teil eines Wärmetauschers, weshalb diese Einheit nachstehend auch als Wärmeerzeugerwärmetauscher 16 angesprochen ist. Der Wärmeerzeuger 6.2, der ebenso wie bei den anderen Ausführungsbeispielen beispielsweise aus drei hintereinander geschalteten hydraulischen Blenden aufgebaut ist, sitzt in einem Wärmetauschergehäuse 17. Das Wärmetauschergehäuse 17 verfügt über einen Rücklaufanschluss 18 und einen Vorlaufanschluss 19. Das in dem Wärmeerzeugerwärmetauscher 16 zu erwärmende Fluid wird über den Rücklaufanschluss 18 in die Fluidwegsamkeit zwischen dem Gehäuse 17 und der Mantelfläche des Wärmeerzeugers 6.2 eingeführt und tritt bei einem Betrieb der Wärmeerzeugungseinrichtung 1.2 erwärmt aus dem Vorlaufanschluss 19 aus. Eingeschaltet ist der Wärmeerzeugerwärmetauscher 16 in einen Wärmetauscherkreislauf. Bei dem in 3 gezeigten Ausführungsbeispiel handelt es sich bei dem Wärmetauscherkreislauf um einen Wärmepumpenkreislauf. In die Vorlaufleitung 20, die einen Wärmetauscher 21 beaufschlagt, ist ein Verdichter 22 eingeschaltet. Über eine Rücklaufleitung 23 ist der Wärmetauscher 21 wiederum mit dem Rücklaufanschluss 18 des Wärmeerzeugerwärmetauschers 16 verbunden. Der Wärmetauscher 21 selbst verfügt bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel über einen Verflüssiger. Als Wärmetauscherfluid dient ein für diese Zwecke üblicherweise eingesetztes Kältemittel. 3 shows another heat generating device 1.2. This corresponds to the heat generating device 1, which is why the relevant statements also apply equally to the heat generating device 1.2. Identical components are identified in the figure by the same reference numerals, supplemented by a ".2". The heat generating device 1.2 is ultimately a further development of the heat generating device 1. Likewise, any other heat generating device according to the invention could also be supplemented by the further development explained below. In the further development of the heat generating device 1 to form the heat generating device 1.2, the heat radiated by the heat generator 6.2 via its outer surface is used. The heat generator 6.2 is part of a heat exchanger, which is why this unit is also referred to below as the heat generator heat exchanger 16. The heat generator 6.2, which, like the other embodiments, is made up of three hydraulic orifices connected in series, for example, is located in a heat exchanger housing 17. The heat exchanger housing 17 has a return connection 18 and a flow connection 19. The fluid to be heated in the heat generator heat exchanger 16 is via the return connection 18 into the fluid path between the housing 17 and the outer surface of the heat generator 6.2 and exits heated from the flow connection 19 when the heat generating device 1.2 is in operation. The heat generator heat exchanger 16 is switched on in a heat exchanger circuit. In the 3 In the embodiment shown, the heat exchanger circuit is a heat pump circuit. A compressor 22 is connected to the flow line 20, which supplies a heat exchanger 21. The heat exchanger 21 is in turn connected to the return connection 18 of the heat generator heat exchanger 16 via a return line 23. The heat exchanger 21 itself has a condenser in the embodiment shown. A coolant that is usually used for these purposes serves as the heat exchanger fluid.

Der Wärmetauscher 21 ist über die Vorlaufleitung 20 und die Rücklaufleitung 23 mit dem Flüssigkeitsspeicher 10.2 verbunden. Damit wird die in dem Flüssigkeitsspeicher 10.2 befindliche Flüssigkeit nicht nur über den durch den Wärmeerzeuger 6.2 erhitzten Flüssigkeitsstrahl erwärmt, sondern zusätzlich auch über die durch die Wärmepumpe gewonnene Wärme. Die Energiebilanz der Wärmeerzeugungseinrichtung 1.2 ist aus diesem Grunde besonders günstig.The heat exchanger 21 is connected to the liquid storage tank 10.2 via the flow line 20 and the return line 23. This means that the liquid in the liquid storage tank 10.2 is not only heated by the liquid jet heated by the heat generator 6.2, but also by the heat generated by the heat pump. The energy balance of the heat generating device 1.2 is therefore particularly favorable.

Die Erfindung ist anhand von Ausführungsbeispielen beschrieben worden. Ohne den Schutzbereich, beschrieben durch die geltenden Ansprüche, zu verlassen, ergeben sich für den Fachmann zahlreiche weitere Ausgestaltungen, den Erfindungsgedanken zu verwirklichen, ohne dass diese im Rahmen dieser Ausführungen näher erläutert werden müssten.The invention has been described using exemplary embodiments. Without departing from the scope of protection described by the applicable claims, numerous further embodiments will become apparent to those skilled in the art to implement the inventive concept without these having to be explained in more detail in the context of these statements.

Bezugszeichenlistelist of reference symbols

1, 1.21, 1.2
Wärmeerzeugungseinrichtungheat generating device
2, 2.12, 2.1
Hochdruckpumpehigh-pressure pump
3, 3.13, 3.1
Elektromotorelectric motor
44
Zulaufinflow
55
Auslaufoutlet
6, 6.1, 6.26, 6.1, 6.2
Wärmeerzeugerheat generator
77
Axialkolbenpumpeaxial piston pump
88
Generatorgenerator
99
Bypassleitungbypass line
10, 10.1, 10.210, 10.1, 10.2
Flüssigkeitsspeicherfluid storage
1111
Bypassleitungbypass line
1212
Heizkreisheating circuit
1313
Vorlauflead time
1414
Rücklaufreturn
1515
Hydraulikmotorhydraulic motor
1616
Wärmeerzeugerwärmetauscherheat generator heat exchanger
1717
GehäuseHousing
1818
Rücklaufanschlussreturn connection
1919
Vorlaufanschlussflow connection
2020
Vorlaufleitungsupply line
2121
Wärmetauscherheat exchanger
2222
Verdichtercompressor
2323
Rücklaufleitungreturn line

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • WO 2010/057491 A2 [0003]WO 2010/057491 A2 [0003]
  • US 3,813,036 [0004]US 3,813,036 [0004]

Claims (18)

Einrichtung zum Erzeugen von Wärme zwecks Einspeisen derselben in einen Heizkreis (12), umfassend - eine in einen Flüssigkeitskreislauf eingeschaltete, motorisch insbesondere elektromotorisch angetriebene Hochdruckpumpe (2) mit einem Zulauf (4), über den die zu fördernde Flüssigkeit in die Pumpe (2) eintritt, und mit einem Auslauf (5), aus dem die geförderte Flüssigkeit austritt, - zumindest einen in den Flüssigkeitskreislauf eingeschalteten, der Pumpe (2) nachgeschalteten, in dem Flüssigkeitsstrom durch eine Reduzierung des Strömungsquerschnittes Reibung verursachenden WärmeerzeugerWärmeerzeuger (6), wobei der Wärmeträger (6) eine durch den Förderdruck des Flüssigkeitsstroms nicht beeinflussbare Querschnittsgeometrie aufweist, sodass die Temperatur des durch den zumindest einen Wärmeerzeuger (6) geförderten Flüssigkeitsstroms erhöht wird, - einen in den Flüssigkeitskreislauf eingeschalteten und dem zumindest eine Wärmeerzeuger (6) in Strömungsrichtung der Flüssigkeit nachgeschalteten Flüssigkeitsspeicher (10) sowie - einen an den Flüssigkeitsspeicher (10) angeschlossenen Heizkreis (12).Device for generating heat for the purpose of feeding it into a heating circuit (12), comprising - a high-pressure pump (2) which is connected to a liquid circuit and is driven by a motor, in particular an electric motor, and has an inlet (4) through which the liquid to be conveyed enters the pump (2) and an outlet (5) from which the conveyed liquid exits, - at least one heat generator (6) connected to the liquid circuit, downstream of the pump (2) and causing friction in the liquid flow by reducing the flow cross-section, wherein the heat carrier (6) has a cross-sectional geometry which cannot be influenced by the delivery pressure of the liquid flow, so that the temperature of the liquid flow conveyed by the at least one heat generator (6) is increased, - a liquid reservoir (10) connected to the liquid circuit and downstream of the at least one heat generator (6) in the flow direction of the liquid, and - a liquid reservoir (10) connected to the liquid reservoir (10). heating circuit (12). Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Wärmeerzeuger (6) nach Art einer hydraulischen Blende mit einer oder mehreren Durchflussöffnungen ausgeführt ist.Facility according to claim 1 , characterized in that the heat generator (6) is designed in the manner of a hydraulic orifice with one or more flow openings. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der nach Art einer hydraulischen Blende ausgeführte Wärmeerzeuger (6) eine einzige Durchströmungsöffnung aufweist.Facility according to claim 2 , characterized in that the heat generator (6), which is designed in the manner of a hydraulic orifice, has a single flow opening. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Wärmeerzeuger (6) aus mehreren, hintereinander geschalteten hydraulischen Blenden aufgebaut ist.Facility according to one of the Claims 1 until 3 , characterized in that the heat generator (6) is constructed from several hydraulic orifices connected in series. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem in Strömungsrichtung der Flüssigkeit letzten Wärmeerzeuger (6) und dem Flüssigkeitsspeicher (10) eine Entspannungsstrecke vorgesehen ist.Facility according to one of the Claims 1 until 4 , characterized in that a relaxation section is provided between the last heat generator (6) in the flow direction of the liquid and the liquid reservoir (10). Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass einem ersten Wärmeerzeuger (6) eine einen Gegendruck bereitstellende Komponente nachgeschaltet ist.Facility according to one of the Claims 1 until 5 , characterized in that a component providing a counterpressure is connected downstream of a first heat generator (6). Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die den Gegendruck bereitstellende Komponente ein durch den aus dem vorgeschalteten Wärmeerzeuger (6) austretenden Flüssigkeitsstrahl angetriebenes Aggregat ist.Facility according to claim 6 , characterized in that the component providing the counterpressure is an aggregate driven by the liquid jet emerging from the upstream heat generator (6). Einrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die den Gegendruck bereitstellende Komponente ein hydraulischer Axialkolbenmotor (7) ist.Facility according to claim 7 , characterized in that the component providing the counter pressure is a hydraulic axial piston motor (7). Einrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass durch den Axialkolbenmotor (7) ein Generator (8) angetrieben ist.Facility according to claim 8 , characterized in that a generator (8) is driven by the axial piston motor (7). Einrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die den Gegendruck bereitstellende Komponente ein den Antrieb der Hochdruckpumpe (2.1) unterstützender Hydraulikmotor (15) ist.Facility according to claim 7 , characterized in that the component providing the counterpressure is a hydraulic motor (15) supporting the drive of the high-pressure pump (2.1). Einrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der durch das dem Wärmeerzeuger (6) nachgeschaltete Aggregat bereitgestellte Gegendruck geringer ist als der durch den vorgeschalteten Wärmeerzeuger (6) verursachte Gegendruck.Facility according to one of the Claims 6 until 10 , characterized in that the counterpressure provided by the unit downstream of the heat generator (6) is lower than the counterpressure caused by the upstream heat generator (6). Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass mit dem aus dem zumindest einem Wärmeerzeuger austretenden Flüssigkeitsstrom ein keinen nennenswerten Gegendruck bereitstellendes, drehbar antreibbares Aggregat, insbesondere ein Generator angetrieben ist.Facility according to one of the Claims 1 until 5 , characterized in that the liquid flow emerging from the at least one heat generator drives a rotatably drivable unit, in particular a generator, which does not provide any appreciable counterpressure. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Wärmeerzeuger (6.2) in einem Gehäuse (17) sitzt, wobei zwischen dem Gehäuse und dem Wärmeerzeuger (6.2) eine Fluidwegsamkeit vorgesehen ist, um von diesem abgestrahlte Wärme nach Art eines Wärmetauschers zu nutzen und das Gehäuse (17) in einen Wärmetauscherkreislauf eingeschaltet ist.Facility according to one of the Claims 1 until 12 , characterized in that the heat generator (6.2) is located in a housing (17), wherein a fluid path is provided between the housing and the heat generator (6.2) in order to use heat radiated by the latter in the manner of a heat exchanger and the housing (17) is connected to a heat exchanger circuit. Einrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Wärmeerzeuger (6.2) in einen als Wärmepumpe ausgelegten Wärmetauscherkreislauf mit einem Kältemittel als Wärmetauscherfluid eingeschaltet ist.Facility according to claim 13 , characterized in that the heat generator (6.2) is connected to a heat exchanger circuit designed as a heat pump with a refrigerant as heat exchanger fluid. Einrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (17) mit dem darin befindlichen Wärmeerzeuger (6.2) eine Erstreckung in vertikaler Richtung aufweist, wobei der Gehäuseausgang, aus dem das durch die Wärme des Wärmeerzeugers (6.2) verdampfte Kältemittel austritt, im oberen Endbereich des Gehäuses (17) und der Zulauf des flüssigen Kältemittels im unteren Endbereich des Gehäuses (17) angeordnet sind.Facility according to claim 14 , characterized in that the housing (17) with the heat generator (6.2) located therein has an extension in the vertical direction, wherein the housing outlet from which the coolant evaporated by the heat of the heat generator (6.2) emerges is arranged in the upper end region of the housing (17) and the inlet of the liquid coolant is arranged in the lower end region of the housing (17). Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 15 dadurch gekennzeichnet, dass der Rücklauf (14) des Heizkreises (12) an den Zulauf (4) der Pumpe (2) angeschlossen ist.Facility according to one of the Claims 1 until 15 characterized in that the return (14) of the heating circuit (12) is connected to the inlet (4) of the pump (2). Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass an den Zulauf (4) der Pumpe (2) eine den Flüssigkeitsspeicher (10) mit dem Zulauf (4) unter Umgehung des Heizkreises (12) verbindende Bypassleitung (11) angeschlossen ist.Facility according to one of the Claims 1 until 16 , characterized in that a bypass line (11) connecting the liquid reservoir (10) to the inlet (4) while bypassing the heating circuit (12) is connected to the inlet (4) of the pump (2). Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass die von der Hochdruckpumpe (2) geförderte Flüssigkeit Wasser oder eine wässrige Lösung ist.Facility according to one of the Claims 1 until 17 , characterized in that the liquid pumped by the high-pressure pump (2) is water or an aqueous solution.
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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3813036A (en) 1973-05-08 1974-05-28 G Lutz Heating system
WO2010057491A2 (en) 2008-11-20 2010-05-27 Gunter Krauss Device for mechanically heating fluids

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19513059A1 (en) 1995-04-07 1996-10-10 Guenter Zellmann Energy conversion appts. for generating heat or current esp. for domestic air-conditioning and warm water
DE19535062C1 (en) * 1995-09-21 1997-04-17 Hy Tec Gmbh Hydraulic energy converter e.g. for producing useful heat
US6126082A (en) * 1999-04-05 2000-10-03 Doyle; Daniel Pin hole heating of a flowing liquid
DE202014105186U1 (en) * 2014-10-29 2014-11-13 Josef Reiter heating system

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3813036A (en) 1973-05-08 1974-05-28 G Lutz Heating system
WO2010057491A2 (en) 2008-11-20 2010-05-27 Gunter Krauss Device for mechanically heating fluids

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