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1 (19) *DE U * (10) (12) Gebrauchsmusterschrift (21) Aktenzeichen: (22) Anmeldetag: (47) Eintragungstag: (45) Bekanntmachungstag im Patentblatt: (73) Name und Wohnsitz des Inhabers: Latent Energie GbR (vertretungsberechtigter Gesellschafter: Ionela Jitariu, Schwerin; Ludwig Bräutigam, Schwerin), Schwerin, DE (51) Int Cl.: B60H 1/00 ( ) (74) Name und Wohnsitz des Vertreters: Scheunemann, Detlef, Dipl.-Ing., Berlin, DE Die folgenden Angaben sind den vom Anmelder eingereichten Unterlagen entnommen. (54) Bezeichnung: Vorrichtung zur Rekuperation von Wärme, Reibungsenergie und elektrischer Energie (57) Hauptanspruch: Vorrichtung zur Rekuperation von Wärme, Reibungsenergie und elektrischer Energie, bestehend aus einem mit einem Phasenwechselmaterial (PCM) (5) befüllten Behälter (1), einem ersten Wärmetauscher (2) oder einer Heizung (3) und einem zweiten Wärmetauscher (4), wobei der Wärmetaucher (2) mit einem Heizungskreislauf (6) eines Wärmeabnehmers, der aus einem Wärmetauscher (7) eines Wärmeabnehmers und einer mit einer Batterie angetrieben elektrischen Pumpe (9) besteht, verbunden ist und wobei der Heizungskreislauf (6) mit einem Wärmeübertragungsmittel befüllt ist.

2 Beschreibung [0001] Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung für die Rekuperation von Wärme oder Reibungsenergie oder zur Nutzung von Abwärme oder überschüssigem Strom. [0002] Besonders in Kraftfahrzeugen, die mit elektrischer Energie betrieben werden, ist das Heizen bislang nur über die elektrische Batterie möglich. Das führt dazu, dass die Reichweite dieser Fahrzeuge bis zum Beladen erheblich verkürzt wird. Es wäre also sinnvoll die Bremsenergie so aufzufangen, so dass diese als Heizenergie nutzbar wird. [0003] Aber auch in anderen Situationen als in einem Fahrzeug, ist die Rekuperation von Wärme oder Reibungsenergie sowie von überschüssigem Strom von Interesse, so wird beispielsweise sehr viel Wärme an Blockheizkraftwerken, von Biogasanlagen oder elektrische Energie von Windkraftanlagen frei, die bei zu viel Strom im Netz nicht einspeisen dürfen. [0004] In der DE A1 wird ein Latent- Wärmespeicher zur Speicherung von Wärmeenergie in einem energiespeichernden Phasenwechselmaterial vorgestellt, der einen Behälter zur Aufnahme des energiespeichernden Phasenwechselmaterials, einen ersten Wärmetauscher, der an einer ersten Seite des Behälters angeordnet ist, mit einem ersten Zu- und Ablauf für ein erstes Wärmeträgermedium, einen zweiten Wärmetauscher, der an einer zweiten Seite des Behälters angeordnet ist, mit einem zweiten Zu- und Ablauf für ein zweites Wärmeträgermedium, ein in dem Behälter angeordnetes phasenwechselndes Wärmetransportmaterial zur Übertragung der Wärmeenergie von dem ersten Wärmetauscher zu dem energiespeichernden Phasenwechselmaterial und/oder von dem energiespeichernden Phasenwechselmaterial zu dem zweiten Wärmetauscher umfasst, wobei der Siede bzw. der Kondensationspunkt des phasenwechselnden Wärmetransportmaterials in dem Behälter derart eingestellt ist, dass der Wärmeübertrag vom ersten Wärmetauscher in das phasenwechselnde Wärmetransportmaterial das phasenwechselnde Wärmetransportmaterial auflädt und das phasenwechselnde Wärmetransportmaterial eigenständig im aufgeladenen Zustand die Entfernung zwischen dem ersten Wärmetauscher und dem energiespeichernden Phasenwechselmaterial überbrückt und dass der Wärmeentzug vom phasenwechselnden Wärmetransportmaterial in den zweiten Wärmetauscher das phasenwechselnden Wärmetransportmaterial vom gasförmigen in den flüssigen Aggregatszustand entlädt und das phasenwechselnden Wärmetransportmaterial eigenständig im entladenen Zustand die Entfernung zwischen dem zweiten Wärmetauscher und dem energiespeichernden Phasenwechselmaterial überbrückt. Hier wird eine Phasenwechselmaterial eingesetzt, dass von dem flüssigen in den gasförmigen Aggregatszustand bei der Zuführung oder Abführung von Wärme wechselt. Dies bedingt einen erheblichen Aufwand bei der Einhaltung der Sicherheitsbedingungen und verteuert die Vorrichtung erheblich. Durch diesen erheblichen Aufwand, insbesondere bei der Beherrschung der Druckverhältnisse in dem Behälter, ist diese Vorrichtung für die Rekuperation von Wärme zur Heizung von Personenkraftwagen, insbesondere von Elektro- Personenkraftwagen nicht einsetzbar. [0005] Die Erfindung gemäß DE A1 betrifft ein Wärmespeicherungs- und - Abgabesystem zur vorzugsweise mehrfachen Speicherung/Abgabe von Wärmeenergie, insbesondere einen Latent- Wärmespeicher, mit einem vorzugsweise mehrfach aufladbaren, mobilen Wärmespeicher zur Speicherung von Wärme, insbesondere einem Latent- Wärmespeicher, der ein Behältnis aufweist, in dem ein wärmespeicherndes Material angeordnet ist, wobei der mobile Wärmespeicher derart ausgebildet ist, dass er an einem ersten Ort - Wärmeaufnahmeort - mittels einer dort angeordneten Wärmequelle aufladbar ist und dass die gespeicherte Wärmeenergie an einem zweiten Ort - Wärmeabgabeort - abgebbar ist, und mit einer an dem Wärmeabgabeort und/oder an dem Wärmeaufnahmeort angeordneten Anschlusseinrichtung wobei die Anschlusseinrichtung und der mobile Wärmespeicher derart aneinander angepasst sind, dass der mobile Wärmespeicher lösbar an der Anschlusseinrichtung anschließbar ist, vorzugsweise mittels aneinander angepasster Verbindungs- und/ oder Führungsmittel. [0006] Durch die räumliche Trennung der Wärmespeicherung- von Wärmeabgabesystem ist ein hoher apparativer Aufwand erforderlich, der bei der Rekuperation von Wärme, insbesondere bei Personenkraftwagen, nicht umgesetzt werden kann. [0007] Die DE A1 offenbart eine Klimatisierungsvorrichtung zur Erwärmung eines Kraftfahrzeuginnenraumes, insbesondere für ein Elektrofahrzeug. Die Vorrichtung umfasst ein Speichersystem mit einem Thermospeicher und einem in diesem integrierten Wärmespeisemittel sowie eine Wärmeabgabevorrichtung. Die Vorrichtung zeichnet sich dadurch aus, dass mindestens eine externe Energiequelle zur Beladung des Thermospeichers an das Wärmespeisemittel des Thermospeichers direkt angeschlossen ist. Der Thermospeicher ist ein Latent- Wärmespeicher oder ein ähnlich ausgeführtes thermisches Speichersystem. Im Falle eines Latent-Wärmespeichers als Thermospeicher, beispielsweise eines aus den Wärmekissen bekannten Natriumacet- Trihydrat-Speichers, erfolgt mittels der Heizwendel das Aufladen, als ein Schmelzen auskristallisierten Natriumacetat. Im flüssigen Zustand ist der Thermospeicher also aufgeladen. Soll die Wärme aus dem Thermospeicher entnommen werden, erfolgt 2/7

3 vorzugsweise eine Anregung mechanischer Art. Bei der Auskristallisation wird viel Energie in Form von Wärme frei. Diese kann dann über den Wärmetauscher und den daran angeschlossenen Heizkreislauf mittels der Gebläse in den Fahrzeuginnenraum geführt werden. [0008] Hier wird in einem Latent- Wärmespeicher über eine externe Energiequelle die Energie zugeführt und als Wärme im PCM Material gespeichert. Es wird also eine zusätzliche Energiequelle benötigt, die die Energie dem Latent- Wärmespeicher zuführt, was den Prozess der Klimatisierung von Innenräumen wesentlich verteuert. [0009] In der WO A1 wird ein Latent- Wärmespeicher für ein einen Verbrennungsmotor aufweisendes Kraftfahrzeug, mit einem in einem Speichergefäß aufgenommenen Latent- wärmespeichermaterial offenbart, wobei der Latent-Wärmespeicher einen Wärmetauscher zur Ein- und Auskopplung von Wärme aufweist und eine Umhüllung zur Wärmedämmung vorgesehen ist. [0010] Die im Stand der Technik beschriebenen Vorrichtungen zur Rekuperation von Energie mittels eines Latent- Wärmespeichers zeichnen sich durch eine hohen Raumbedarf und apparativen Aufwand aus. Außerdem wird ist die Speicherkapazität von Wärme durch die im Stand der Technik beschriebenen Phasenwechselmaterial (PCM) durch die Eigenschaften des PCM begrenzt. [0011] Aufgabe der Erfindung ist es eine Vorrichtung zu schaffen, die sich durch eine geringe Baugröße, durch einen geringen Materialaufwand und durch eine hohe Speicherleistung an Wärme auszeichnet. [0012] Die Aufgabe der Erfindung wird durch eine Vorrichtung zur Rekuperation von Energie, insbesondere von Wärme, die aus einem Behälter (1) mit einem ersten Wärmetauscher (2) oder einer Heizung (3), einem zweiten Wärmetauscher (4) besteht und mit einem Phasenwechselmaterial (PCM) (5) befüllt ist. Der Wärmetaucher (2) ist mit einem Heizungskreislauf (6) verbunden, der aus einem Wärmetauscher (7) eines Wärmeabnehmers, insbesondere einer Personenkraftwagenheizung (8), vorzugsweise einer Heizung eines Elektromobils und mit einer mittels einer Batterie angetrieben elektrischen Pumpe (9) verbunden, die ein Wärmeübertragungsmittel durch diesen Heizungskreislauf (6) befördert und die Wärme über den Wärmetauscher (7) an die Raumluft abgibt. [0013] In einer Ausgestaltung der Erfindung besteht das Phasenwechselmaterial aus einem schmelzbaren Feststoff, vorzugsweise Paraffin oder einem Paraffin- Pflanzenöl - Wachs-Gemisch. [0014] In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung kann das Phasenwechselmaterial aus einem schmelzbaren Feststoff mit fein gemahlener Aktivkohle geschmolzen werden. Der Behälter (1) kann aber auch in Containergröße ausgeprägt werden, so dass große Abwärmemengen oder überschüssige elektrische Energie effektiv gespeichert werden kann und so transportabel ist. So kann man über einen Container, der mit einem weiteren Wärmetauscher versehen ist, die Wärme zu einem Gebäude bringen und dort mit Hilfe des Wärmetauschers oder einer Wärmepumpe Wärme aus dem Container ziehen. Nach dem erkalten des Containers, kann dieser wieder zurück zur Wärme- bzw. Stromquelle gebracht werden. [0015] Die Erfindung wird nun an Hand eines Beispiels in Form einer Heizung für Elektromobil näher erläutert, wobei die Fig. 1 eine schematische Darstellung der Vorrichtung darstellt, wobei 1 Behälter 2 Erster Wärmetauscher 3 Heizung 4 Zweiter Wärmetauscher 5 Phasenwechselmaterial 6 Heizungskreislauf eines Wärmeabnehmers 7 Wärmetauscher eines Wärmeabnehmers 8 PKW- Heizung 9 Pumpe bedeuten. [0016] Die Heizung eines Elektromobils besteht aus einem Heizungskreislauf (6), der aus dem Wärmetauscher (7) des Heizungskreislaufs (6) und einer mit einer Batterie gespeisten elektrischen Pumpe (9) besteht, die ein Wärmeübertragungsmittel durch diese Heizungskreislauf (6) fördert. Der Wärmetauscher (7) ist mit einem zweiten, in einem Behälter (1) angeordneten Wärmetauscher (4) verbunden. Der Behälter (1) ist mit einem Latent- Wärmespeichermittel (PCM), bestehend aus einem Gemisch von Paraffin mit fein gemahlener Aktivkohle, befüllt. In diesem Behälter ist weiterhin eine Wärmetauscher (1) oder eine elektrische Heizung (3) angeordnet. Über diesen Wärmetauscher (1) oder die elektrische Heizung (3) wird die zusätzliche Energie in das Latent- Wärmespeichermaterial eingeleitet und das schmelzbare Feststoffgemisch aus Paraffin und Aktivkohle schmilzt und nimmt die eingeleitete Wärme auf. Über den Wärmetauscher (2) wird dann die Wärme an den Wärmetauscher des Heizungskreislaufs abgegeben. Mit dieser Wärme wird dann das Elektromobil beheizt. Die elektrische Pumpe (9) des Heizungskreislaufes (6) kann über eine Lithium- Batterie angetrieben werden. 3/7

4 [0017] In diese Vorrichtung zu Rekuperation von Wärme konnte mindestens bis zu 2 mal mehr Energie hineingegeben werden. 4/7

5 ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen. Zitierte Patentliteratur - DE A1 [0004] - DE A1 [0005] - DE A1 [0007] - WO A1 [0009] 5/7

6 Schutzansprüche 1. Vorrichtung zur Rekuperation von Wärme, Reibungsenergie und elektrischer Energie, bestehend aus einem mit einem Phasenwechselmaterial (PCM) (5) befüllten Behälter (1), einem ersten Wärmetauscher (2) oder einer Heizung (3) und einem zweiten Wärmetauscher (4), wobei der Wärmetaucher (2) mit einem Heizungskreislauf (6) eines Wärmeabnehmers, der aus einem Wärmetauscher (7) eines Wärmeabnehmers und einer mit einer Batterie angetrieben elektrischen Pumpe (9) besteht, verbunden ist und wobei der Heizungskreislauf (6) mit einem Wärmeübertragungsmittel befüllt ist. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Phasenwechselmaterial aus einem schmelzbaren Feststoff besteht. 3. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, dass der schmelzbare Feststoff aus Paraffin oder ein Paraffin- Pflanzenöl -WachsGemisch besteht. 4. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Phasenwechselmaterial (PCM) aus einem schmelzbaren Feststoff mit fein gemahlener Aktivkohle geschmolzen ist. Es folgt eine Seite Zeichnungen 6/7

7 Anhängende Zeichnungen 7/7