Die Erfindung bezieht sich auf eine in ein Gehäuse eingeschlossene Heiz- bzw. Kühleinrichtung mit mindestens einer von einem Motor antreibbaren Wärmepumpe und mit einem geschlossenen Kreislauf für einen Wärmeträger, welcher Wärme von Motor und Wärmepumpe(n) zu einem Heizkreislauf überträgt.

Charakteristik des bekannten Standes der Technik

Bekannt sind Kompressionswärmepumpen sowohl mit Antrieb durch Verbrennungsmotoren wie auch durch Elektromotoren.

Es wurde auch bereits vorgeschlagen (vgl. DE-OS 2728273) über den Verbrennungsmotor einen Generator anzutreiben, der über eine Widerstandsheizung den Motor belastet.

Ebenso ist bekannt, die Abwärme eines Verbrennungsmotors durch Kühlwasser- und Abwärmetauscher nutzbar zu machen, in Sonderfällen sogar dadurch, daß diese Wärmetauscher in den Kreislauf einer Absorptionswärmepumpe eingebunden werden.

Zur Verbesserung der Heizziffer, das ist das Verhältnis der abgegebenen Wärme zur zugeführten Wärme in der Kompressions- oder Absorptionswärmepumpe, wurde auch bereits die Anordnung eines Zusatzbrenners in Verbindung mit Abgaswärmetauscher des Verbrennungsmotors vorge- schlagen.

Aufgabe der Erfindung

Die Erfindung geht von der Überlegung aus, daß ein wesentlicher Teil des konstruktiven Aufwandes einer

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Heizmaschine auf die Schall- und Wärmedämmung der einzelnen Aggregate und auf den Wärmespeicher entfällt.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Erfindungsgemäß läßt sich dieser Aufwand wesentlich herabsetzen, indem vorgesehen wird, daß das Gehäuse als mindestens doppelwandiger WärmeSpeicher ausgebildet ist, wobei der Wärmeträger zwischen Innenwand und Außenwand des Troges gespeichert ist und von dort zum Kühlmittel¬ kreislauf des Motors, zum Kältemittelkreislauf einer Kompressionswärmepumpe und zum Stoffpaarkreislauf einer allenfalls vorgesehenen Absorptionswärmepumpe geführt ist, die in dem von der Innenwand des WärmeSpeichers umschlossenen Raum angeordnet sind.

Durch die erfindungsgemäße Maßnahme übernimmt nicht nur der ohnedies notwendige Wärmespeicher zusätzlich die

Funktion der Schall- und Wärmedämmung, es wird außerdem eine saubere Trennung der Kreisläufe der Wärmepumpen und des Motors vom Wärmespeicher erreicht, sodaß die im Inneren des Wärmespeichers angeordneten Wärmetauscher und Antriebsaggregate konstruktiv einfach gestaltet, mit¬ einander verbunden, und _, leicht aus- und eingebaut werden, können. Dadurch, daß die im Inneren des Wärmespeichers an geordneten Wärmetauscher des Motors und der Wärmepumpen der Reihe nach vom Wärmeträger durchflössen werden, lassen sich diese Wärmetauscher so anordnen, daß jeder Kontakt der Betriebsmittel der Wärmepumpen mit dem An¬ triebsmotor vermieden wird, was eine unbedingte Voraus¬ setzung für dessen längeres Funktionieren ist. Der An¬ triebsmotor kann in einen gesonderten Motorbehälter ein- geschlossen werden, dessen Inneres weitestgehend abge¬ schlossen ist. Zu diese Zweck wird vorzugsweise auch der gesamte Schmiermittelvorrat des Motors im Motor¬ behälter angeordnet und das Schmiermittel gleichzeitig

zur Kühlung des Motors herangezogen. Die Abführung der Motorwärme aus dem Motorbehälter kann dann einfach da¬ durch erfolgen, daß der Wärmeträger einen im Motorbe¬ hälter angeordneten Wärmetauscher für das zur Kühlung 5 des Motors dienende Schmiermittel bildet.. Als einheit¬ licher Grundgedanke der Erfindung kann die möglichst isolierte Anordnung einer möglichst geringen Zahl von wärmeabführenden Medien angesehen werden, die von einem Speicher für einen gemeinsamen Wärmeträger ummantelt 10 sind. Die Anordnung auch des Brennstoffvorrates in eine weiteren den Wärmespeicher umgebenden Mantel liegt dahe ganz auf der Linie der Erfindung.

Beschreibung der Zeichnungsfiguren

Weitere Einzelheiten der Erfindung werden anschließend 15 anhand der Zeichnungen diskutiert. Dabei zeigen

Fig. 1 das Kreislaufsche a eines Ausführungsbeispiels,

Fig. 2 den Verbrennungsmotor schematisch von der Seite,

Fig. 3 und 4 denselben Motor in teilweise geschnittener Vorderansicht und Draufsicht,

20 Fig. 5 bis 7 Varianten der Abgasleitung samt Zusatz¬ brenner,

Fig. 8 den Abgaswärmetauscher von oben in horizontalem Schnitt durch die Vorkammer,

Fig. 9 und 10 die zugehörigen Vertikalschnitte.

25. In Fig. 11 ist schematisch die gegenseitige räumliche Zuordnung der Aggregate der gesamten Einrichtung dar¬ gestellt.

Beschreibung von bevorzugten Aus- führungsbeispielen

Die Heizmaschine arbeitet zur Erzielung einer gegenüber dem Stand der Technik verbesserten Ausnutzung der einge- setzten Antriebsenergien, wie z.B. flüssige oder gas¬ förmige Brennstoffe, elektrischer Strom und ähnlichen Energieformen, mit sechs geschlossenen Kreisläufen. Durch Verwendung derselben Hauptbauteile für verschiedene den Erfindungszweck fördernde Wirkungen wird ein geringer Bauaufwand bzw. Herstellkosten und dadurch ein hoher wirtschaftlicher Effekt erzielt. Die vorangeführten Kreisläufe sind:

Schmierölkreislauf im Verbrennungsmotor , Kompressionswärmepumpen-Kreislauf, Absorptionswärmepumpen-Kreislauf, Wärmeträger-Kreislauf, Heizwasser-Kreislauf, außerdem ist ein teilweise geschlossener Kreislauf durch Beimischung gekühlter und entwässerter Abgase zur ebenfalls vorgekühlten Verbrennungsluft vorge¬ sehen.

Durch besondere Maßnahmen werden die Betriebssicherheit und Lebensdauer erhöht, dadurch auch die Erhaltungskosten im Vergleich zu bekannten Ausführungen gesenkt.

Fig. 1 zeigt ein Kreislaufschema bei der Anwendung der Heizmaschine zu Heizzwecken.

Angetrieben wird die Heizmaschine vorzugsweise durch den Verbrennungsmotor 1 , der über eine Schaltkupplung 2 mit einem Wellenstrang 3 verbunden ist. In diesen Wellen- sträng 3 wird ein Verdichter 4 für das Kältemittel der Kompressionswärmepumpe, eine weitere Schaltkupplung 5, ein Elektromotor 6, eine Lösungspumpe 7 für das Stoff¬ paar der Absorptionswärmepumpe, zumindest eine Umwälz-

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pumpe 8, bei Bedarf eine Brennstoffpumpe 9 und zumindest ein Gebläse 10 kraf schlüssig eingebunden. Bei Bedarf wird aus konstruktiven Gründen ein nicht gezeichnetes Zwischengetriebe angeordnet, das die Drehzahl zumindest eines Teiles der angetriebenen Maschinen gegenüber der der antreibenden Maschinen erhöht.

Der Verbrennungsmotor 1 (vgl. Fig. 2 - 4) ist in einem ^• gasdichten Mόtorbehälter 11 untergebracht, der nur bei der (den) Durchführung(en) der Abtriebswelle 12 eine, allenfalls auch zwei Wellendichtungen 14 besitzt. Alle anderen Leitungsdurchführungen sind fest verschraubt. Um den Wellendichtungen 14 eine hohe Lebensdauer zu geben, wird in besonderer Ausgestaltung der Erfindung die Kraft Übertragung 13 zur Abtriebswelle 12 durch ein elastische Element gebildet, so daß die Wellenabdichtung 14 eine Welle abdichtet, die eine rein rotierende Bewegung macht und nicht eine Kurbelwellendurchführung abdichten muß, dieimmer, wenn auch geringe, Taumelbewegungen aus¬ führt. Zudem wird bei arbeitendem Verbrennungsmotor 1 das ständig aus den Zylinder(n) 63 in geringen Mengen ausströmende Gas wieder über eine Drossel 15 zugeführt, sodaß im Motorbehälter 11 ständig ein gewisser Überdruck gegen den übrigen Apparateraum 87 herrscht und daher kein Stoffgemisch aus dem Apparateraum 87 in das Gehäuse 11 eindringen kann. Dies ist für die Lebensdauer des Verbrennungsmotors 1 besonders wichtig.

In besonderer Ausgestaltung der Erfindung erhält der Motorbehälter 11 ein gegenüber den bekannten Ausführungen übergroßes Unterteil, in dem ein Schmierölvorrat für mindestens ein Jahr Betriebszeit enthalten ist. Dieser Schmierölvorrat dient auch als Wärmespeicher und hält die Betriebstemperatur in engeren Grenzen konstant, als dies bei bekannten Motorausführungen üblich ist. Auch dieser Umstand wirkt sich günstig auf den Verschleiß und damit auch auf die Lebensdauer des Verbrennungs-

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motors 1 aus. Im Unterteil des Motorbehälters 11 ist ein Schmieröl-Wärmetauscher 16 angeordnet, der einerseits vo MotorSchmieröl, andererseits vom Wärmeträger des Wärme¬ speichers 17 durchströmt wird. Der Wärmeträger wird aus dem unteren, daher infolge der TemperaturSchichtung kühleren Teil des Wärmespeichers 17 entnommen. Ist der Wärmespeicher 17 aufgeheizt, setzt eine automatische Steuerung die Heizmaschine still. Daher kann der Ver¬ brennungsmotor 1 weder überhitzt noch unterkühlt, werden. Das Schmieröl dient nicht zur Schmierung, sondern auch zur Kühlung des Verbrennungsmotors 1 (Fig. 3) . In Fig. 1 ist der Verbrennungsmotor 1 daher ebenfalls als Wärme¬ tauscher dargestellt.

Das Anlassen des Verbrennungsmotors 1 erfolgt über den Elektromotor 6 bei Anlegen des Wechselschalters 18 an den elektrischen Netzanschluß 58 und geschlossenen Schaltkupplungen 2 und 5. Um den Stromstoß beim Zu¬ schalten des Elektromotors 6 zu verringern, ist vorge¬ sehen, in an sich bekannter Weise ohmsche Widerstände zuzuschalten. Sie sind durch das Vorheizgitter .44 und die Brauchwasserzusatzheizung 62 gegeben.

Bleiben nach dem Start des Elektromotors 6 die Schalt¬ kupplungen 2 und 5 geschlossen, so werden der Verdichter 4 und die mit dem Wellenstrang 3 kraftschlüssig verbun- denen Maschinen 7, 8, 9, 10 sowie der leerlaufende

Elektromotor 6 angetrieben. Der Verdichter 4 setzt den Kreislauf einer Kompressionswärmepumpe in Gang, der sich über den Kondensatorteil 19 für die Kompressionswärme¬ pumpe, das Drosselventil 20, den Verdampferteil 21 für die Wärmequelle, beispielsweise Außen- oder Umluft, sowi den Verdampferteil 22 für das Verbrennungsmotorabgas schließt.

Sobald der Verbrennungsmotor 1 genügend belastet läuft, gibt er einerseits Wärme über das Schmieröl an den

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Schmierölwärmetauscher 16 als auch über seine gekühlte Auspuf leitung 23 an den Wärmeträger des Wärmespeichers ^' 17 ab, andererseits wird sein heißes Abgas im Abgas¬ wärmetauscher 24 stark abgekühlt. Die hierbei abgegebene Wärme wird je nach Beaufschlagung der Tauscherfläche 25 an den Wärmeträger des WärmeSpeichers 17 oder der Tauscherfläche 26 an den Austreiber des Kreislaufs der Absorptionswärmepumpe übertragen. Das Abgas wird durch den Verdampferteil für Abgas 22 geleitet und hier vor- zugsweise bis unter den Taupunkt abgekühlt. Das anfallen¬ de Kondensat wird von einem Wasserabscheider 27 in einen Kondensatbehälter 28 und von dort über ein Kondensat¬ ventil 29 nach außen abgeführt. Das Kondensat entfernt dabei wasserlösliche Schadstoffe, wie beispielsweise Stickoxyde, und vermindert damit den Schadstoffgehalt des Abgases. Ein durch die Drossel 31 mengenmäßig ein¬ stellbarer Teil des entwässerten Abgases wird durch die Abzweigung 30 und die einstellbare Drossel 31 wieder mit Verbrennungsluft vermischt und dem Verbrennungsmotor 1 zugeführt. Diese an sich bekannte Methode der Rück¬ führung gekühlten Abgases vermindert ebenfalls die Bildung von Schadstoffen bei der motorischen Verbrennung. Das übrige, unter den Taupunkt gekühlte Abgas wird wahl¬ weise zum Auspuff 59 geleitet oder zur weiteren Aus- nützung der Abgaswärme zum Teil wieder der von Gebläse 10 angesaugten Frisch- oder Umluft zugesetzt. Bei An¬ wendung dieser Methode wird unter Umständen ^' die Rück¬ führung gekühlten Abgases durch die Abzweigung 30 ent¬ fallen.

Um die Abgaswärme noch besser als durch Wärmetauschung ausnutzen zu können, ist vorgesehen, dem Abgaswärme¬ tauscher 24 eine mehrfache Funktion zuzuordnen. Fig. 1, 8 und 9 zeigen, daß die Abgaswärme übernehmende Kühl¬ flächen 25 und 26 wahlweise beaufschlagt werden können, und zwar sowohl durch das Abgas des Verbrennungsmotors 1 als auch durch das Abgas des Zusatzbrenners 32.

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In der Tauscherfläche für den Austreiber 26 mit dem nachgeschalteten Abscheider 33 wird das im Kreislauf der Absorptionswärmepumpe strömende Stoffpaar durch Wärmezufuhr in den flüssigen Teil, z.B. Wasser, und den gasförmigen Teil, z.B. Ammoniak, zerlegt. Der flüssige Teil wird über ein Drosselventil 34 zum Absorber 35 geführt, wo seine Temperatur unter Wärme¬ abgabe an den relativ kalten Wärmeträger aus dem unteren Teil des Wärmespeichers 17 soweit sinkt, daß der getrennt zugeführte gasförmige Teil wieder gelöst werden kann, wobei die Temperatur der entstehenden Lösung weiter sinkt. Der gasförmige Teil wird aus dem Abscheider 33 zum Kondensator eil für den Absorotions- wärmeou pen-Kreislauf 36 creführt, wo er Wärme an den Wärmeträger des Wärmespeichers 17 abgibt. Sodann wird sein Druck in einem Drosselventil 37 reduziert und gleichzeitig die Temperatur gesenkt. In diesem ent¬ spannten und abgekühlten Zustand durchfließt der gas¬ förmige Teil des Stoffpaares, beispielsweise Ammoniak, den Verdampferteil des Absorptionswärmepumpen-Kreis¬ laufes 38, wo er aus der Wärmequelle, beispielsweise Luft, Wärme aufnimmt. Im wieder erwämten Zustand fließt der gasförmige Teil zum Absorber 35, wo er wieder im flüssigen Teil gelöst wird. Die Lösung wird der Lösungspumpe 7 zugeführt, die sie unter Druckerhöhung zum Austreiber 26 fördert.

Die in den Verdampferteilen 21 und 38 vorzugsweise bis unter den Taupunkt abgekühlte Luft verliert Kondensat, das über einen Kondensatabscheider 39 gemeinsam mit dem Kondensat aus dem Verdampferteil 22 für Abgas in den

Kondensatbehälter 28 abfließt. Die gekühlte Abluft wird nach außen abgeführt. Es entspricht dem Erfindungs¬ gedanken, Luft für dieVerbrennung im Verbrennungsmotor 1 aus dieser Abluftleitung zu entnehmen, so lange ge- währleistet ist, daß sie keine für den Verbrennungs¬ motor 1 schädlichen Bestandteile aus den Wär epumpen-

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Kreisläufen enthalten kann. Dies setzt voraus, daß die von Kältemittel bzw.- dem gasförmigen Teil des Stoffpaares durchflossenen Wärmetauscher im Verdampfer absolut dicht sind. Die Entnahmeleitung 88 ist strich- liert eingezeichnet. Zweck dieser Maßnahme ist, die

Füllung des Motors und damit seine Leistung zu verbesse und die Bildung von Ruß bei der Verbrennung zu verhinde Weiters ist vorgesehen, in die Zuluftleitung 90 vor den Verdampferteilen 21 und 38 eine Injektordüse 40 einzu- bauen, welche Luft aus dem Apparateraum 87 der Heiz¬ maschine ansaugt und. die Durchlüftung des Apparateraumes unterstützt. Die im Apparateraum durch Abstrahlung und Konvektion entstehende Wärme wird hierbei durch die Verdampferteile 21 und 38 nutzbringend verwertet. Es entspricht auch dem Sinn der Erfindung, für diese

Durchlüftung des Apparateraumes ein besonderes Gebläse auf dem Wellenstrang 3 anzubringen.

Der Wärmespeicher 17 hat zwei Anschlüsse 48, 49 für Vor- • und Rücklauf der Heizanlage mit Wärmetauscher 47, zwei für Zu- und Ablauf zum Brauchwasserbehälter 91 mit

Wärmetauscher 92 sowie zwei für den Kreislauf des Wärme¬ trägers in der Heizmaschine. Außerdem sind gegebenenfall Anschlüsse für die Zufuhr von Abwärme aus anderen Geräte beispielsweise aus Sonnenkollektoren, vorgesehen-

Vom unteren Teil des Wärmetauschers 17 ausgehend, durch¬ strömt der Wärmeträger bei stufenweise ansteigender Temperatur folgende Geräte:

- Absorber 35 im Absorptionswärmepumpen-Kreislauf,

- Innenkühlung des Verbrennungsmotors 1 über Wärme- tauscher 16,

- gekühlte Auspuffleitung 23

- Kondensatorteile 36 und 19

- Abgaswärmetauscher 25,

- Dreiweghähne 41 , 42

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und endet im oberen, wärmeren Teil des Wärmespeichers 17.

Durch Umschalten der Dreiweghähne 41 und 42 kann der Wärmeträger zur Enteisung des Verdampfers über den Heizmantel 43 geführt werden, welcher alle Eisbildungen an den Wänden beseitigt.

Zur Unterstützung der Enteisung wird außerdem bei Bedarf der Elektromotor 6 als Generator benutzt und nach Um¬ legen des Wechselschalters 18 das elektrische Vorheiz¬ gitter 44 erwärmt. Es entspricht ebenso dem Zweck der Erfindung, dieses Vorheizgitter als Belastungswider¬ stand für den als Generator benutzten Elektromotor 6 und damit auch für den Verbrennungsmotor 1 zu benutzen. Wenn nämlich die Außentemperatur bei Verwendung von Luft als Wärmequelle sehr tief absinkt, vermindert sich die Belastung des Verbrennungsmotors 1 und damit seine

Leistung. Die HeizZiffer wird dadurch und außerdem durch die größeren Temperaturunterschiede zwischen Wärme¬ quelle und Wärmeträger schlechter. Es ist daher besonders vorteilhaft, diesen Temperaturunterschied durch die elektrische Vorheizung zu verringern. Es entspricht aber auch dem Sinn der Erfindung, zur Vorheizung einen Wärmetauscher 45 einzubauen und mit warmer Flüssigkeit, beispielsweise dem Wärmeträger, bei Bedarf zu beschicken. Er wird über einen Dreiweghahn 89 in den Wärmeträger- Kreislauf eingeschaltet.

Der Wärmespeicher 17 wird anstelle einer Wärmeisolation vorzugsweise von einem Brennstoffbehälter 46 umgeben; der Vorlauf 48 des Heizsystems durchströmt einen Wärme¬ tauscher 45 im Brennstoffbehälter 46. Er hält also den Brennstoff selbst und daher auch die Außenwand des Brennstoffbehälters 46 auf einer relativ niedrigen Temperatur. Wenn der Brennstoffbehälter 46 sich teil¬ weise entleert, wirkt der entstehende Luftraum als

IsolationsSchicht.

Der Vorlaufanschluß 48 führt also zum Wärmetauscher 45, einem im unteren Teil des Wärmespeichers 17 befind¬ lichen Wärmetauscherteil 47 und zuletzt einem im oberen wärmeren Teil des Wärmespeichers 17 befindlichen Wärme- tauscherteil 47. An diesen schließt der Rücklaufanschlu 49 des Heizsystems an.

Für die Erhaltung und die Lebensdauer der Heizanschlüss ist es vorteilhaft, wenn keine äußeren Systeme mit den einzelnen Apparaten verbunden sind, also der Wärme- transport innerhalb des Systems durch einen geschlosse¬ nen Wärmeträger-Kreislauf erfolgt. Es entspricht aber auch dem Sinn der Erfindung, wenn einzelne Geräte, beispielsweise der Absorber 35, von einem Stoff mit niedrigerer Temperatur, beispielsweise Heizwasser unter Vorlauftemperatur, durchströmt wird.

Die Versorgung mit Verbrennungsluft erfolgt bei Heiz¬ maschinen, die Luft als Wärmequelle benutzen, vorzugs¬ weise aus dem offenen Kreislauf der Wärmequelle. Er beginnt bei einer Umschaltklappe 50 für Frischluft oder Umluft und führt über das Gebläse 10 zu den Ver¬ dampferteilen 21 und 38 mit einer bereits vorher er¬ wähnten Entnahmeleitung 88 der Verbrennungsluft für Ver brennungsmotor 1 und Zusatzbrenner 32. Die Abluft wird durch eine Abluftöffnung 51 nach außen bzw. zwischen de Mantel 54 des Brennstoffbehälters 46 und die Verschalun 55 abgeführt.

Bei beispielsweiser Verwendung von Wasser als Wärme¬ quelle wird das Gebläse 10 entsprechend kleiner ausgeleg und dient nur mehr der Versorgung der Heizmaschine mit Verbrennungsluft wie auch der Durchlüftung des Apparate¬ raumes. Die Verdampferteile 21, 22 und 38 werden von dem Wasser der Wärmequelle durchströmt, wobei naturgemäß der Kondensatabscheider 39 und die Entnahmeleitung 88 entfallen.

Der Brennstoff wird, falls er in flüssiger Form und drucklos zur Verfügung steht, dem Brennstoffbehälter 46 entnommen und durch eine Brennstoff umpe 9 über Absperrventile 52 und 53 bei Bedarf dem Verbrennungs- motor 1 bzw. dem Zusatzbrenner 32 zugeleitet.

Der Brennstoffbehälter 46 ist an seiner Außenseite mit einem schlecht wärmeleitenden und schallabsorbierenden Mantel 54 ganz oder teilweise verkleidet. Er setzt sich nach unten, im Bereich der als Auffangwanne dienenden Verschalung 55 in Form einer Doppelwand 104 bis- fast zum Boden der Verschalung 55 fort. Diese Doppelwand dient ebenfalls der Wärmedämmung. Außerhalb dieses Mantels 54 befindet sich nochmals eine nach unten und den Seitenflächen dichte Verschalung 55. Der Zwischenraum dient vorzugsweise als Ansaug- und Ausblasgeräuschdämpfer für Frischluft und Abluft, wie aus der Fig. 1 hervorgeht, sowie auch - im Notfall - als Auffangwanne für Brenn¬ stoff, der etwa aus einem undicht gewordenen Teil des Brennstoffsystems ausfließt; aus diesem Grund sind die Anschlüsse für Zu- und Abluft entsprechend höher gelegt.

Der Verbrennungsmotor 1 besitzt vorzugsweise - vor allem wegen des guten Massenausgleiches - zwei Zylinder 63 in Boxeranordnung, also mit gegenläufig arbeitenden Kolben 64, einer Kurbelwelle 65, zwei Pleuelstangen 66 und einem Schwungrad 82. Die Kurbelwelle 65 besteht in beispielsweiser Ausführung aus drei kreisförmigen Kurbelwangen 67, 68 und 69, wovon 67 und 68 als innere Rollbahn für beispielsweise je ein Zylinderrollenlager als Hauptlager 79 dienen, während die mittlere Kurbel- wange 69 als Antriebszahnrad für die Nockenwelle 70 und als ölpumpenzahnrad 72 ausgebildet ist.

Das ölpumpenzahnrad 72 dreht sich im ölpumpengehäuse 71 , das die beispielsweise zwei Zylinder 63 kraftschlüssig verbindet. Das durch den Schmieröl-Wärmetauscher 16 an-

gesaugte Schmieröl wird durch das als Hohlrippe ausge¬ bildete ölpumpengehäuse 71 den Zylindern 63 zugeführt, wo es vorzugsweise durch den bzw. die Düsenhalter 73 in den Zylinderdeckel 74 und von dort in den Zylinder- kühlmantel 75 eintritt. Das öl fließt aus der höchsten Stelle frei in den ölsumpf zurück. So kann das Kühl¬ system des Verbrennungsmotors 1 nie trocken sein.

Die Pleuellager 77 werdenvorzugsweise über Bohrungen in der Kurbelwange 69 und der Kurbelwelle 64, ebenso die nicht gezeichneten Nockenwellenlager über Bohrungen des ölpumpenzahnrades 72 und der Nockenwelle 70 mit öl versorgt. Alle übrigen Teile des Triebwerkes, wie Kolben 64, Pleuelbüchse 78, Hauptlager 79 und Ventil¬ steuerung 80, werden durch Spritzöl geschmiert.

Die vom Wärmeträger durch den Kühlmantel 76 gekühlten Auspuffleitungen 23 dienen gleichzeitig als Motorauf¬ hängung, wofür ein elastisches Element 81 über dem Motorschwerpunkt 82 angeordnet ist. Querkräfte, wie sie besonders beim Anfahren und Auslaufen des Verbrennungs- motors 1 auftreten können, werden in an sich bekannter Weise durch mindestens ein weiteres elastisches Element aufgefangen. In besonderer Ausgestaltung der Erfindung wird die Abgasleitung so lang ausgeführt, daß sie den Ladungswechsel in den Zylindern 63 fördert und als Diffusor die Strömungsgeschwindigkeit vor dem Eintritt in den Abgaswärmetauscher 24 verringert. Die Eintritts¬ öffnungen 93 für Abgas werden von der Überleitung des Wärmeträgers bzw. dem Kühlmantel 76 umfaßt, beispiels¬ weise durch zwei konzentrisch angeordnete Kompensatoren. Die Abtriebswelle 12 besitzt eine Andrehklaue 83 für den Handstart des Verbrennungsmotors 21 über die Kraftüber¬ tragung 13, wodurch die Heizmaschine vom Netz unabhängig wird.

Der Verbrennungsmotor 1 besitzt in der vorzugsweise ge-

zeichneten Ausführung weder ein Kurbelgehäuse noch Kühlmäntel für eine besondere Kühlflüssigkeit. Das in außergewöhnlich einfacher Form ausgeführte Gerippe des Motors besteht also, nur aus mindestens einer, vor- zugsweise drei Rippen, nämlich dem ölpumpengehäuse 71 und den beiden, die Hauptlager 79 aufnehmenden Rippen 84.

Es entspricht auch dem Sinn der Erfindung, das Schwung¬ rad 94 als Anker des Elektromotors 6 auszubilden, wobei allerdings auf einige Vorteile bei der Wahl des Antriebs, wie sie vorher genannt sind, verzichtet werden müßte.

Die Motorabgase gelangen durch dieAbgaseintritts- öffnungen 93 in den Abgaswärmetauscher 24.

Die Verbrennungsluft wird durch die Entnahmeleitung 88 gemäß Schema in Fig» 1 zugeführt.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung wird zumindest eine gekühlte Auspuffleitung 23 als Nachbrennkammer für den Zusatzbrenner 32 benutzt, wofür sie durch ihre Länge besonders geeignet ist. Fig. 5, 6 und 7 zeigen beispielsweise Anordnungen. Daher besitzt mindestens eine gekühlte Auspuffleitung 23 eine angebaute Brennkammer 95, in die eine Abzweigung der Zuluftleitung 90 und eine Brennstoffleitung nach dem Absperrventil 53 einmünden. Die Zündeinrichtung ist nicht gezeichnet.

Die in der Brennkammer 95 entstehende Flamme wird vor¬ zugsweise parallel zum Auspuffstrom unter entsprechender Querschnittsvergrößerung der Auspuffleitung eingeführt. Die den Ladungswechsel des Verbrennungsmotors 1 be¬ günstigende Länge der Auspuffleitung ermöglicht ebenso eine freie Entwicklung der Brennerflamme und völliges Ausbrennen des Brennstoffes einschließlich etwa im Motorabgas noch enthaltener unverbrauchter Brennstoff-

teilchen.

Wahlweise kann auch jede der beispielsweise zwei ge¬ kühlten Auspuffleitungen 23 unter sinngemäß gleicher Ausbildung mit je einem Zusatzbrenner und Brennkammer 95 versehen sein, die mit gleichem oder - zur erhöhten Absicherung der Heizwärmelieferung - mit verschiedenen Brennstoffen beschickt werden.

Der Abgaswärmetauscher 24 ist in vorzugsweiser Ausge¬ staltung der Erfindung mit dem Motorbehälter 11 und dem Verdampferteil für Abgas 22, also auch mit den Ver¬ dampferteilen 21 und 38, zusammengebaut, um elastische Abdichtungen zu vermeiden. Fig. 9 zeigt eine beispiels¬ weise Anordnung der Einführung der gekühlten Auspuff¬ leitung 23 mit Kühlmantel 76 in den Abgaswärmetauscher 74, wobei die Trennwand vorzugsweise mit der Wand des Motorbehälters 11 verschraubt ist.

Die Eintrittsöffnungen 93 und die Einmündung eines eventuell gesondert angeordneten Zusatzbrenners 32 sind vorzugsweise symmetrisch angeordnet. Das elastische Element 81 liegt über oder unter den den Verbrennungs¬ motor 1 tragenden gekühlten Abgasleitungen 23.

Fig. 8 zeigt einen horizontalen Schnitt durch die Vor¬ kammer 99 , Fig. 9 einen vertikalen Schnitt durch den Wärmetauscher für den Wärmeträger.

Die Abgase des Verbrennungsmotors 1 treten durch die Ein- trittsöffnungen 93 in die Abgasvorkammer 99 des Abgas¬ wärmetauschers 24, die oben und außen durch eine Wärme¬ träger-Vorkammer 96, unten durch eine Wärmeträger-Nach¬ kammer 97 begrenzt ist. Eine Schaltklappe 101 ermöglicht die Ableitung des Abgasstromes entweder zum Abgaswärme¬ tauscher oder zum Austreiber oder aber auch in Mittel¬ stellung zu beiden. Das Abgas tritt in den Sektoren MP

der beiden Tauscherflächen, die beispielsweise als Röhrenbündel- ausgebildet sein können, in die unter der Wärmeträger-Nachkammer 97 liegenden Räume. Nach Richtungsumkehr unterhalb der Trennwände 102 bzw. 103 treten sie in den Verdampferteil für Abgas 22 ein.

Der Wärmeträger strömt aus den Kühlmänteln 76 in eine Wärmeträger-Vorkammer 96, durch die beispielsweise gezeichneten Kühlrohre 25 über eine Wärmeträger-Nach¬ kammer 97 im vorbeschriebenen Kreislauf (Fig. 1)weiter. Die Nachkammer 97 enthält einen Dampfabscheider.

Das Stoffpaar der Absorptionswärmepumpe tritt analog in die beispielsweise als Röhrenwärmetauscher gezeich¬ nete Tauscherfläche 26 für den Austreiber ein (Fig. 10) und gelangt in den Abscheider 33, von wo die beiden Teile des Stoffpaares in getrennten Kreisläufen weiter¬ fließen.

Die beispielsweise gezeichnete Anordnung gestattet es, durch entsprechende Stellung der Schaltklappe 101 den Abgasström des Verbrennungsmotors 1 wie auch die vom Zusatzbrenner 32 erzeugte Abgas- und Strahlungswärme entweder dem Abgaswämretauscher 25 oder dem Austreiber 26 oder aber - bei Mittelstellung der Schaltklappe 101 - beiden Systemen zuzuführen. Die Schaltklappe 101 ist mit einer Achse 100 beweglich gelagert und willkürlich durch eine an sich bekannte Stellvorrichtung zu betätigen.

Fig. 11 zeigt die Anordnung der Apparate im Apparate¬ raum 87. Vorzugsweise im unteren Teil des Apparateraums sind der Verbrennungsmotor 1 in seinem Motorbehälter 11 angebracht. Dieser Motorbehälter 11 wird nur von der Abtriebswelle 12 mit Wellendichtungen 14 und von den

Austrittsöffnungen 93 mit den Kompensatoren 108 durch¬ brochen bzw. abgedichtet.

Die Abtriebswelle 12 setzt sich über die Kupplung 2 im Wellenstrang 3 fort, welcher die bereits vorher beschriebenen Apparate trägt. Die Abtriebswelle 12 und der Wellenstrang 3 sind vorzugsweise in Wälzlagern 113 gelagert.

Die Wärmetauscher für Abgas 24, der Verdampfer mit den Verdampferteilen 22 für Abgas, 21 für die Wärmequelle und 38 für die Absorptionswärmepumpe ist starr mit dem Abgaswärmetauscher 24 verbunden. Der Abgasdurchtritt erfolgt in einer freigehaltenen Öffnung 115. Die Heiz¬ mäntel 43 entstehen durch Bildung einer Doppelwand.

Ebenso schließt starr an der Kondensatorteil 19 für die Kompressionswärmepumpe und 38 für den Abgaswärmepumpen- Kreislauf. Den Abschluß dieses Wärmetauscherblockes bildet der Absorber 35.

Die Verbindungen unter den einzelnen Wärmetauschern sind nicht gezeichnet, sie liegen vorzugsweise seitlich neben den Wärmetauschern.

Der trogförmig ausgebildete Wärmespeicher 17 endet vor- zugsweise etwa in der Höhe der Oberkante der Wärme¬ tauscher. Dasselbe gilt für Brennstoffbehälter 46, den Mantel 54 und die Verschalung 55. Der Mantel 54 ist im oberen Teil mit einer Dämpfermatte 116 und Lochblech ausgeführt und dient dort als Schallabsorptionsfläche.

Die als Wärmequelle benutzte Luft bzw. Verbrennungsluft tritt in dem Spalt zwischen Verschalung 55 und Mantel ein und wird beispielsweise durch einen Zuluftkanal 117 zum Gebläse 10 geführt.

Das gekühlte und entwässerte Abgas tritt aus dem Ver- dampferteil für Abgas 22 in den Raum zwischen unterer Begrenzungsfläche der Wärmetauscher bzw. Motorbehälter

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11 und Innenwand des WärmeSpeichers 17, strömt durch einen Abgaskanal 118 in den Raum zwischen Verschalung 55 und Mantel 54, welcher ebenfalls wieder schall¬ absorbierend ausgekleidet ist, und strömt von dort ab. Die Abluft aus der Wärmequelle kann mit der Verbrennungs¬ luft gemeinsam oder auch getrennt durch eine seitlich angeordnete Abströmöffnung abgeführt werden.

Der Brauchwasserbehälter 91 ist vorzugsweise ebenfalls umgekehrt trogförmig ausgebildet und auf den Wärme- Speicher 17 bzw. Brennstoffbehälter 46 schall- und wärme¬ dicht aufgesetzt. Er wird vorzugsweise klappbar ange¬ ordnet, um bei Entleerung leicht geöffnet zu werden. Er wird in an sich bekannter Weise durch eine Isolation 106 gegen Wärmeverlust geschützt.

Diese Anordnung gewährleistet die leichte Zugänglich¬ keit aller Apparate zur Wartung und Instandhaltung. Der Verbrennungsmotor 1 kann samt seinem Motorbehälter 11 nach oben ausgebaut werden. Dasselbe gilt für die Appa¬ rate auf dem Wellenstrang ^' 3 und - nach ihrer Ent- fernung - auch für den zusammengebauten Block aller Wärmetausche .

Erläuterung zu den Betriebsarten

Die Heiz- und Kühlmaschine gemäß vorliegender Anmeldung kann in erster Linie durch Antrieb mittels Verbrennungs- motor 1 oder Elektromotor 6, weiters durch Verwendung des Elektromotors 6 auch als Generator sowie durch wahl¬ weisen Betrieb mit und ohne Zusatzbrenner 32, durch Schaltung der Kupplungen 2 und 5 und durch die Wärme¬ entnahme aus zwei miteinander verbundenen, jedoch einzeln funktionsfähigen Wärmepumpen-Kreisläufen, und zwar einer Kompressionswärmepumpe und einer Absorptions- wärmepumpe, folgende Betriebsarten haben:

1. Nach der an sich bekannten Methode als Kompressions wärmepumpe mit Verbrennungsmotor 1 , Verdichter 4, Kondensator 19, Drosselventil 20 und Verdampfer 21 und 22.

Der Schmierölwärmetauscher 16, die gekühlte Auspuff leitung 23, deren Abgaswärmetauscher 24 und Wärme¬ speicher 17 werden in dieser Reihenfolge vom Wärme¬ träger durchströmt.

In dieser Betriebsart wird Wärme von den vorgenannt Elementen und dem Abgaswärmetauscher 24 dem Wärme¬ speicher 17 zugeführt.

2. Nach der an sich bekannten Methode im bivalent¬ parallelen Betrieb einer durch Verbrennungsmotor 1 angetriebenen Kompressionswärmepumpe mit einem Zusa brenner 32,dessen Brennkammer 95. vorzugsweise mit einer oder mehreren Auspuffleiturigen 23 kombiniert ist. Erfindungsgemäß besitzt der Zusatzbrenner 32 keinen eigenen Antrieb mehr für seine ölpumpe bzw. für das Gebläse, da er vom Gebläse 10 mit Luft und - bei Bedarf - von der Brennstoffpumpe 9 mit flüssigem Brennstoff versorgt wird.

Auch nach dieser vorzugsweise bei hohem Wärmebedarf und/oder sehr niedriger Temperatur der Wärmequelle angewandten Betriebsart wird dem Wärmespeicher 17 üb alle unter 1 genannten Bauteile Wärme zugeführt einschließlich der Wärme, die der Zusatzbrenner.32 erzeugt.

3. Nach der an sich bekannten Methode als normale

Brennerheizüng, beispielsweise im Notbetrieb, wobei die Kupplung 5 geöffnet ist und nur der Elektromotor das Gebläse 10, die Umwälzpumpe 8 und -.bei Bedarf - die Brennstoffpumpe 9 sowie der Zusatzbrenner 32 und

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der Abgaswärmetauscher 24 arbeiten.

Die Wärme wird in dieser Betriebsart nur durch den Zusatzbrenner 32 erzeugt und über den Abgaswärme¬ tauscher 24 dem Wärmespeicher 17 zugeführt.

4. Nach der an sich bekannten Methode der elektrisch angetriebenen Kompressionswärmepumpe, wie dies bei¬ spielsweise im Sommerbetrieb bei geringem Wärme¬ bedarf und hoher Temperatur der Wärmequelle wirt¬ schaftlich ist. Hierbei ist die Kupplung 2 geöffnet und nur der Elektromotor 6, der Verdichter 4 und das Gebläse 10 arbeiten.

Die Wärme wird in dieser Betriebsart dem Wärme¬ speicher 17 nur über den Kondensator 19 zugeführt.

5. Nach der an sich bekannten Methode der mit einer Brennerheizung parallel arbeitenden, elektrisch angetriebenen Kompressionswärmepumpe, wobei gegen¬ über Betriebsart 4 zusätzlich noch der Zusatzbrenner 32 arbeitet.

Die Wärme wird dem Wärmespeicher 17 über den Kondensator 19 und dem Abgaswärmetauscher 26 zuge¬ führt.

6. Bei kombiniertem Antrieb durch Verbrennungsmotor 1 mit Elektromotor 6 bei extrem hohen Kondensator¬ drücken bzw. eventuell mangelhafter Leistung des Verbrennungsmotors 1.

Die Wärme wird dem Wärmespeicher 17 wie in Betriebs¬ art 1 zugeführt.

7. Nach der an sich bekannten Methode der die Abwärme eines Verbrennungsmotors 1 nutzenden Absorptions-

Wärmepumpe mit Lösungspumpe 7, Austreiber 26 bzw. Abscheider 33, Drosselventile 34 und 37, Kondensator¬ teil 36, Verdampferteil 38 und Absorber 35. Es arbeiten der Verbrennungsmotor 1 mit dem Abgaswärme- tauscher 24 als Austreiber 26 mit Abscheider 33, der Kondensatorteil 38, das Drosselventil 37, der Ver¬ dampferteil 38, das Gebläse 10, dieUmwälzpumpe 8 und die Lösungspumpe 7, bei Bedarf auch die Brennstoff¬ pumpe 9.

Wärme wird dem Wärmespeicher 17 über den Kondensator¬ teil 36, dem Schmierölwärmetauscher 16, die gekühlte Abgasleitung 23 und den Abgaswärmetauscher 24 zugeführ

8. Nach der an sich bekannten Methode der elektrisch be¬ triebenen Absorptionswärmepumpe mit den unter Betriebs art 7 aufgeführten Elementen im Wärmepumpen-Kreislauf nur mit dem Unterschied, daß der Austreiber 26 die erforderliche Wärme nicht vom Verbrennungsmotor 1 über den Abgaswärmetauscher 24 erhält, sondern vom Zusatzbrenner 32,dessen Brennkammer mit dem Abgas- Wärmetauscher 24 kombiniert ist.

Es arbeiten der Zusatzbrenner 32 und der Abgaswärme¬ tauscher 24; der Elektromotor 6 treibt bei geöffneter Kupplung 5 das Gebläse 10, die Lösungspumpe 7 und - bei Bedarf - die Brennstoffpumpe 9 an. Im übrigen arbeitet der Absorptionswärmepumpen-Kreislauf wie unter 7 beschrieben.

Wärme wird von der Tauscherfläche 25 und vom Konden¬ satorteil 36 an den Wärmeträger abgegeben.

9. Zur Raumlüftung wird nach Änderung der Stellung der Umschaltklappe 50, beispielsweise in periodisch regelmäßiger oder willkürlicher Steuerung, die Wärme der Raumabluft für den Wärmepumpen-Kreislauf nacli,

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einer der vorbeschriebenen Methoden nutzbar gemacht.

Es entspricht auch dem Erfindungsgedanken, durch ent¬ sprechende Zwischenstellung der Umluftschaltklappe gleichzeitig sowohl Frischluft wie auch - in einem wählbaren Anteil - Umluft anzusaugen.

10. Unter Verwendung des Elektromotors als Generator wird unter elektrischer Belastung durch das Vorheiz¬ gitter 44 - eventuell bei Bedarf - auch durch die Brauchwasser-Zusatzheizung 62 die für die Wärmeer- zeugung aus dem Verbrennungsmotor 1 bei sehr niedrige - Temperatur der Wärmequelle notwendige Belastung erzielt.

Wärme wird dem Heizsystem über den Schmierölwärme¬ tauscher 16, die gekühlte Abgasleitung 23, den Abgas- . Wärmetauscher 24, den Kondensatorteil 19, das Vorheiz gitter 44 und die Zusatzheizung 62 zugeführt, wobei die Heizziffer durch das vorgeschaltete Vorheizgitter 44 verbessert wird.

11. In besonderer Ausgestaltung der Erfindung wird die Heizmaschine auch als Notstromaggregat verwendet. Die hierfür nötige, an sich bekannte Notstrom¬ steuerung wird vorzugsweise mit einer elektronischen Steuerung der Heizmaschine kombiniert.

Hierbei erzeugt der Generator die für die elektrische Zündung eines Gasmotors und des Zusatzbrenners sowie für eventuell verwendete elektromagnetische Kupplun¬ gen und Ventile, ebenso die Steuerung erforderliche elektrische Energie. Die Überschußenergie kann an ein Hausnetz abgegeben werden. Voraussetzung für den Generatorbetrieb einer Asynchronmaschine ist eine Kondensatorbatterie zur Erregung des Feldes.

12. Der Verbrennungsmotor 1 kann wahlweise gemäß den Punkten 1,2,7,8,9 und 11 im Sinne der Erfindung . sowohl mit flüssigen als auch mit gasförmigen Brennstoffen betrieben werden.

13. Der Zusatzbrenner 19 kann gemäß den Punkten 2,3,5,7 und 8 sowohl mit flüssigen alsauch mit gasförmigen Brennstoffen betrieben werden.

14. Zur noch besseren Abdeckung des Heizwärmebedarfs können der Verbrennungsmotor 1 und der Zusatzbrenner ^' 32 mit zwei verschiedenen Brennstoffen betrieben werden. Auf diese Weise wird die Einsatzmöglichkeit der Heizmaschine noch erweitert.

15. Zum Abtauen wird das Vorheizgitter 44 vom als Gene¬ rator verwendeten Elektromotor 6 unter Spannung ge- setzt, wobei der Wahlschalter 18 umgelegt wird. Außerdem kann der Heizmantel 43 durch Umschalten der Dreiweghähne 41 und 42 vom Wärmeträger durch¬ flössen werden, wobei der Verdampfer von außen ge¬ heizt wird.

16. Bei Bedarf wird das Vorheizgitter 44 auch in den Ver¬ dampferteil 22 erweitert.

16. Die erfindungsgemäß vorzugsweise angewandte Kühlung der Düsenhalter 73 gestattet es, den Verbrennungs¬ motor 1 als Wechselbetriebsmotor für flüssige und gasförmige Brennstoffe auszuführen, ohne am prinzipiellen Aufbau der Heizmaschine etwas zu ändern

17. Die elektrische Brauchwasserheizung 62 kann in an sich bekannter Betriebsart durch wahlweisen Anschluß an das Hausnetz betrieben werden, während die Heiz- maschine außer Betrieb bleibt.

18. Bei Verwendung von zwei oder mehreren Zusatzbrennern 32 können diese mit verschiedenen flüssigen oder gas¬ förmigen Brennstoffen, darunter auch solchen, die für den Verbrennungsmotor 1 nicht geeignet sind, betrieben werden.