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EP4353908A1 - Road construction machine with heat pump - Google Patents

Road construction machine with heat pump Download PDF

Info

Publication number
EP4353908A1
EP4353908A1 EP22201075.3A EP22201075A EP4353908A1 EP 4353908 A1 EP4353908 A1 EP 4353908A1 EP 22201075 A EP22201075 A EP 22201075A EP 4353908 A1 EP4353908 A1 EP 4353908A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
working medium
construction machine
road construction
road
heating system
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
EP22201075.3A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Achim Eul
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Joseph Voegele AG
Original Assignee
Joseph Voegele AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Joseph Voegele AG filed Critical Joseph Voegele AG
Priority to EP22201075.3A priority Critical patent/EP4353908A1/en
Priority to CN202311267562.8A priority patent/CN117867930A/en
Priority to CN202322645735.7U priority patent/CN221895486U/en
Priority to JP2023172716A priority patent/JP2024057591A/en
Priority to US18/379,078 priority patent/US20240125059A1/en
Publication of EP4353908A1 publication Critical patent/EP4353908A1/en
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E01—CONSTRUCTION OF ROADS, RAILWAYS, OR BRIDGES
    • E01C—CONSTRUCTION OF, OR SURFACES FOR, ROADS, SPORTS GROUNDS, OR THE LIKE; MACHINES OR AUXILIARY TOOLS FOR CONSTRUCTION OR REPAIR
    • E01C19/00—Machines, tools or auxiliary devices for preparing or distributing paving materials, for working the placed materials, or for forming, consolidating, or finishing the paving
    • E01C19/48—Machines, tools or auxiliary devices for preparing or distributing paving materials, for working the placed materials, or for forming, consolidating, or finishing the paving for laying-down the materials and consolidating them, or finishing the surface, e.g. slip forms therefor, forming kerbs or gutters in a continuous operation in situ
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E01—CONSTRUCTION OF ROADS, RAILWAYS, OR BRIDGES
    • E01C—CONSTRUCTION OF, OR SURFACES FOR, ROADS, SPORTS GROUNDS, OR THE LIKE; MACHINES OR AUXILIARY TOOLS FOR CONSTRUCTION OR REPAIR
    • E01C19/00—Machines, tools or auxiliary devices for preparing or distributing paving materials, for working the placed materials, or for forming, consolidating, or finishing the paving
    • E01C19/48—Machines, tools or auxiliary devices for preparing or distributing paving materials, for working the placed materials, or for forming, consolidating, or finishing the paving for laying-down the materials and consolidating them, or finishing the surface, e.g. slip forms therefor, forming kerbs or gutters in a continuous operation in situ
    • E01C19/4866—Machines, tools or auxiliary devices for preparing or distributing paving materials, for working the placed materials, or for forming, consolidating, or finishing the paving for laying-down the materials and consolidating them, or finishing the surface, e.g. slip forms therefor, forming kerbs or gutters in a continuous operation in situ with solely non-vibratory or non-percussive pressing or smoothing means for consolidating or finishing
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E01—CONSTRUCTION OF ROADS, RAILWAYS, OR BRIDGES
    • E01C—CONSTRUCTION OF, OR SURFACES FOR, ROADS, SPORTS GROUNDS, OR THE LIKE; MACHINES OR AUXILIARY TOOLS FOR CONSTRUCTION OR REPAIR
    • E01C23/00—Auxiliary devices or arrangements for constructing, repairing, reconditioning, or taking-up road or like surfaces
    • E01C23/14—Auxiliary devices or arrangements for constructing, repairing, reconditioning, or taking-up road or like surfaces for heating or drying foundation, paving, or materials thereon, e.g. paint
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24H—FLUID HEATERS, e.g. WATER OR AIR HEATERS, HAVING HEAT-GENERATING MEANS, e.g. HEAT PUMPS, IN GENERAL
    • F24H4/00—Fluid heaters characterised by the use of heat pumps
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24H—FLUID HEATERS, e.g. WATER OR AIR HEATERS, HAVING HEAT-GENERATING MEANS, e.g. HEAT PUMPS, IN GENERAL
    • F24H7/00—Storage heaters, i.e. heaters in which the energy is stored as heat in masses for subsequent release
    • F24H7/02—Storage heaters, i.e. heaters in which the energy is stored as heat in masses for subsequent release the released heat being conveyed to a transfer fluid
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E01—CONSTRUCTION OF ROADS, RAILWAYS, OR BRIDGES
    • E01C—CONSTRUCTION OF, OR SURFACES FOR, ROADS, SPORTS GROUNDS, OR THE LIKE; MACHINES OR AUXILIARY TOOLS FOR CONSTRUCTION OR REPAIR
    • E01C2301/00—Machine characteristics, parts or accessories not otherwise provided for
    • E01C2301/10—Heated screeds

Definitions

  • the invention relates to a road construction machine in the form of a road finisher for producing a paving layer or a feeder vehicle for conveying paving material to a road finisher according to the preamble of claim 1 and to a method for operating a system for warming up at least a first component of a road construction machine in the form of a road finisher for producing a paving layer or a feeder vehicle for conveying paving material to a road finisher.
  • US$5,096,331 discloses a preheating system for primary and finishing screeds in which a drop in the pressure of a circulating high-pressure fluid caused by an opening results in heating of a fluid, thereby warming the screed.
  • US$5,899,630 discloses a heat exchange system capable of transferring heat from an exhaust system of an asphalt paving machine to the screed of the asphalt paving machine.
  • the principle of fluid friction is used for plank heating.
  • Road pavers are used to lay a surface made of paving mix or asphalt mix, for example concrete, bituminous paving mix or asphalt, on a square, path or road.
  • a road paver usually has a material hopper to store a certain amount of paving mix and a paving screed that is attached to a machine frame of the road paver's tractor at an adjustable height for compacting and profiling the surface to be laid.
  • Feeder vehicles are used to convey paving material to road pavers and usually have a material hopper at the front and a conveyor device with which paving material is conveyed from the material hopper to the rear and into the material hopper of the road paver according to the needs of the road paver.
  • the object of the invention is to provide a road construction machine in the form of a road paver or a feeder vehicle for a road paver with a heating system improved with regard to the above-mentioned problems.
  • the invention relates to a road construction machine in the form of a road finisher for producing a paving layer or in the form of a feeder vehicle for conveying paving material to a road finisher, the road construction machine having a tractor, a primary drive source, a chassis and a material hopper and a heating system.
  • the heating system has a heat pump.
  • a heat pump can be a machine that absorbs thermal energy at a lower temperature and - together with the drive energy - transfers it as useful heat to a system or apparatus to be heated at a higher temperature.
  • the advantage of a heating system with a heat pump is the improvement in the efficiency of the heating system. This can lead to a reduction in the energy costs for the heating system.
  • a further advantage of the invention for an electrically driven road construction machine is that the accumulator capacity required for the heating and consequently the installation space required for the accumulator do not have to be increased.
  • the heat pump can be, for example, an air-fluid heat pump or a fluid-fluid heat pump.
  • the primary drive source can be, for example, an electric motor, a hydrogen engine, an internal combustion engine and/or a hybrid engine.
  • a heat pump could be powered by an internal combustion engine using electrical energy from an electric motor or generator. This can, for example, achieve an efficiency of the plank heating of around 300-500%.
  • the heat pump can have at least one evaporator, one condenser, one compressor and/or one expansion valve.
  • a working medium can be circulated in a circuit of the heat pump, for example.
  • the evaporator can be configured to extract heat from the ambient air or a heat source of the road construction machine and to evaporate a working medium or liquid located in the evaporator and bring it into a gaseous state.
  • the compressor can be configured to compress the gaseous working medium and thereby increase the temperature level and the pressure level of the gaseous working medium.
  • the condenser can be configured to condense the gaseous working medium so that it releases its heat into the environment.
  • the expansion valve can reduce the pressure level of the liquefied working medium, which cools the working medium again.
  • the heat pump or the compressor and/or the expansion valve of the heat pump can be operated with a drive or with a motor.
  • the compressor and the motor can be separate from each other or designed as a unit.
  • the evaporator, the condenser, the compressor and the expansion valve can be housed in one housing the heat pump.
  • the motor can be arranged in the housing of the heat pump.
  • the heat pump or the motor of the heat pump can be electrically connected to an energy storage unit of the road construction machine or to an inverter connected to the energy storage unit.
  • the energy storage unit can be rechargeable using an external power source.
  • the energy storage unit can electrically feed a primary drive source of the road construction machine.
  • the power source of the heat pump can be, for example, an electrical generator driven by the primary drive source or a battery that can be charged by the generator.
  • the heating system is configured to use heat from ambient air and/or from a heat source of the road construction machine to generate heat.
  • Ambient heat can be fed into the heat pump by means of an air heat exchanger.
  • waste heat from a cooling system of the road construction machine can be provided as a heat source.
  • the cooling system can be provided for cooling an energy storage device or the accumulator of the road construction machine or a primary energy source of the road construction machine.
  • the cooling system can have a cooler or a heat exchanger. A working medium or heat carrier of the heating system can flow through the cooler in order to transfer the waste heat from the energy storage device or another device of the road construction machine to the heat pump.
  • the system is configured to heat up at least a first component of the road construction machine and to cool down at least a second component of the road construction machine.
  • the system can be configured to heat up at least the first component of the road construction machine and simultaneously cool down at least the second component of the road construction machine.
  • the first component of the road construction machine in the form of a road paver can be the screed or a part of the screed or another device of the road paver.
  • the second component of the road construction machine in the form of a road paver can be, for example, an energy storage device or an accumulator or the primary energy source.
  • the heating system has a first working medium circulating in a first circuit of the system and/or a second working medium circulating in a second circuit of the system and/or a third working medium circulating in a third circuit of the system.
  • the first circuit can be closed or open.
  • the same working medium can be circulated in a closed circuit. In an open circuit, the circulating working medium can be renewed, for example the working medium can be sucked into the first circuit and pumped out of the first circuit after one circulation.
  • the second circuit can be closed.
  • the third circuit can be closed or open.
  • the first working medium and/or the third working medium can contain a gaseous or liquid coolant or heat transfer medium.
  • the second working medium can contain a liquid coolant or heat transfer medium.
  • the first working medium and/or the third working medium can be water, air or a mixture of the two.
  • the ambient air as the first working medium can be fed into the first circuit by means of an air flow machine or a fan.
  • the ambient air can be fed into a first air duct of the first circuit by means of the fan.
  • the first air duct can be connected to the evaporator or to a housing of the evaporator so that the first working medium is in heat exchange contact with the evaporator or with the second working medium located in the evaporator.
  • the first air duct can be part of a pipe of the first circuit.
  • the first working medium can be circulated in the pipe, wherein the pipe is partially wound around the evaporator or around a housing of the evaporator so that the first working medium is in heat exchange contact with the evaporator.
  • the first working medium can be circulated in the first circuit by means of the air flow machine or a pump, for example a circulation pump.
  • the first working medium or ambient air can be released back into the environment from a second air duct of the first circuit.
  • the second working medium can be circulated in the second circuit by means of a pump, for example by means of a circulation pump.
  • the second circuit can be arranged in the housing of the heat pump.
  • the third working medium can be circulated in the third circuit by means of a pump, for example by means of a circulation pump.
  • the third working medium can be circulated in a pipework, wherein the pipework is partially wound around the condenser or a housing of the condenser.
  • the pipework can be connected to the housing of the heat pump by means of a pressure-resistant pipe coupling.
  • the heat pump is configured to increase a first temperature of the second working medium to a second temperature. This allows a component of the road construction machine to be heated up particularly efficiently.
  • a temperature of the third working medium circulating in the third circuit is, for example, between 75°C and 200°C, preferably between 100°C and 150°C.
  • the temperature of the third working medium can be between 125°C and 175°C.
  • the temperature of the third working medium can be lower than 125°C. This heat can be used to heat the paving screed of the road finisher.
  • a pressure value of the third working medium circulating in the third circuit can be, for example, between 1 bar and 3 bar.
  • the second pressure value can be 2 bar.
  • the cooler can be, for example, a heat exchanger.
  • the cooler can be a part or component of the heating system.
  • the cooler can be connected to the first circuit so that the first working medium flows through the cooler.
  • the cooler can be a plate heat exchanger or a pipework.
  • the cooler can be arranged on the energy storage unit or integrated into the energy storage unit.
  • the first working medium can be circulated in its heated state in the pipe around the evaporator in order to evaporate the second working medium therein.
  • the first working medium can be fed further to the cooler in its cooled state in the first circuit and heated by the waste heat from the energy storage unit.
  • the waste heat from the energy storage unit is thereby transferred to the evaporator of the heat pump and used to generate heat.
  • the first circuit it would also be conceivable for the first circuit to be open.
  • the ambient air can be fed into the air duct of the first circuit by means of the fan.
  • a first quantity of the first working medium can be released into the environment in a cooled state from a second air duct of the first circuit.
  • a second quantity of the first working medium can continue to circulate in the first circuit in a cooled state and flow through the cooler.
  • the third working medium is in heat exchange contact with the first component of the road construction machine.
  • the third working medium can be in heat exchange contact with several components of the road construction machine.
  • the third working medium can be in heat exchange contact with a heat exchanger that is configured to heat up at least the first component or part of the first component.
  • the third working medium can flow through the heat exchanger.
  • At least one heat exchanger can be integrated in the first component or part of the first component.
  • the heat exchanger can be a plate heat exchanger or a piping.
  • the heat exchanger can be attached, for example, to a screed and/or a tamper and/or a pressure bar.
  • the third working medium can be supplied to the first component of the road construction machine in the piping that is arranged pressure-tight on the housing of the heat pump.
  • the heating system is even more reliable if the first working medium and/or the second working medium and/or the third working medium contains an antifreeze.
  • the antifreeze can contain, for example, glycerine and/or ethylene glycol and/or ethanol.
  • the heat pump or the housing of the heat pump is arranged on the tractor.
  • the motor of the heat pump can be arranged in the housing of the heat pump.
  • the air flow machine can be arranged directly on the housing of the heat pump or at another location on the tractor.
  • the heat pump or the housing of the heat pump is arranged on the first component. This has the advantage of shortening a supply path of the third working medium from the heat pump to the first component or the heat exchanger arranged on the first component. This can reduce or prevent heat loss along the supply path.
  • the road construction machine is a road paver, wherein the first component is a paving screed of the road paver.
  • the paving screed can be attached to a machine frame of the tractor of the road paver.
  • the heating system can be configured to heat at least a part of the paving screed and/or at least one other component of the road paver as well as a material hopper and a conveyor device.
  • the component of the paving screed can be a screed plate and/or a tamper and/or a pressure bar.
  • the heat exchanger can be attached to the screed plate and/or a tamper and/or a pressure bar of a screed base body or a screed extension part of the paving screed.
  • the heat exchanger can be a piping or a plate heat exchanger.
  • the heat exchanger can be arranged on the paving screed so that it comes into contact with the paving material.
  • the heat exchanger can be integrated in the screed plate and/or in the tamper and/or in the pressure bar of a screed base body or a screed extension part of the paving screed.
  • the road construction machine may alternatively be a feeder vehicle.
  • the heating system may be configured to heat at least one component of the feeder vehicle as well as a material hopper and/or a conveyor device.
  • the invention further relates to a method for operating a heating system of a road construction machine in the form of a road finisher for producing a paving layer or in the form of a feeder vehicle for conveying paving material to a road finisher, the road construction machine having a tractor, a primary drive source, a chassis and a material hopper, the heating system having a heat pump, the method comprising the following method steps: circulating a first working medium in a first circuit, transferring heat from the first working medium to a second working medium circulating in a second circuit, increasing a first temperature of the second working medium to a second temperature by compressing the second working medium, transferring heat from the second working medium to a third working medium circulating in a third circuit, transferring heat from the third working medium to a first component of the road construction machine. All features disclosed above in connection with the heating system of the road construction machine can be used individually or together in this method or vice versa.
  • the invention further relates to a use of ambient air heat and/or waste heat from a cooling system of a road construction machine in the form of a road finisher or a feeder vehicle for heating a working unit of the road construction machine. All features disclosed above in connection with the heating system of the road construction machine or with the method for heating a component of a road construction machine can be used individually or together in this use, or vice versa.
  • Figure 1 shows a perspective view from behind of a road construction machine 1, which is a road paver 2 for producing a paving layer ES.
  • the road paver 2 is self-propelled.
  • the road paver 2 has a tractor M, a primary drive source 3, a chassis 4, a material hopper 5 for receiving a paving material B (asphalt mix), an operator's station 6, a driver's roof 7, a paving screed 8 mounted on the chassis 4 so that its height is adjustable and towed in the direction of travel R, a conveyor unit 9 for making the paving material B available from a material hopper 5 of the road paver 2 to the paving screed 8 to a transverse distribution device 10 of the road construction machine 1.
  • the road paver 2 comprises a heating system 11 according to the invention.
  • the heating system 11 is configured at least to heat up a first component 12 of the road paver 2, e.g. the paving screed 8.
  • FIG. 2 shows a perspective view from behind of a road construction machine 1, which is a feeder vehicle 13 for conveying paving material B' to a following Road finisher 2.
  • the feeder vehicle 13 is self-propelled and comprises a tractor M', a primary drive source 3', a chassis 4', a material hopper 5' for receiving the paving material B', an operator's station 6', a driver's roof 7', a conveyor unit 9' for transporting the paving material B' from the material hopper 5' of the feeder vehicle 13 into the material hopper 5' of the road finisher 2.
  • the feeder vehicle 13 comprises a heating system 11' according to the invention.
  • the heating system 11' is configured at least to heat up a first component 12' of the feeder vehicle 13, e.g. the material hopper 5'.
  • FIG. 3 shows an embodiment of the heating system 11, 11' according to the invention.
  • the heating system 11, 11' discloses a heat pump 14, 14' comprising an evaporator 15, 15', a condenser 16, 16', a compressor 17, 17', an expansion valve 18, 18' and an electric motor 19, 19', which are arranged in a housing 20, 20' of the heat pump 14, 14'.
  • the housing 20, 20' is arranged on the tractor M, M'.
  • a first working medium 22, 22' or air is circulated in a first circuit 21, 21' of the heating system 11, 11'.
  • the ambient air is fed into a first air duct 24, 24' of a pipe 25, 25' of the first circuit 21 by means of an air flow machine 23, 23' and discharged from a second air duct 26, 26'.
  • the first working medium 22, 22' is circulated in the pipe 25, 25' of the first circuit 21, for example by means of a pump (not shown).
  • a part of the pipe 25, 25' is wound around the evaporator 15, 15' for
  • the heat of the ambient air evaporates a second working medium 28, 28' circulating in a second circuit 27, 27' of the heating system 11, 11' in the evaporator 15, 15'.
  • the second working medium 28, 28' is fed to the compressor 17, 17' in a gaseous state and compressed by the compressor 17, 17' and thereby heated.
  • a first temperature T1, T1' of the second working medium 28, 28' is increased to a second temperature T2, T2'.
  • the second working medium 28, 28' is condensed in the condenser 16, 16' so that the heat of the second working medium 28, 28' is released into the environment.
  • the second working medium 28, 28' is fed further to the expansion valve 18, 18' in a liquid state. By means of the expansion valve 18, 18', a pressure level of the second working medium 28, 28' is reduced and the second working medium 28, 28' is further cooled.
  • the electric motor 19, 19' is electrically supplied by an inverter W, W' of an energy storage unit 29, 29' of the road paver 2.
  • a third working medium 31, 31' or a liquid comprising, for example, water and antifreeze is circulated in a piping 32, 32', for example by means of a pump (not shown).
  • Part of the piping 32, 32' is wound around the condenser 16, 16'.
  • Part of the piping 32, 32' is located outside the housing 20, 20' and part of the piping 32, 32' is attached to the Housing 20, 20'.
  • the second working medium 28, 28' in the condenser 16, 16' transfers some of its heat to the third working medium 31, 31' and cools down in the process.
  • the heated third working medium 31, 31' is fed to a heat exchanger 33, 33'.
  • the third working medium 31, 31' flows through the heat exchanger 33, 33' and the component 12, 12' is heated up.
  • the heat exchanger 33 can be arranged on the first component 12 of the road finisher 2, for example on a screed 34 of the paving screed 8.
  • the heat exchanger 33' can be arranged on the first component 12' of the feeder vehicle 13, for example on the material bunker 5'.
  • the third working medium 31, 31' is then discharged to the condenser 16, 16' and warmed up again there.
  • a temperature T of the third working medium circulating in the third circuit can reach up to 125°C.
  • FIG 4 shows a further embodiment of the heating system 11, 11' according to the invention.
  • This embodiment differs from that shown in the Figure 3 illustrated embodiment, in that the heating system 11, 11' cools a second component 35, 35' of the road construction machine 1 while the first component 12, 12' is warming up.
  • the waste heat of the second component 35, 35' is used as a heat source 36, 36' for the heating system 11, 11'.
  • the second component 35, 35' can be an energy store 29, 29'.
  • the first working medium 22, 22' circulating in the first circuit 21, 21' is cooled by the heat exchange contact with the evaporator 15, 15' in the heat pump 14, 14' and fed to a cooler 37, 37' of the energy store 29, 29'.
  • the first working medium 22, 22' in its cooled state will cool the energy store 29, 29' and is thereby heated.
  • the first working medium 22, 22' is fed to the heat pump 14, 14' in its heated state and its heat is transferred to the second working medium 28, 28' through the heat exchange contact with the evaporator 15, 15'.
  • the third working medium 31, 31' is heated by the heat pump 14, 14' and in turn transfers its heat to the first component 12, 12' by means of the heat exchanger 33, 33'.
  • FIG. 5 shows a further embodiment of the heating system 11, 11' according to the invention.
  • This embodiment differs from that shown in the Figure 4 illustrated embodiment, in that the first circuit 21, 21' is connected to the cooler 37, 37' of the energy storage device 29, 29' in order to use the waste heat of the energy storage device 29, 29' for evaporating the second working medium 28, 28'.
  • the air flow machine 23, 23' is connected to the first circuit 21, 21' in order to feed the ambient air into a third air duct 38, 38' of the first circuit 21, 21' and to release it back into the environment from a fourth air duct 39, 39'.
  • Figure 6 shows a further embodiment of the heating system 11 according to the invention for the road finisher 2. This embodiment differs from the one shown in the Figure 4 illustrated embodiment, in which the heat pump 14 is arranged on the paving screed 8 of the road finisher 2.
  • FIG 7 shows a further embodiment of the heating system 11 according to the invention for the road finisher 2. This embodiment differs from the one shown in the Figure 3 illustrated embodiment, in which the heat pump 14 is arranged on the paving screed 8 of the road finisher 2.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
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  • Civil Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
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  • Thermal Sciences (AREA)
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  • Road Paving Machines (AREA)

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf einer Straßenbaumaschine (1) in Form eines Straßenfertigers (2) zum Herstellen einer Einbauschicht (ES) oder Beschickerfahrzeugs (13) zum Fördern von Einbaumaterial (B, B') zu einem Straßenfertiger (2), wobei die Straßenbaumaschine (1) eine Zugmaschine (11, 11'), eine Primärantriebsquelle (3, 3'), ein Chassis (4, 4'), einen Gutbunker (5, 5') und ein Heizsystem (11, 11') umfasst, wobei das Heizsystem (11, 11') eine Wärmepumpe (14, 14') aufweist.

Figure imgaf001
The invention relates to a road construction machine (1) in the form of a road finisher (2) for producing a paving layer (ES) or a feeder vehicle (13) for conveying paving material (B, B') to a road finisher (2), wherein the road construction machine (1) comprises a tractor (11, 11'), a primary drive source (3, 3'), a chassis (4, 4'), a material bunker (5, 5') and a heating system (11, 11'), wherein the heating system (11, 11') has a heat pump (14, 14').
Figure imgaf001

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Straßenbaumaschine in Form eines Straßenfertigers zum Herstellen einer Einbauschicht oder eines Beschickerfahrzeugs zum Fördern von Einbaumaterial zu einem Straßenfertiger gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und auf ein Verfahren zum Betreiben eines Systems zum Aufwärmen mindestens einer ersten Komponente einer Straßenbaumaschine in Form eines Straßenfertigers zum Herstellen einer Einbauschicht oder Beschickerfahrzeugs zum Fördern von Einbaumaterial zu einem Straßenfertiger.The invention relates to a road construction machine in the form of a road finisher for producing a paving layer or a feeder vehicle for conveying paving material to a road finisher according to the preamble of claim 1 and to a method for operating a system for warming up at least a first component of a road construction machine in the form of a road finisher for producing a paving layer or a feeder vehicle for conveying paving material to a road finisher.

US 5,096,331 offenbart ein Vorheizsystem für Primär- und Ausbaubohlen, in dem ein durch eine Öffnung verursachter Abfall des Drucks einer zirkulierenden Hochdruckflüssigkeit zu einer Erwärmung einer Flüssigkeit führt, womit die Bohle aufgewärmt wird. US 5,899,630 offenbart ein Wärmeaustauschsystem, das in der Lage ist, Wärme von einem Abgassystem einer Asphaltpflastermaschine auf die Bohle der Asphaltpflastermaschine zu übertragen. In der DE 198 36 650 A1 wird das Prinzip der Flüssigkeitsreibung für die Bohlenheizung verwendet. US$5,096,331 discloses a preheating system for primary and finishing screeds in which a drop in the pressure of a circulating high-pressure fluid caused by an opening results in heating of a fluid, thereby warming the screed. US$5,899,630 discloses a heat exchange system capable of transferring heat from an exhaust system of an asphalt paving machine to the screed of the asphalt paving machine. In the DE 198 36 650 A1 The principle of fluid friction is used for plank heating.

Straßenfertiger werden dazu eingesetzt, auf einem Platz, einem Weg oder einer Straße einen Belag aus Einbaumischgut bzw. Einbaumaterial oder Asphaltmischgut aufzubringen, beispielsweise aus Beton, bituminösem Einbaumischgut oder Asphalt. Solch ein Straßenfertiger weist üblicherweise einen Gutbunker auf, um eine bestimmte Menge von Einbaumischgut zu speichern, und eine an einem Maschinenrahmen der Zugmaschine des Straßenfertigers höhenverstellbar befestigte Einbaubohle zum Verdichten und Profilieren des einzubauenden Belages. Beschickerfahrzeuge werden zum Fördern von Einbaumaterial zu Straßenfertigern eingesetzt und weisen üblicherweise einen frontseitigen Materialbunker und eine Fördervorrichtung auf, mit der entsprechend dem Bedarf des Straßenfertigers Einbaumaterial aus dem Materialbunker nach hinten gefördert und in den Materialbunker des Straßenfertigers abgegeben wird.Road pavers are used to lay a surface made of paving mix or asphalt mix, for example concrete, bituminous paving mix or asphalt, on a square, path or road. Such a road paver usually has a material hopper to store a certain amount of paving mix and a paving screed that is attached to a machine frame of the road paver's tractor at an adjustable height for compacting and profiling the surface to be laid. Feeder vehicles are used to convey paving material to road pavers and usually have a material hopper at the front and a conveyor device with which paving material is conveyed from the material hopper to the rear and into the material hopper of the road paver according to the needs of the road paver.

Um zu verhindern, dass Asphaltmischgut an der Einbaubohle bzw. Glättblechen und Verdichtungsaggregaten (Tamper und Pressleisten) der Einbaubohle festklebt, sind üblicherweise in diesen Baugruppen des Straßenfertigers elektrische Heizsysteme integriert. Es gibt auch andere Komponente, bzw. Arbeitsaggregate eines Straßenfertigers und eines Beschickerfahrzeugs, sowie deren Gutbunker und/oder deren Fördersystem, die auch mit einem elektrischen Heizsystem integriert werden können. Bei z.B. einer Leistung der Bohlenheizung von 10 kW und einer Einschaltdauer von ca. 50% werden an einem 10-stündigen Arbeitstag ca. 50 kWh elektrische Energie benötigt. Dies verursacht erhebliche Energiekosten. Des Weiteren hat die elektrische Beheizung der Arbeitsaggregate z.B. der Einbaubohle bei elektrisch angetriebenen Straßenbaumaschinen zur Folge, dass eine größere Akkumulator-Kapazität beispielsweise im Bereich von 200 I oder mehr benötigt wird. Dementsprechend müsste die Konstruktion der Straßenbaumaschine angepasst werden, was wiederum Kosten verursacht.In order to prevent asphalt mix from sticking to the screed or the smoothing plates and compaction units (tampers and pressure bars) of the screed, electrical heating systems are usually integrated into these components of the road finisher. There are also other components or working units of a road finisher and a feeder vehicle, as well as their material hoppers and/or their conveyor system, which can also be integrated with an electrical heating system. For example, with a screed heating output of 10 kW and a duty cycle of around 50%, around 50 kWh of electrical energy is required in a 10-hour working day. This causes considerable energy costs. Furthermore, the electrical heating of the working units, e.g. the screed, in electrically powered road construction machines means that a larger battery capacity, for example in the range of 200 I or more, is required. The design of the road construction machine would have to be adapted accordingly, which in turn causes costs.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Straßenbaumaschine in Form eines Straßenfertigers oder eines Beschickerfahrzeugs für einen Straßenfertiger mit einem hinsichtlich der oben genannten Probleme verbesserten Heizsystem zur Verfügung zu stellen.The object of the invention is to provide a road construction machine in the form of a road paver or a feeder vehicle for a road paver with a heating system improved with regard to the above-mentioned problems.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 oder des Anspruchs 15 gelöst.This object is solved by the features of claim 1 or claim 15.

Die Erfindung betrifft eine Straßenbaumaschine in Form eines Straßenfertigers zum Herstellen einer Einbauschicht oder in Form eines Beschickerfahrzeugs zum Fördern von Einbaumaterial zu einem Straßenfertiger, wobei die Straßenbaumaschine eine Zugmaschine, eine Primärantriebsquelle, ein Chassis und einen Gutbunker und ein Heizsystem aufweist. Erfindungsgemäß weist das Heizsystem eine Wärmepumpe auf. Eine Wärmepumpe kann eine Maschine sein, die thermische Energie mit niedrigerer Temperatur aufnimmt und - zusammen mit der Antriebsenergie - als Nutzwärme auf ein zu beheizendes System oder Apparat mit höherer Temperatur überträgt. Der Vorteil eines Heizsystems mit einer Wärmepumpe ist die Verbesserung des Wirkungsgrads bzw. die Effizienz des Heizsystems. Das kann dazu führen die Energiekosten für das Heizsystem zu reduzieren. Ein weiterer Vorteil der Erfindung für eine elektrisch angetriebene Straßenbaumaschine ist, dass die für die Heizung benötigte Akkumulator-Kapazität und demzufolge der für den Akkumulator benötigte Bauraum nicht vergrößert werden muss. Die Wärmepumpe kann z.B. eine Luft-Fluid-Wärmepumpe oder Fluid-Fluid-Wärmepumpe sein. Die Primärantriebsquelle kann z.B. ein Elektromotor, ein Wasserstoffmotor, ein Verbrennungsmotor und/oder ein Hybridmotor sein. Zur Verbesserung des Wirkungsgrades könnte eine Wärmepumpe z.B. mit der elektrischen Energie mittels eines Elektromotors oder Generators betrieben von einem Verbrennungsmotor angetrieben werden. Dadurch kann z.B. ein Wirkungsgrad der Bohlenheizung von ca. 300-500% erreicht werden.The invention relates to a road construction machine in the form of a road finisher for producing a paving layer or in the form of a feeder vehicle for conveying paving material to a road finisher, the road construction machine having a tractor, a primary drive source, a chassis and a material hopper and a heating system. According to the invention, the heating system has a heat pump. A heat pump can be a machine that absorbs thermal energy at a lower temperature and - together with the drive energy - transfers it as useful heat to a system or apparatus to be heated at a higher temperature. The advantage of a heating system with a heat pump is the improvement in the efficiency of the heating system. This can lead to a reduction in the energy costs for the heating system. A further advantage of the invention for an electrically driven road construction machine is that the accumulator capacity required for the heating and consequently the installation space required for the accumulator do not have to be increased. The heat pump can be, for example, an air-fluid heat pump or a fluid-fluid heat pump. The primary drive source can be, for example, an electric motor, a hydrogen engine, an internal combustion engine and/or a hybrid engine. To improve efficiency, a heat pump could be powered by an internal combustion engine using electrical energy from an electric motor or generator. This can, for example, achieve an efficiency of the plank heating of around 300-500%.

Die Wärmepumpe kann mindestens einen Verdampfer, einen Verflüssiger, einen Verdichter und/oder ein Expansionsventil aufweisen. In einem Kreislauf der Wärmepumpe kann z.B. ein Arbeitsmedium zirkuliert werden. Der Verdampfer kann dazu konfiguriert sein, aus der Umgebungsluft oder einer Wärmequelle der Straßenbaumaschine Wärme zu entziehen und ein in dem Verdampfer befindliches Arbeitsmedium bzw. Flüssigkeit zu verdampfen und in einen gasförmigen Zustand zu bringen. Der Verdichter kann dazu konfiguriert sein, das gasförmige Arbeitsmedium zu komprimieren und dadurch das Temperaturniveau und das Druckniveau des gasförmigen Arbeitsmediums zu erhöhen. Der Verflüssiger kann dazu konfiguriert sein, das gasförmige Arbeitsmedium zu kondensieren, so dass es seine Wärme in die Umgebung abgibt. Durch das Expansionsventil kann das Druckniveau des verflüssigten Arbeitsmediums verringert werden, wodurch sich das Arbeitsmedium wieder abkühlt. Die Wärmepumpe bzw. der Verdichter und/oder das Expansionsventil der Wärmepumpe kann mit einem Antrieb bzw. mit einem Motor betrieben werden. Der Verdichter und der Motor können voneinander getrennt oder einheitlich ausgebildet sein. Der Verdampfer, der Verflüssiger, der Verdichter und das Expansionsventil können in einem Gehäuse der Wärmepumpe angeordnet sein. Der Motor kann in dem Gehäuse der Wärmepumpe angeordnet sein. Die Wärmepumpe bzw. der Motor der Wärmepumpe kann elektrisch an einem Energiespeicher der Straßenbaumaschine oder an einem an dem Energiespeicher angeschlossenen Wechselrichter angeschlossen sein. Der Energiespeicher kann mit einer externen Stromquelle aufladbar sein. Der Energiespeicher kann eine Primärantriebsquelle der Straßenbaumaschine elektrisch speisen. Die Stromquelle der Wärmepumpe kann z.B. ein von der Primärantriebsquelle angetriebener elektrischer Generator oder eine vom Generator aufladbare Batterie sein.The heat pump can have at least one evaporator, one condenser, one compressor and/or one expansion valve. A working medium can be circulated in a circuit of the heat pump, for example. The evaporator can be configured to extract heat from the ambient air or a heat source of the road construction machine and to evaporate a working medium or liquid located in the evaporator and bring it into a gaseous state. The compressor can be configured to compress the gaseous working medium and thereby increase the temperature level and the pressure level of the gaseous working medium. The condenser can be configured to condense the gaseous working medium so that it releases its heat into the environment. The expansion valve can reduce the pressure level of the liquefied working medium, which cools the working medium again. The heat pump or the compressor and/or the expansion valve of the heat pump can be operated with a drive or with a motor. The compressor and the motor can be separate from each other or designed as a unit. The evaporator, the condenser, the compressor and the expansion valve can be housed in one housing the heat pump. The motor can be arranged in the housing of the heat pump. The heat pump or the motor of the heat pump can be electrically connected to an energy storage unit of the road construction machine or to an inverter connected to the energy storage unit. The energy storage unit can be rechargeable using an external power source. The energy storage unit can electrically feed a primary drive source of the road construction machine. The power source of the heat pump can be, for example, an electrical generator driven by the primary drive source or a battery that can be charged by the generator.

Vorteilhaft ist es, wenn das Heizsystem dazu konfiguriert ist, Wärme aus Umgebungsluft und/oder aus einer Wärmequelle der Straßenbaumaschine zur Wärmegewinnung zu nutzen. Umgebungswärme kann in die Wärmepumpe mittels eines Luftwärmetauschers zugeführt werden. Als Wärmequelle kann beispielsweise eine Abwärme eines Kühlsystems der Straßenbaumaschine vorgesehen werden. Das Kühlsystem kann zum Abkühlen eines Energiespeichers bzw. des Akkumulators der Straßenbaumaschine oder einer Primärenergiequelle der Straßenbaumaschine vorgesehen werden. Das Kühlsystem kann einen Kühler bzw. einen Wärmetauscher aufweisen. Ein Arbeitsmedium bzw. Wärmeträger des Heizsystems kann durch den Kühler hindurchfließen, um die Abwärme des Energiespeichers oder eines anderen Apparats der Straßenbaumaschine zu der Wärmepumpe zu übertragen.It is advantageous if the heating system is configured to use heat from ambient air and/or from a heat source of the road construction machine to generate heat. Ambient heat can be fed into the heat pump by means of an air heat exchanger. For example, waste heat from a cooling system of the road construction machine can be provided as a heat source. The cooling system can be provided for cooling an energy storage device or the accumulator of the road construction machine or a primary energy source of the road construction machine. The cooling system can have a cooler or a heat exchanger. A working medium or heat carrier of the heating system can flow through the cooler in order to transfer the waste heat from the energy storage device or another device of the road construction machine to the heat pump.

Besonders energieeffizient ist es, wenn das System dazu konfiguriert ist, mindestens eine erste Komponente der Straßenbaumaschine aufzuwärmen und mindestens eine zweite Komponente der Straßenbaumaschine abzukühlen. Das System kann dazu konfiguriert sein, mindestens die erste Komponente der Straßenbaumaschine aufzuwärmen und gleichzeitig mindestens die zweite Komponente der Straßenbaumaschine abzukühlen. Die erste Komponente der Straßenbaumaschine in Form eines Straßenfertigers kann die Einbaubohle bzw. ein Teil der Einbaubohle oder ein anderer Apparat des Straßenfertigers sein. Die zweite Komponente der Straßenbaumaschine in Form eines Straßenfertigers kann z.B. ein Energiespeicher bzw. ein Akkumulator oder die Primärenergiequelle sein.It is particularly energy efficient if the system is configured to heat up at least a first component of the road construction machine and to cool down at least a second component of the road construction machine. The system can be configured to heat up at least the first component of the road construction machine and simultaneously cool down at least the second component of the road construction machine. The first component of the road construction machine in the form of a road paver can be the screed or a part of the screed or another device of the road paver. The second component of the road construction machine in the form of a road paver can be, for example, an energy storage device or an accumulator or the primary energy source.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn das Heizsystem ein in einem ersten Kreislauf des Systems zirkulierendes erstes Arbeitsmedium und/oder ein in einem zweiten Kreislauf des Systems zirkulierendes zweites Arbeitsmedium und/oder ein in einem dritten Kreislauf des Systems zirkulierendes drittes Arbeitsmedium aufweist. Der erste Kreislauf kann geschlossen oder offen sein. In einem geschlossenen Kreislauf kann das gleiche Arbeitsmedium zirkuliert werden. In einem offenen Kreislauf kann das zirkulierende Arbeitsmedium erneuert werden, beispielsweise kann das Arbeitsmedium in den ersten Kreislauf angesaugt und nach einem Umlauf aus dem ersten Kreislauf ausgepumpt werden. Der zweite Kreislauf kann geschlossen sein. Der dritte Kreislauf kann geschlossen oder offen sein. Das erste Arbeitsmedium und/oder das dritte Arbeitsmedium kann ein gasförmiges oder flüssiges Kühlmittel bzw. Wärmeträger beinhalten. Das zweite Arbeitsmedium kann ein flüssiges Kühlmittel bzw. Wärmeträger beinhalten. Das erste Arbeitsmedium und/oder das dritte Arbeitsmedium kann Wasser, Luft oder eine Mischung aus diesen beiden sein. Die Umgebungsluft als das erste Arbeitsmedium kann mittels einer Luftströmungsmaschine bzw. einem Ventilator in den ersten Kreislauf zugeführt werden. Die Umgebungsluft kann mittels des Ventilators in einen ersten Luftführungskanal des ersten Kreislaufs zugeführt werden. Der erste Luftführungskanal kann an dem Verdampfer bzw. an einem Gehäuse des Verdampfers angeschlossen sein, so dass das erste Arbeitsmedium mit dem Verdampfer bzw. mit dem in dem Verdampfer befindlichen zweiten Arbeitsmedium in Wärmetauschkontakt ist. Der erste Luftführungskanal kann ein Teil eines Rohrs des ersten Kreislaufs sein. Das erste Arbeitsmedium kann in dem Rohr zirkuliert werden, wobei das Rohr teilweise um den Verdampfer bzw. um ein Gehäuse des Verdampfers herumgewickelt ist, so dass das erste Arbeitsmedium mit dem Verdampfer in Wärmetauschkontakt ist. Das erste Arbeitsmedium kann in dem ersten Kreislauf mittels der Luftströmungsmaschine oder einer Pumpe, beispielsweise einer Zirkulationspumpe, zirkuliert werden. Das erste Arbeitsmedium bzw. Umgebungsluft kann aus einem zweiten Luftführungskanal des ersten Kreislaufs wieder in die Umgebung abgegeben werden. Das zweite Arbeitsmedium kann mittels einer Pumpe beispielsweise mittels einer Zirkulationspumpe in dem zweiten Kreislauf zirkuliert werden. Der zweite Kreislauf kann in dem Gehäuse der Wärmepumpe angeordnet sein. Das dritte Arbeitsmedium kann in dem dritten Kreislauf mittels einer Pumpe, beispielsweise mittels einer Zirkulationspumpe, zirkuliert werden. Das dritte Arbeitsmedium kann in einer Verrohrung zirkuliert werden, wobei die Verrohrung teilweise um den Verflüssiger bzw. ein Gehäuse des Verflüssigers herumgewickelt ist. Die Verrohrung kann mittels einer druckfesten Rohrkupplung an dem Gehäuse der Wärmepumpe angeschlossen sein.It is particularly advantageous if the heating system has a first working medium circulating in a first circuit of the system and/or a second working medium circulating in a second circuit of the system and/or a third working medium circulating in a third circuit of the system. The first circuit can be closed or open. The same working medium can be circulated in a closed circuit. In an open circuit, the circulating working medium can be renewed, for example the working medium can be sucked into the first circuit and pumped out of the first circuit after one circulation. The second circuit can be closed. The third circuit can be closed or open. The first working medium and/or the third working medium can contain a gaseous or liquid coolant or heat transfer medium. The second working medium can contain a liquid coolant or heat transfer medium. The first working medium and/or the third working medium can be water, air or a mixture of the two. The ambient air as the first working medium can be fed into the first circuit by means of an air flow machine or a fan. The ambient air can be fed into a first air duct of the first circuit by means of the fan. The first air duct can be connected to the evaporator or to a housing of the evaporator so that the first working medium is in heat exchange contact with the evaporator or with the second working medium located in the evaporator. The first air duct can be part of a pipe of the first circuit. The first working medium can be circulated in the pipe, wherein the pipe is partially wound around the evaporator or around a housing of the evaporator so that the first working medium is in heat exchange contact with the evaporator. The first working medium can be circulated in the first circuit by means of the air flow machine or a pump, for example a circulation pump. The first working medium or ambient air can be released back into the environment from a second air duct of the first circuit. The second working medium can be circulated in the second circuit by means of a pump, for example by means of a circulation pump. The second circuit can be arranged in the housing of the heat pump. The third working medium can be circulated in the third circuit by means of a pump, for example by means of a circulation pump. The third working medium can be circulated in a pipework, wherein the pipework is partially wound around the condenser or a housing of the condenser. The pipework can be connected to the housing of the heat pump by means of a pressure-resistant pipe coupling.

Vorteilhaft ist es, wenn die Wärmepumpe dazu konfiguriert ist, eine erste Temperatur des zweiten Arbeitsmediums auf eine zweite Temperatur zu erhöhen. Dadurch wird eine Komponente der Straßenbaumaschine besonders effizient aufgewärmt werden.It is advantageous if the heat pump is configured to increase a first temperature of the second working medium to a second temperature. This allows a component of the road construction machine to be heated up particularly efficiently.

Vorteilhaft ist es, wenn eine Temperatur des in dem dritten Kreislauf zirkulierenden dritten Arbeitsmediums z.B. zwischen 75°C und 200°C, vorzugsweise zwischen 100°C und 150°C beträgt. Die Temperatur des dritten Arbeitsmediums kann zwischen 125°C und 175°C betragen. Die Temperatur des dritten Arbeitsmediums kann niedriger als 125°C sein. Diese Wärme kann für das Heizen der Einbaubohle des Straßenfertigers verwendet werden. Ein Druckwert des in dem dritten Kreislauf zirkulierenden dritten Arbeitsmediums kann z.B. zwischen 1 bar bis 3 bar betragen. Der zweite Druckwert kann 2 bar sein.It is advantageous if a temperature of the third working medium circulating in the third circuit is, for example, between 75°C and 200°C, preferably between 100°C and 150°C. The temperature of the third working medium can be between 125°C and 175°C. The temperature of the third working medium can be lower than 125°C. This heat can be used to heat the paving screed of the road finisher. A pressure value of the third working medium circulating in the third circuit can be, for example, between 1 bar and 3 bar. The second pressure value can be 2 bar.

Besonders effizient ist es, wenn das erste Arbeitsmedium mindestens mit einem Kühlapparat bzw. einem Kühler eines Energiespeichers der Straßenbaumaschine in Wärmetauschkontakt ist. Der Kühler kann z.B. ein Wärmetauscher sein. Der Kühler kann ein Teil bzw. eine Komponente des Heizsystems sein. Der Kühler kann an den ersten Kreislauf angeschlossen sein, so dass das erste Arbeitsmedium durch den Kühler durchfließt. Der Kühler kann ein Plattenwärmetauscher oder eine Verrohrung sein. Der Kühler kann an dem Energiespeicher angeordnet oder in den Energiespeicher integriert sein. Das erste Arbeitsmedium kann in seinem erwärmten Zustand in dem Rohr um den Verdampfer herum zirkuliert werden, um das zweite Arbeitsmedium darin zu verdampfen. Das erste Arbeitsmedium kann in seinem abgekühlten Zustand in dem ersten Kreislauf weiter zu dem Kühler zugeführt werden, und durch die Abwärme des Energiespeichers erwärmt werden. Dadurch wird die Abwärme des Energiespeichers an den Verdampfer der Wärmepumpe übertragen und zum Erzeugen von Wärme verwendet.It is particularly efficient if the first working medium is in heat exchange contact with at least one cooling device or a cooler of an energy storage unit of the road construction machine. is. The cooler can be, for example, a heat exchanger. The cooler can be a part or component of the heating system. The cooler can be connected to the first circuit so that the first working medium flows through the cooler. The cooler can be a plate heat exchanger or a pipework. The cooler can be arranged on the energy storage unit or integrated into the energy storage unit. The first working medium can be circulated in its heated state in the pipe around the evaporator in order to evaporate the second working medium therein. The first working medium can be fed further to the cooler in its cooled state in the first circuit and heated by the waste heat from the energy storage unit. The waste heat from the energy storage unit is thereby transferred to the evaporator of the heat pump and used to generate heat.

Es wäre auch vorstellbar, dass der erste Kreislauf offen ist. Hier kann die Umgebungsluft mittels des Ventilators in den Luftführungskanal des ersten Kreislaufs zugeführt werden. Eine erste Menge des ersten Arbeitsmediums kann nach einem Umlauf um den Verdampfer herum, in einem abgekühlten Zustand aus einem zweiten Luftführungskanal des ersten Kreislaufs in die Umgebung gegeben werden. Eine zweite Menge des ersten Arbeitsmediums kann in den ersten Kreislauf in einem abgekühlten Zustand weiter zirkuliert und durch den Kühler durchfließen.It would also be conceivable for the first circuit to be open. Here, the ambient air can be fed into the air duct of the first circuit by means of the fan. After circulating around the evaporator, a first quantity of the first working medium can be released into the environment in a cooled state from a second air duct of the first circuit. A second quantity of the first working medium can continue to circulate in the first circuit in a cooled state and flow through the cooler.

Vorteilhaft ist es, wenn das dritte Arbeitsmedium mit der ersten Komponente der Straßenbaumaschine in Wärmetauschkontakt ist. Das dritte Arbeitsmedium kann mit mehreren Komponenten der Straßenbaumaschine in Wärmetauschkontakt sein. Das dritte Arbeitsmedium kann mit einem Wärmetauscher in Wärmetauschkontakt sein, der dazu konfiguriert ist, mindestens die erste Komponente oder einen Teil der ersten Komponente aufzuwärmen. Das dritte Arbeitsmedium kann durch den Wärmetauscher hindurchfließen. Mindestens ein Wärmetauscher kann in der ersten Komponente oder in einem Teil der ersten Komponente integriert sein. Der Wärmetauscher kann ein Plattenwärmetauscher oder eine Verrohrung sein. Der Wärmetauscher kann z.B. an einem Glättblech und/oder einem Tamper und/oder einer Pressleiste angebracht sein. Das dritte Arbeitsmedium kann in der Verrohrung, die an dem Gehäuse der Wärmepumpe druckfest angeordnet ist, zu der ersten Komponente der Straßenbaumaschine zugeführt werden.It is advantageous if the third working medium is in heat exchange contact with the first component of the road construction machine. The third working medium can be in heat exchange contact with several components of the road construction machine. The third working medium can be in heat exchange contact with a heat exchanger that is configured to heat up at least the first component or part of the first component. The third working medium can flow through the heat exchanger. At least one heat exchanger can be integrated in the first component or part of the first component. The heat exchanger can be a plate heat exchanger or a piping. The heat exchanger can be attached, for example, to a screed and/or a tamper and/or a pressure bar. The third working medium can be supplied to the first component of the road construction machine in the piping that is arranged pressure-tight on the housing of the heat pump.

Noch zuverlässiger ist das Heizsystem, wenn das erste Arbeitsmedium und/oder das zweite Arbeitsmedium und/oder das dritte Arbeitsmedium ein Frostschutzmittel beinhaltet. Das Frostschutzmittel kann z.B. Glycerin und/oder Ethylenglycol und/oder Ethanol beinhalten.The heating system is even more reliable if the first working medium and/or the second working medium and/or the third working medium contains an antifreeze. The antifreeze can contain, for example, glycerine and/or ethylene glycol and/or ethanol.

In einer Ausführungsform ist die Wärmepumpe bzw. das Gehäuse der Wärmepumpe an der Zugmaschine angeordnet. Der Motor der Wärmepumpe kann in dem Gehäuse der Wärmepumpe angeordnet sein. Die Luftströmungsmaschine kann direkt an dem Gehäuse der Wärmepumpe oder an einer anderen Stelle der Zugmaschine angeordnet sein.In one embodiment, the heat pump or the housing of the heat pump is arranged on the tractor. The motor of the heat pump can be arranged in the housing of the heat pump. The air flow machine can be arranged directly on the housing of the heat pump or at another location on the tractor.

In einer besonders platzsparenden Ausführungsform ist die Wärmepumpe bzw. das Gehäuse der Wärmepumpe an der ersten Komponente angeordnet. Dies hat den Vorteil, eine Zuführstrecke des dritten Arbeitsmediums von der Wärmepumpe zu der ersten Komponente bzw. dem an der ersten Komponente angeordneten Wärmetauscher abzukürzen. Das kann einen Wärmeverlust entlang der Zuführstrecke verringern oder verhindern.In a particularly space-saving embodiment, the heat pump or the housing of the heat pump is arranged on the first component. This has the advantage of shortening a supply path of the third working medium from the heat pump to the first component or the heat exchanger arranged on the first component. This can reduce or prevent heat loss along the supply path.

In einer Ausführungsform ist die Straßenbaumaschine ein Straßenfertiger, wobei die erste Komponente eine Einbaubohle des Straßenfertigers ist. Die Einbaubohle kann an einem Maschinenrahmen der Zugmaschine des Straßenfertigers befestigt sein. Das Heizsystem kann dazu konfiguriert sein, mindestens einen Teil der Einbaubohle und/oder mindestens eine andere Komponente des Straßenfertigers sowie einen Gutbunker und eine Fördervorrichtung aufzuwärmen. Die Komponente der Einbaubohle kann ein Glättblech und/oder ein Tamper und/oder eine Pressleiste sein. Der Wärmetauscher kann auf dem Glättblech und/oder einem Tamper und/oder einer Pressleiste eines Bohlengrundkörpers oder eines Bohlenausziehteils der Einbaubohle angebracht sein. Der Wärmetauscher kann eine Verrohrung oder ein Plattenwärmetauscher sein. Der Wärmetauscher kann an der Einbaubohle so angeordnet sein, dass er mit dem Einbaumaterial in Kontakt kommt. Der Wärmetauscher kann in dem Glättblech und/oder in dem Tamper und/oder in der Pressleiste eines Bohlengrundkörpers oder eines Bohlenausziehteils der Einbaubohle integriert sein.In one embodiment, the road construction machine is a road paver, wherein the first component is a paving screed of the road paver. The paving screed can be attached to a machine frame of the tractor of the road paver. The heating system can be configured to heat at least a part of the paving screed and/or at least one other component of the road paver as well as a material hopper and a conveyor device. The component of the paving screed can be a screed plate and/or a tamper and/or a pressure bar. The heat exchanger can be attached to the screed plate and/or a tamper and/or a pressure bar of a screed base body or a screed extension part of the paving screed. The heat exchanger can be a piping or a plate heat exchanger. The heat exchanger can be arranged on the paving screed so that it comes into contact with the paving material. The heat exchanger can be integrated in the screed plate and/or in the tamper and/or in the pressure bar of a screed base body or a screed extension part of the paving screed.

Die Straßenbaumaschine kann alternativ ein Beschickerfahrzeug sein. Das Heizsystem kann dazu konfiguriert sein, mindestens eine Komponente des Beschickerfahrzeugs sowie einen Gutbunker und/oder eine Fördervorrichtung aufzuwärmen.The road construction machine may alternatively be a feeder vehicle. The heating system may be configured to heat at least one component of the feeder vehicle as well as a material hopper and/or a conveyor device.

Die Erfindung bezieht sich weiter auf ein Verfahren zum Betreiben eines Heizsystems einer Straßenbaumaschine in Form eines Straßenfertigers zum Herstellen einer Einbauschicht oder in Form eines Beschickerfahrzeugs zum Fördern von Einbaumaterial zu einem Straßenfertiger, wobei die Straßenbaumaschine eine Zugmaschine, eine Primärantriebsquelle, ein Chassis und einen Gutbunker aufweist, wobei das Heizsystem eine Wärmepumpe aufweist, wobei das Verfahren die folgenden Verfahrensschritte umfasst: Zirkulieren eines ersten Arbeitsmediums in einem ersten Kreislauf, Übertragen einer Wärme von dem ersten Arbeitsmedium auf ein in einem zweiten Kreislauf zirkulierendes zweites Arbeitsmedium, Erhöhen einer ersten Temperatur des zweiten Arbeitsmediums auf eine zweite Temperatur durch Verdichten das zweiten Arbeitsmediums, Übertragen einer Wärme von dem zweiten Arbeitsmedium auf ein in einem dritten Kreislauf zirkulierendes drittes Arbeitsmedium, Übertragen einer Wärme von dem dritten Arbeitsmedium auf eine erste Komponente der Straßenbaumaschine. Sämtliche Merkmale, die oben in Zusammenhang mit dem Heizsystem der Straßenbaumaschine offenbart sind, können einzeln oder zusammen in diesem Verfahren zum Einsatz kommen oder umgekehrt.The invention further relates to a method for operating a heating system of a road construction machine in the form of a road finisher for producing a paving layer or in the form of a feeder vehicle for conveying paving material to a road finisher, the road construction machine having a tractor, a primary drive source, a chassis and a material hopper, the heating system having a heat pump, the method comprising the following method steps: circulating a first working medium in a first circuit, transferring heat from the first working medium to a second working medium circulating in a second circuit, increasing a first temperature of the second working medium to a second temperature by compressing the second working medium, transferring heat from the second working medium to a third working medium circulating in a third circuit, transferring heat from the third working medium to a first component of the road construction machine. All features disclosed above in connection with the heating system of the road construction machine can be used individually or together in this method or vice versa.

Die Erfindung bezieht sich weiter auf eine Verwendung von einer Umgebungsluftwärme und/oder Abwärme eines Kühlsystems einer Straßenbaumaschine in Form eines Straßenfertigers oder eines Beschickerfahrzeugs für das Heizen eines Arbeitsaggregats der Straßenbaumaschine. Sämtliche Merkmale, die oben in Zusammenhang mit dem Heizsystem der Straßenbaumaschine oder mit dem Verfahren zum Heizen einer Komponente einer Straßenbaumaschine offenbart sind, können einzeln oder zusammen in dieser Verwendung zum Einsatz kommen oder umgekehrt.The invention further relates to a use of ambient air heat and/or waste heat from a cooling system of a road construction machine in the form of a road finisher or a feeder vehicle for heating a working unit of the road construction machine. All features disclosed above in connection with the heating system of the road construction machine or with the method for heating a component of a road construction machine can be used individually or together in this use, or vice versa.

Ausführungsformen gemäß der Erfindung werden durch die folgenden Figuren gezeigt. Dabei zeigen:

  • Fig. 1 eine schematische Perspektivansicht einer Straßenbaumaschine in Form eines Straßenfertigers,
  • Fig. 2 eine schematische Perspektivansicht einer Straßenbaumaschine in Form eines Beschickerfahrzeugs,
  • Fig. 3 eine schematische Darstellung einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Heizsystems,
  • Fig. 4 eine schematische Darstellung einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Heizsystems,
  • Fig. 5 eine schematische Darstellung einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Heizsystems,
  • Fig. 6 eine schematische Darstellung einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Heizsystems,
  • Fig. 7 eine schematische Darstellung einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Heizsystems.
Embodiments according to the invention are shown by the following figures.
  • Fig.1 a schematic perspective view of a road construction machine in the form of a road paver,
  • Fig.2 a schematic perspective view of a road construction machine in the form of a feeder vehicle,
  • Fig.3 a schematic representation of an embodiment of the heating system according to the invention,
  • Fig.4 a schematic representation of another embodiment of the heating system according to the invention,
  • Fig.5 a schematic representation of another embodiment of the heating system according to the invention,
  • Fig.6 a schematic representation of another embodiment of the heating system according to the invention,
  • Fig.7 a schematic representation of another embodiment of the heating system according to the invention.

Figur 1 zeigt in perspektivischer Ansicht von schräg hinten eine Straßenbaumaschine 1, bei der es sich um einen Straßenfertiger 2 zur Herstellung einer Einbauschicht ES handelt. Der Straßenfertiger 2 ist selbstfahrend. Der Straßenfertiger 2 hat eine Zugmaschine M, eine Primärantriebsquelle 3, ein Chassis 4, einen Gutbunker 5 zur Aufnahme eines Einbaumaterials B (Asphaltmischgut), einen Bedienstand 6, ein Fahrerdach 7, eine an dem Chassis 4 höhenverstellbar gelagerte und in Fahrtrichtung R geschleppte Einbaubohle 8, eine Fördereinheit 9 um das Einbaumaterial B aus einem Gutbunker 5 des Straßenfertigers 2 der Einbaubohle 8 zu einer Querverteilervorrichtung 10 der Straßenbaumaschine 1 zur Verfügung zu stellen. Der Straßenfertiger 2 umfasst ein erfindungsgemäßes Heizsystem 11. Das Heizsystem 11 ist mindestens dazu konfiguriert, eine erste Komponente 12 des Straßenfertigers 2, z.B. die Einbaubohle 8, aufzuwärmen. Figure 1 shows a perspective view from behind of a road construction machine 1, which is a road paver 2 for producing a paving layer ES. The road paver 2 is self-propelled. The road paver 2 has a tractor M, a primary drive source 3, a chassis 4, a material hopper 5 for receiving a paving material B (asphalt mix), an operator's station 6, a driver's roof 7, a paving screed 8 mounted on the chassis 4 so that its height is adjustable and towed in the direction of travel R, a conveyor unit 9 for making the paving material B available from a material hopper 5 of the road paver 2 to the paving screed 8 to a transverse distribution device 10 of the road construction machine 1. The road paver 2 comprises a heating system 11 according to the invention. The heating system 11 is configured at least to heat up a first component 12 of the road paver 2, e.g. the paving screed 8.

Figur 2 zeigt in perspektivischer Ansicht von schräg hinten eine Straßenbaumaschine 1, bei der es sich um ein Beschickerfahrzeug 13 zum Fördern von Einbaumaterial B' zu einem hinterherfahrenden Straßenfertiger 2 handelt. Das Beschickerfahrzeug 13 ist selbstfahrend und umfasst eine Zugmaschine M', eine Primärantriebsquelle 3' ein Chassis 4', einen Gutbunker 5' zur Aufnahme des Einbaumaterials B', einen Bedienstand 6', ein Fahrerdach 7', eine Fördereinheit 9' um das Einbaumaterial B', aus dem Gutbunker 5' des Beschickerfahrzeugs 13 in den Gutbunker 5' des Straßenfertigers 2 zu transportieren. Das Beschickerfahrzeug 13 umfasst ein erfindungsgemäßes Heizsystem 11'. Das Heizsystem 11' ist mindestens dazu konfiguriert, eine erste Komponente 12' des Beschickerfahrzeugs 13 aufzuwärmen, z.B. den Gutbunker 5'. Figure 2 shows a perspective view from behind of a road construction machine 1, which is a feeder vehicle 13 for conveying paving material B' to a following Road finisher 2. The feeder vehicle 13 is self-propelled and comprises a tractor M', a primary drive source 3', a chassis 4', a material hopper 5' for receiving the paving material B', an operator's station 6', a driver's roof 7', a conveyor unit 9' for transporting the paving material B' from the material hopper 5' of the feeder vehicle 13 into the material hopper 5' of the road finisher 2. The feeder vehicle 13 comprises a heating system 11' according to the invention. The heating system 11' is configured at least to heat up a first component 12' of the feeder vehicle 13, e.g. the material hopper 5'.

Figur 3 zeigt eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Heizsystems 11, 11'. Das Heizsystem 11, 11' offenbart eine Wärmepumpe 14, 14' umfassend einen Verdampfer 15, 15', einen Verflüssiger 16, 16', einen Verdichter 17, 17', ein Expansionsventil 18, 18' und einen Elektromotor 19, 19', die in einem Gehäuse 20, 20' der Wärmepumpe 14, 14' angeordnet sind. Das Gehäuse 20, 20' ist an der Zugmaschine M, M' angeordnet. In einem ersten Kreislauf 21, 21' des Heizsystems 11, 11' wird ein erstes Arbeitsmedium 22, 22' bzw. Luft zirkuliert. Die Umgebungsluft wird mittels einer Luftströmungsmaschine 23, 23' in einen ersten Luftführungskanal 24, 24' eines Rohrs 25, 25' des ersten Kreislaufs 21 zugeführt und aus einem zweiten Luftführungskanal 26, 26' abgeführt. Das erste Arbeitsmedium 22, 22' wird in dem Rohr 25, 25' des ersten Kreislaufs 21 zirkuliert, beispielweise mittels einer Pumpe (nicht gezeigt). Ein Teil des Rohrs 25, 25' ist für den Wärmetausch um den Verdampfer 15, 15' herumgewickelt. Figure 3 shows an embodiment of the heating system 11, 11' according to the invention. The heating system 11, 11' discloses a heat pump 14, 14' comprising an evaporator 15, 15', a condenser 16, 16', a compressor 17, 17', an expansion valve 18, 18' and an electric motor 19, 19', which are arranged in a housing 20, 20' of the heat pump 14, 14'. The housing 20, 20' is arranged on the tractor M, M'. A first working medium 22, 22' or air is circulated in a first circuit 21, 21' of the heating system 11, 11'. The ambient air is fed into a first air duct 24, 24' of a pipe 25, 25' of the first circuit 21 by means of an air flow machine 23, 23' and discharged from a second air duct 26, 26'. The first working medium 22, 22' is circulated in the pipe 25, 25' of the first circuit 21, for example by means of a pump (not shown). A part of the pipe 25, 25' is wound around the evaporator 15, 15' for heat exchange.

Die Wärme der Umgebungsluft verdampft ein in einem zweiten Kreislauf 27, 27' des Heizsystems 11, 11' zirkulierendes zweites Arbeitsmedium 28, 28' in dem Verdampfer 15, 15'. Das zweite Arbeitsmedium 28, 28' wird in einem gasförmigen Zustand dem Verdichter 17, 17' zugeführt und mittels des Verdichters 17, 17' komprimiert und dadurch aufgeheizt. Hier wird eine erste Temperatur T1, T1' des zweiten Arbeitsmediums 28, 28' auf eine zweite Temperatur T2, T2' erhöht. In dem Verflüssiger 16, 16' wird das zweite Arbeitsmedium 28, 28' kondensiert, so dass die Wärme des zweiten Arbeitsmediums 28, 28' in die Umgebung abgegeben wird. Das zweite Arbeitsmedium 28, 28' wird in einem flüssigen Zustand weiter zu dem Expansionsventil 18, 18' zugeführt. Mittels des Expansionsventils 18, 18' wird ein Druckniveau des zweiten Arbeitsmediums 28, 28' verringert und das zweite Arbeitsmedium 28, 28' wird weiter abgekühlt.The heat of the ambient air evaporates a second working medium 28, 28' circulating in a second circuit 27, 27' of the heating system 11, 11' in the evaporator 15, 15'. The second working medium 28, 28' is fed to the compressor 17, 17' in a gaseous state and compressed by the compressor 17, 17' and thereby heated. Here, a first temperature T1, T1' of the second working medium 28, 28' is increased to a second temperature T2, T2'. The second working medium 28, 28' is condensed in the condenser 16, 16' so that the heat of the second working medium 28, 28' is released into the environment. The second working medium 28, 28' is fed further to the expansion valve 18, 18' in a liquid state. By means of the expansion valve 18, 18', a pressure level of the second working medium 28, 28' is reduced and the second working medium 28, 28' is further cooled.

Der Elektromotor 19, 19' wird von einem Wechselrichter W, W' eines Energiespeichers 29, 29' des Straßenfertigers 2 elektrisch versorgt.The electric motor 19, 19' is electrically supplied by an inverter W, W' of an energy storage unit 29, 29' of the road paver 2.

In einem dritten Kreislauf 30, 30' des Heizsystems 11, 11' wird ein drittes Arbeitsmedium 31, 31' bzw. eine Flüssigkeit umfassend beispielsweise Wasser und Frostschutzmittel in einer Verrohrung 32, 32' beispielweise mittels einer Pumpe (nicht gezeigt) zirkuliert. Ein Teil der Verrohrung 32, 32' ist um den Verflüssiger 16, 16' herumgewickelt. Ein Teil der Verrohrung 32, 32' befindet sich außerhalb des Gehäuses 20, 20' und ein Teil der Verrohrung 32, 32' ist an dem Gehäuse 20, 20' befestigt. Das zweite Arbeitsmedium 28, 28' in dem Verflüssiger 16, 16' überträgt seine Wärme teilweise auf das dritte Arbeitsmedium 31, 31' und kühlt dabei ab. Das erwärmte dritte Arbeitsmedium 31, 31' wird zu einem Wärmetauscher 33, 33'zugeführt. Das dritte Arbeitsmedium 31, 31' wird durch den Wärmetauscher 33, 33' hindurchgeflossen und die Komponente 12, 12' aufgewärmt. Der Wärmetauscher 33 kann an der ersten Komponente 12, des Straßenfertigers 2 beispielweise an einem Glättblech 34 der Einbaubohle 8 angeordnet sein. Der Wärmetauscher 33' kann an der ersten Komponente 12' des Beschickerfahrzeugs 13 beispielweise an dem Gutbunker 5' angeordnet sein. Anschließend wird das dritte Arbeitsmedium 31, 31' zu dem Verflüssiger 16, 16' abgeführt und da wieder aufgewärmt. Eine Temperatur T des in dem dritten Kreislauf zirkulierenden dritten Arbeitsmediums kann bis zu 125°C erreichen.In a third circuit 30, 30' of the heating system 11, 11', a third working medium 31, 31' or a liquid comprising, for example, water and antifreeze is circulated in a piping 32, 32', for example by means of a pump (not shown). Part of the piping 32, 32' is wound around the condenser 16, 16'. Part of the piping 32, 32' is located outside the housing 20, 20' and part of the piping 32, 32' is attached to the Housing 20, 20'. The second working medium 28, 28' in the condenser 16, 16' transfers some of its heat to the third working medium 31, 31' and cools down in the process. The heated third working medium 31, 31' is fed to a heat exchanger 33, 33'. The third working medium 31, 31' flows through the heat exchanger 33, 33' and the component 12, 12' is heated up. The heat exchanger 33 can be arranged on the first component 12 of the road finisher 2, for example on a screed 34 of the paving screed 8. The heat exchanger 33' can be arranged on the first component 12' of the feeder vehicle 13, for example on the material bunker 5'. The third working medium 31, 31' is then discharged to the condenser 16, 16' and warmed up again there. A temperature T of the third working medium circulating in the third circuit can reach up to 125°C.

Figur 4 zeigt eine weitere Ausführungsform des erfindungsgemäßen Heizsystems 11, 11'. Diese Ausführungsform unterscheidet sich von der in der Figur 3 dargestellten Ausführungsform, indem das Heizsystem 11, 11' während des Aufwärmens der ersten Komponente 12, 12' eine zweite Komponente 35, 35' der Straßenbaumaschine 1 abkühlt. Hier wird die Abwärme der zweiten Komponente 35, 35' als eine Wärmequelle 36, 36' für das Heizsystem 11, 11' verwendet. Die zweite Komponente 35, 35' kann ein Energiespeicher 29, 29' sein. Das in dem ersten Kreislauf 21, 21' zirkulierende erste Arbeitsmedium 22, 22' wird durch den Wärmetauschkontakt mit dem Verdampfer 15, 15' in der Wärmepumpe 14, 14' abgekühlt und zu einem Kühler 37, 37' des Energiespeichers 29, 29' zugeführt. Das erste Arbeitsmedium 22, 22' in seinem abgekühlten Zustand wird den Energiespeicher 29, 29' abkühlen und wird dadurch erwärmt. Das erste Arbeitsmedium 22, 22' wird in seinem erwärmten Zustand der Wärmepumpe 14, 14' zugeführt und wird seine Wärme durch den Wärmetauschkontakt mit dem Verdampfer 15, 15' auf das zweite Arbeitsmedium 28, 28' übertragen. Wie oben beschrieben wird das dritte Arbeitsmedium 31, 31' durch die Wärmepumpe 14, 14' aufgewärmt und gibt wiederum seine Wärme mittels des Wärmetauschers 33, 33' auf die erste Komponente 12, 12' ab. Figure 4 shows a further embodiment of the heating system 11, 11' according to the invention. This embodiment differs from that shown in the Figure 3 illustrated embodiment, in that the heating system 11, 11' cools a second component 35, 35' of the road construction machine 1 while the first component 12, 12' is warming up. Here, the waste heat of the second component 35, 35' is used as a heat source 36, 36' for the heating system 11, 11'. The second component 35, 35' can be an energy store 29, 29'. The first working medium 22, 22' circulating in the first circuit 21, 21' is cooled by the heat exchange contact with the evaporator 15, 15' in the heat pump 14, 14' and fed to a cooler 37, 37' of the energy store 29, 29'. The first working medium 22, 22' in its cooled state will cool the energy store 29, 29' and is thereby heated. The first working medium 22, 22' is fed to the heat pump 14, 14' in its heated state and its heat is transferred to the second working medium 28, 28' through the heat exchange contact with the evaporator 15, 15'. As described above, the third working medium 31, 31' is heated by the heat pump 14, 14' and in turn transfers its heat to the first component 12, 12' by means of the heat exchanger 33, 33'.

Figur 5 zeigt eine weitere Ausführungsform des erfindungsgemäßen Heizsystems 11, 11'. Diese Ausführungsform unterscheidet sich von der in der Figur 4 dargestellten Ausführungsform, indem der erste Kreislauf 21, 21' an dem Kühler 37, 37' des Energiespeichers 29, 29' angeschlossen ist, um die Abwärme des Energiespeichers 29, 29' für das Verdampfen des zweiten Arbeitsmedium 28, 28'zu verwenden. An dem ersten Kreislauf 21, 21' ist die Luftströmungsmaschine 23, 23' angeschlossen, um die Umgebungsluft in einen dritten Luftführungskanal 38, 38' des ersten Kreislaufs 21, 21' zuzuführen und aus einem vierten Luftführungskanal 39, 39' wieder in die Umgebung zu geben. Figure 5 shows a further embodiment of the heating system 11, 11' according to the invention. This embodiment differs from that shown in the Figure 4 illustrated embodiment, in that the first circuit 21, 21' is connected to the cooler 37, 37' of the energy storage device 29, 29' in order to use the waste heat of the energy storage device 29, 29' for evaporating the second working medium 28, 28'. The air flow machine 23, 23' is connected to the first circuit 21, 21' in order to feed the ambient air into a third air duct 38, 38' of the first circuit 21, 21' and to release it back into the environment from a fourth air duct 39, 39'.

Figur 6 zeigt eine weitere Ausführungsform des erfindungsgemäßen Heizsystems 11 für den Straßenfertiger 2. Diese Ausführungsform unterscheidet sich von der in der Figur 4 dargestellten Ausführungsform, indem die Wärmepumpe 14 an der Einbaubohle 8 des Straßenfertigers 2 angeordnet ist. Figure 6 shows a further embodiment of the heating system 11 according to the invention for the road finisher 2. This embodiment differs from the one shown in the Figure 4 illustrated embodiment, in which the heat pump 14 is arranged on the paving screed 8 of the road finisher 2.

Figur 7 zeigt eine weitere Ausführungsform des erfindungsgemäßen Heizsystems 11 für den Straßenfertiger 2. Diese Ausführungsform unterscheidet sich von der in der Figur 3 dargestellten Ausführungsform, indem die Wärmepumpe 14 an der Einbaubohle 8 des Straßenfertigers 2 angeordnet ist. Figure 7 shows a further embodiment of the heating system 11 according to the invention for the road finisher 2. This embodiment differs from the one shown in the Figure 3 illustrated embodiment, in which the heat pump 14 is arranged on the paving screed 8 of the road finisher 2.

Claims (15)

Straßenbaumaschine (1) in Form eines Straßenfertigers (2) zum Herstellen einer Einbauschicht (ES) oder Beschickerfahrzeugs (13) zum Fördern von Einbaumaterial (B, B') zu einem Straßenfertiger (2), wobei die Straßenbaumaschine (1) eine Zugmaschine (11, 11'), eine Primärantriebsquelle (3, 3'), ein Chassis (4, 4'), einen Gutbunker (5, 5') und ein Heizsystem (11, 11') umfasst,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Heizsystem (11, 11') eine Wärmepumpe (14, 14') aufweist.Road construction machine (1) in the form of a road finisher (2) for producing a paving layer (ES) or feeder vehicle (13) for conveying paving material (B, B') to a road finisher (2), the road construction machine (1) comprising a tractor (11, 11'), a primary drive source (3, 3'), a chassis (4, 4'), a material bunker (5, 5') and a heating system (11, 11'),
characterized in that
the heating system (11, 11') has a heat pump (14, 14'). Straßenbaumaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Straßenbaumaschine (1) ein Straßenfertiger (2) ist, wobei das Heizsystem (11, 11') dazu konfiguriert ist, eine Einbaubohle (8) des Straßenfertigers (2) zu heizen.Road construction machine according to claim 1, characterized in that the road construction machine (1) is a road paver (2), wherein the heating system (11, 11') is configured to heat a screed (8) of the road paver (2). Straßenbaumaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Straßenbaumaschine (1) dazu konfiguriert ist, die Primärantriebsquelle (3, 3') von einem Energiespeicher (29, 29') der Straßenbaumaschine (1) zu versorgen, wobei das Heizsystem (11, 11') dazu konfiguriert ist, den Energiespeicher (29, 29') abzukühlen.Road construction machine according to claim 1 or 2, characterized in that the road construction machine (1) is configured to supply the primary drive source (3, 3') from an energy storage device (29, 29') of the road construction machine (1), wherein the heating system (11, 11') is configured to cool the energy storage device (29, 29'). Straßenbaumaschine nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmepumpe (14, 14') mindestens einen Verdampfer (15, 15'), einen Verflüssiger (16, 16'), einen Verdichter (17, 17') und/oder ein Expansionsventil (18, 18') aufweist.Road construction machine according to one of the preceding claims, characterized in that the heat pump (14, 14') has at least one evaporator (15, 15'), a condenser (16, 16'), a compressor (17, 17') and/or an expansion valve (18, 18'). Straßenbaumaschine nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Heizsystem (11, 11') dazu konfiguriert ist, mindestens eine erste Komponente (12, 12') der Straßenbaumaschine (1) aufzuwärmen und mindestens eine zweite Komponente (35, 35') der Straßenbaumaschine (1) abzukühlen.Road construction machine according to one of the preceding claims, characterized in that the heating system (11, 11') is configured to heat up at least a first component (12, 12') of the road construction machine (1) and to cool down at least a second component (35, 35') of the road construction machine (1). Straßenbaumaschine nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Heizsystem (11, 11') ein in einem ersten Kreislauf (21, 21') des Heizsystems (11, 11') zirkulierendes erstes Arbeitsmedium (22, 22') und/oder ein in einem zweiten Kreislauf (27, 27') des Heizsystems (11, 11') zirkulierendes zweites Arbeitsmedium (28, 28') und/oder ein in einem dritten Kreislauf (30, 30') des Heizsystems (11, 11') zirkulierendes drittes Arbeitsmedium (31, 31') aufweist.Road construction machine according to one of the preceding claims, characterized in that the heating system (11, 11') has a first working medium (22, 22') circulating in a first circuit (21, 21') of the heating system (11, 11') and/or a second working medium (28, 28') circulating in a second circuit (27, 27') of the heating system (11, 11') and/or a third working medium (31, 31') circulating in a third circuit (30, 30') of the heating system (11, 11'). Straßenfertiger nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmepumpe (14, 14') dazu konfiguriert ist, eine erste Temperatur (T1, T1') des zweiten Arbeitsmediums (28, 28') auf eine zweite Temperatur (T2, T2') zu erhöhen.Road finisher according to claim 6, characterized in that the heat pump (14, 14') is configured to increase a first temperature (T1, T1') of the second working medium (28, 28') to a second temperature (T2, T2'). Straßenfertiger nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass eine Temperatur (T) des in dem dritten Kreislauf (30, 30') zirkulierenden dritten Arbeitsmediums (31, 31') zwischen 75°C und 200°C, vorzugsweise zwischen 100°C und 150°C beträgt.Road finisher according to claim 6 or 7, characterized in that a temperature (T) of the third working medium (31, 31') circulating in the third circuit (30, 30') is between 75°C and 200°C, preferably between 100°C and 150°C. Straßenbaumaschine nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Heizsystem (11, 11') dazu konfiguriert ist, das erste Arbeitsmedium (22, 22') mittels einer Luftströmungsmaschine (23, 23') in den ersten Kreislauf (21, 21') zuzuführen.Road construction machine according to one of claims 6 to 8, characterized in that the heating system (11, 11') is configured to supply the first working medium (22, 22') into the first circuit (21, 21') by means of an air flow machine (23, 23'). Straßenbaumaschine nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Arbeitsmedium (22, 22') mindestens mit einem Kühler (37, 37') eines Energiespeichers (29, 29') der Straßenbaumaschine (1) in Wärmetauschkontakt ist.Road construction machine according to one of claims 6 to 9, characterized in that the first working medium (22, 22') is in heat exchange contact with at least one cooler (37, 37') of an energy storage device (29, 29') of the road construction machine (1). Straßenbaumaschine nach einem der Ansprüche 6 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das dritte Arbeitsmedium (31, 31') mit der ersten Komponente (12, 12') in Wärmetauschkontakt ist.Road construction machine according to one of claims 6 to 10, characterized in that the third working medium (31, 31') is in heat exchange contact with the first component (12, 12'). Straßenbaumaschine nach einem der Ansprüche 6 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Arbeitsmedium (22, 22') und/oder das zweite Arbeitsmedium (28, 28') und/oder das dritte Arbeitsmedium (31, 31') ein Frostschutzmittel beinhaltet.Road construction machine according to one of claims 6 to 11, characterized in that the first working medium (22, 22') and/or the second working medium (28, 28') and/or the third working medium (31, 31') contains an antifreeze. Straßenbaumaschine nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmepumpe (14, 14') an der Zugmaschine (11, 11') angeordnet ist.Road construction machine according to one of the preceding claims, characterized in that the heat pump (14, 14') is arranged on the tractor (11, 11'). Straßenbaumaschine nach einem der Ansprüche 3 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmepumpe (14, 14') an der ersten Komponente (12, 12') angeordnet ist.Road construction machine according to one of claims 3 to 11, characterized in that the heat pump (14, 14') is arranged on the first component (12, 12'). Verfahren zum Betreiben eines Heizsystems (11, 11') einer Straßenbaumaschine (1) in Form eines Straßenfertigers (2) zum Herstellen einer Einbauschicht (ES) oder in Form eines Beschickerfahrzeugs (13) zum Fördern von Einbaumaterial (B, B') zu einem Straßenfertiger (2), wobei die Straßenbaumaschine (1) eine Zugmaschine (11, 11'), eine Primärantriebsquelle (3, 3'), ein Chassis (4, 4') und einen Gutbunker (5, 5') aufweist, wobei das Heizsystem (11, 11') eine Wärmepumpe (14, 14') aufweist, wobei das Verfahren die folgenden Verfahrensschritte umfasst: - Zirkulieren eines ersten Arbeitsmediums (22, 22') in einem ersten Kreislauf (21, 21'), - Übertragen einer Wärme von dem ersten Arbeitsmedium (22, 22') auf ein in einem zweiten Kreislauf (27, 27') zirkulierendes zweites Arbeitsmedium (28, 28'), - Erhöhen einer ersten Temperatur (T1, T1') des zweiten Arbeitsmediums (22, 22') auf eine zweite Temperatur (T2, T2') durch Verdichten des zweiten Arbeitsmediums (22, 22'), - Übertragen einer Wärme von dem zweiten Arbeitsmedium (28, 28') auf ein in einem dritten Kreislauf (30, 30') zirkulierendes drittes Arbeitsmedium (31, 31'), - Übertragen einer Wärme von dem dritten Arbeitsmedium (31, 31') auf eine erste Komponente (12, 12') der Straßenbaumaschine (1). Method for operating a heating system (11, 11') of a road construction machine (1) in the form of a road finisher (2) for producing a paving layer (ES) or in the form of a feeder vehicle (13) for conveying paving material (B, B') to a road finisher (2), wherein the road construction machine (1) has a tractor (11, 11'), a primary drive source (3, 3'), a chassis (4, 4') and a material bunker (5, 5'), wherein the heating system (11, 11') has a heat pump (14, 14'), wherein the method comprises the following method steps: - circulating a first working medium (22, 22') in a first circuit (21, 21'), - transferring heat from the first working medium (22, 22') to a second working medium (28, 28') circulating in a second circuit (27, 27'), - increasing a first temperature (T1, T1') of the second working medium (22, 22') to a second temperature (T2, T2') by compressing the second working medium (22, 22'), - transferring heat from the second working medium (28, 28') to a third working medium (31, 31') circulating in a third circuit (30, 30'), - Transferring heat from the third working medium (31, 31') to a first component (12, 12') of the road construction machine (1).
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