CN100449252C - 多级热交换器装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种多级热交换器装置(1)，它具有一个初级侧(3)和一个次级侧(4)，初级侧(3)和次级侧(4)处于导热连接中，并且可以沿着相反的方向流通，其中初级侧(3)具有至少两个沿流动方向错开的供给点(11、12)，并且设置了一个阀机构，该阀机构与温度传感器机构相互作用，并控制通过初级侧(3)的载热流体流。希望能够实现对次级侧(4)的出口(6)处的温度进行稳定地调节。为此该阀机构对于每个供给点(11、12)都具有一个自己的阀(16、17)。
Description
本发明涉及一种具有处于热传递连接中的、并且可以沿反方向流通的初级侧和次级侧的多级热交换器装置，其中该初级侧具有至少两个沿流动方向错开的供给点，并且设置一个阀机构，该阀机构与温度传感器机构共同作用并控制通过初级侧的载热流体流。
这种多级热交换器装置例如在DE 19702897C2中已经公开。这里对于次级侧上的工业用水的栓塞通过一个阀打开热源的回流，从而热交换器的初级侧由来自热源的热水流过.根据初级侧的载热介质的始流温度由温度传感器控制三通阀.借助于该阀将载热介质-通常是热水-导引通过热交换器中的一个或者多个管段.由此扩大或者缩小初级侧和次级侧之间的有效传热面.也可以根据初级侧上的温度来调节热交换器的容量，这同样得到了次级侧上的工业用水系统的温度预调，更确切地说通过根据热源的始流温度缩短或者延长热交换器的热长度.由此使得热交换器容量与当前的需求相适配，并且对于工业用水温度改善了其稳定性.
但是已经表明，这种系统是比较迟钝的.
本发明的任务是实现次级侧出口处温度的稳定调节.
该任务在开头所述类型的多级热交换器装置的情况下如此解决，阀机构对于每个供给点具有自己的阀.
应用多个阀-其可以相应构造地较小-允许更快地调节以及更好的稳定性.此外构造多个阀-其原则上可以是简单的节流阀-比使用三通阀成本更低廉，三通阀具有复杂的构造.使用这种新的结构方案可以将载热介质流不仅按照三通阀的形式分配到热交换器装置的初级侧，更确切地说也可以为所有供给点供给载热流体.由此例如可以对于次级侧的低热消耗可以只给一个位于初级侧的第一供给点下游的供给点供给载热流体.因为相应的阀只调节小的通流量，实现了更好的稳定性，因为小的阀可以更简单且更快速地调节。也有一种更小的“有效”热交换器，并由此有更小的加强件.由此调节更快速且更稳定.对于次级侧出口处较大的热消耗可以将载热流体流导引通过整个初级侧.最后也可以为所有的供给点同时供给载热流体，从而实现了次级侧附加的热加载。这种能量供给的分级增加也实现了一种更稳定的调节，因为下冲和上冲在上述组合方案的情况下最小化了.
温度传感器机构最好具有至少一个温度传感器，其检测次级侧的流体的温度。由此可以根据次级侧的流体的温度来控制初级侧的载热流体的流入.
温度传感器机构最好具有与供给点相应数量的温度传感器，其设置在次级侧。由此可以更好地检测初级侧对次级侧的温度影响.
当温度传感器在初级侧上的供给点区域中检测次级侧上的温度时是特别适合的.由此可以更好地检测通过初级侧上的各供给点输入的载热流体的作用.由此实现了精确得多的调节.
在此特别优选每个温度传感器对应一个阀.也就是温度传感器的数量与阀的数量相对应.例如每个阀可以通过其所属的温度传感器来控制.在必要时，当遵守特定的等级时是有利的.一种可能的操作方法在于，首先只操作向初级侧上的处于最下游的供给点进行供给的阀.只有当该阀完全打开，并且温度还不够，才打开一个阀，该阀向位于其上游的供给点进行供给。通过这种方式得到一种分级的操作方法，其可以比较快地在次级侧产生期望的温度。
在一种替代的结构方案中，温度传感器与一个共同的控制机构连接，该控制机构控制阀.然后控制机构可以从所有温度信息中获得热需求，然后可以实现载热流体在初级侧上的另一种分配，以便在次级侧的出口处获得期望的工业用水温度.
最好至少一个与沿着流动方向布置在第一供给点下游的供给点连接的阀与压差调节器相组合，该压差调节器通过阀保持恒定的压力.借助于这种结构方案，载热流体通过阀的供给以及由此原理上热量通过该阀的供给仅仅取决于该阀的开口度.这显著简化了调节.
下面根据优选的实施例结合附图来详细描述本发明。
附图示出：
图1示出了多级热交换器装置的一种第一结构方案；
图2示出了热交换器装置的一种第二结构方案；
图3示出了热交换器装置的一种第三结构方案.
图1示出了热交换器装置1，它具有一个热交换器2，该热交换器具有一个初级侧3和一个次级侧4.初级侧3和次级侧4在此仅仅示意性地示出。它们相互之间处于传热连接中，从而由载热流体输送到初级侧3的热量可以传输到次级侧4上的另一种流体、例如工业用水。如通过箭头所示，沿着第一方向流过初级侧(在图1的视图中：从右向左)，并沿相反的方向流过次级侧4.工业用水通过入口5输入次级侧4，并在出口6处接收。通过始流7向初级侧输入载热流体、例如来自区域供暖设备的热水，并通过回流8接收。
始流7分成两个分支管路9、10，其中第一分支管路9与初级侧3的第一供给点11连接，并且第二分支管路10与初级侧3的第二供给点12连接。第二供给点12相对于初级侧3的通流位于第一供给点11的下游.也就是说供给第一供给点11的载热流体流过热交换器2的整个初级侧3.在第二供给点12供给到初级侧3中的载热流体仅仅流过热交换器的初级侧3的一部分，也就是说初级侧3的第一段13并不由在第二供给点12输入的载热流体用于热传递.
与此相应，次级侧4也有两个部段14、15，其中部段14总是用于将热量从初级侧3传递到次级侧4(或者相反)，而部段15只有当载热流体通过分支管路9输入第一供给点11时才使用。
在第一分支管路9中设置了第一阀16，并在第二分支管路10中设置了第二阀17.两个阀在各自连接的供给点11、12控制载热流体到初级侧3的流入.当第一阀16打开，则向第一供给点11供给载热流体，这些载热流体然后流过整个初级侧3。当第二阀17打开时，在第二供给点12上输入载热流体，从而只在第二部段14上将热量传递到次级侧4。当然也可以打开两个阀16、17，从而只有一部分载热流体流过部段13，而初级侧3的其余部分供给较大量的载热流体。
为了控制阀16、17，设置了第一温度传感器18，其设置在第一供给点11的范围内，并且还设置了第二温度传感器19，其设置在第二供给点12的范围内.两个温度传感器18、19检测次级侧4上的温度。
在图1中所示的实施方式中，温度传感器18配属于阀16，并且温度传感器19配属于阀17，从而可以直接根据次级侧4上的温度来控制载热流体的输入.
当要在出口6处获得具有期望的温度的工业用水时，在那里打开未具体示出的阀。流过次级侧4的工业用水的温度太低，但是其绝对值并不是恒定的，而是受环境影响.只要在次级侧存在的温度还不符合给定的额定温度，那么就由第二温度传感器19进行检测，该第二温度传感器调大(aufsteuern)第二阀17，从而将工业用水在次级侧4进行加热.当热传递在热交换器2的具有次级侧4的部段14的级中足够将工业用水加热到期望的温度，那就不需要其它措施了.在这种情况下，也就是第一温度传感器18也确定达到了额定温度。水温的调节进行到这种程度，也就是仅仅通过第二温度传感器19和第二阀17之间的相互作用.这种调节可以比较快地实现，从而起振的危险也保持很小.
即使第一温度传感器18也确定还没有达到额定温度，然后第一温度传感器18调大第一阀16，从而可以将热量附加地从初级侧3传递到次级侧4的部段15上.
也就是说两个阀16、17的打开和关闭由两个温度传感器18、19控制。阀16、17的调节点可以通过阀控制机构来控制.阀控制机构可以构造成多种不同的形式。例如可以将阀16关闭并将阀17打开，从而热传递只在次级侧4的部段14中进行.也可以这样驱动阀16、17，使得阀16打开，并使阀17关闭.在这种情况下，热传递在次级侧4上的部段14和15中进行。也可以打开两个阀16、17。在这种情况下热传递在次级侧4的部段15上进行，并在次级侧4的部段14上进行扩大的热传递。
如图所示，阀16、17可以由温度传感器18、19直接驱动，例如通过电动、磁力或者机械触发机构.也可以使用可手动操作的阀16、17，然后该阀必须用手根据感测或者测量的温度进行触发。
图2示出了热交换器装置的一种替代结构方案，其中相同的元件设置了相同的附图标记。
这里所作的变化是，温度传感器18、19不再直接与阀16、17耦联，而是与一个同样触发阀16、17的控制机构20耦联.借助于这种控制机构20还可以更好地关注初级侧3的温度对次级侧4的影响.
温度传感器18、19在两种情况下设置在供给点11、12的附近，从而其在原理上检测通过初级侧的各级输入的热量的总体热作用.
图3示出了多级热交换器装置的另一种实施方式，其中相同的元件设置了与图1和2相同的附图标记.
每个阀16、17具有一个驱动机构21、22，其中驱动机构21、22通过温度传感器18、19控制。
与第二阀17成一列地布置了一个压力控制阀23，其通过膜片24和毛细管25由阀17前的供给压力和只是示意性示出的膜片弹簧26控制.阀23用于通过阀17使压力降保持恒定.
第一阀16只受温度传感器18上的温度的影响.也就是阀16的开口度根据次级侧4的出口处的温度调节.第二阀17根据始流7的压力调节，因为压差通过第二阀17借助于压差调节器保持恒定，其中压差调节器具有压力控制阀23。
Claims (5)
1.多级热交换器装置(1)，其具有一个初级侧(3)和一个次级侧(4)，初级侧(3)和次级侧(4)处于导热连接中，并且可以沿着相反的方向流通，其中初级侧(3)具有至少两个沿流动方向错开的供给点(11、12)，并且设置了一个阀机构(16、17)，该阀机构与温度传感器机构(18、19)相互作用，并控制通过初级侧(3)的载热流体流，其特征在于：该阀机构对于每个供给点(11、12)都具有一个自己的阀(16、17)，其中所述温度传感器机构具有与供给点(11、12)相应数量的温度传感器(18、19)，其设置在次级侧(4)上。
2.按权利要求1所述的装置，其特征在于：所述温度传感器(18、19)在初级侧(3)上的供给点(11、12)区域内检测次级侧(4)上的温度。
3.按权利要求1或者2所述的装置，其特征在于：每个温度传感器(18、19)对应配设一个阀(16、17)。
4.按权利要求1或者2所述的装置，其特征在于：所述温度传感器(18、19)与一个共同的控制机构(20)连接，该控制机构(20)控制阀(16、17)。
5.按权利要求1或者2所述的装置，其特征在于：至少与沿流动方向设置在第一供给点(11)下游的供给点(12)连接的一个阀(17)与压差调节器(23-26)组合，压差调节器通过阀(17)使压力保持恒定。
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| C14 | Grant of patent or utility model | ||
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Granted publication date: 20090107 Termination date: 20140107 |