CN102538050B - 带有传感器加速器的加热系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种特别适合于小区加热系统的设置，小区加热系统连接到热交换器用于供应热的家庭用水。该设置引入加速器，加速器被定位和调适成确保温度传感器的快速响应，且至少在热的家庭用水流出的备用期间减少热交换器中的热损失。

Description

带有传感器加速器的加热系统

技术领域

本发明涉及一种特别适合于小区加热系统的设置，小区加热系统连接到热交换器以供应热的家庭用水。该设置引入加速器，加速器被定位和调适成确保温度传感器快速响应，且至少在热的家庭用水流出的备用期间减少热交换器中的热损失。

背景技术

在提供热水用于例如包括一个家庭房屋的住房或者多个家庭房屋的住宅的较小系统的典型设置中，这种系统通常包括诸如热交换器的多个加热装置和诸如（但不限于）散热器和地板加热系统的多个加热装置。热交换器通常适于加热家庭用水，特别是作为热水流出的水，例如在沐浴中等。

管线网络在装置之间传送传热介质，该网络包括连接到加热装置和热交换器主侧的供应网络，其中，传热介质可为水。通常由第一调节装置来调节到热交换器的流量，第一调节装置因此为恒温器，其包括温度传感器和用于调整到选定设置点的装置。

包括提取管线和水供应管线的热水提取管线系统连接到热交换器的副侧，其中，热水提取管线优选地连接到在需要时流出热水的装置。

温度传感器定位成与热交换器的副侧中的热提取水热连通。

第一流量调节装置响应于由温度传感器测量的温度而调整到热交换器主侧的流体流量以通过调整该流量获得被测量温度的（可调整）设置点。

在热水提取系统备用期间，存在两种情况。第一种情况是在无流到主侧的情况下的流量调节，其导致显著长的响应时间来打开主流供使用者得到所需温度的热自来水。特别是在由于控制器的比例特性，热水流出低的情况下。

第二种情况是确保到主侧的恒定（可选地动态）流，由于热交换器持续地加热，这导致能量损失。这常常涉及组合的流量和压力调节，和恒温器。

但这种系统，特别是对于慢传感器，具有需要能量且相对于温度传感器在时间上延迟的缺陷。其消耗能量来加热热交换器副侧中的水，且这与温热温度传感器杆所用的时间组合，意味着其在温度传感器达到特定温度之前消耗一定量的能量，其中，由第一流量调节装置开始流量调节。如果传感器温度能维持在更高水平，那么此时间和能量可被降低，从而导致热和因此能量更少的浪费。

另一问题在于当热水流出时，调节延迟可在调节开始之前使得水过热，这是令人不舒服的且造成能量浪费。这也带来热交换器中钙结垢的风险。

已知的折衷办法是引入传感器加速器，其中，除了与自热交换器副侧的提取水成热接触之外，温度传感器也定位成其与进给到热交换器的热交换介质成热交换接触，且其中热交换介质的（较小）恒定流进给到热交换器。

这在备用期间‘触发’温度传感器到更高温度，且因此更快速地调节到热交换器主侧的流，从而降低能量损失。该系统还确保了使用者高的舒适度，因为热交换器将在备用期间被加热，从而很快给予所需热水流出。但是，对于使用者而言，热交换器的这种持续加热将给使用者造成成本，这是不利的。

其它系统引入具有显著更快响应的不同类型的温度传感器，但即使是对于这样的系统，根据本发明的设置带来益处。常常，该系统将由系统中有冷水而延迟和/或通常延迟仅是在冷系统中进行热交换所用的时间。

存在解决这些问题的系统，但它们通常引入大量常常相对先进且昂贵的零件。

发明内容

本发明通过引入一种系统来解决这些问题，该系统包括：供应管线网络，其适于将传热介质传送到至少一个加热装置，该系统还包括热交换器，该热交换器具有主侧和副侧，其中该主侧与供应管线流体连通且该副侧优选地连接到水供应且进一步连接到用于流出热水的装置。到主侧的流量受到第一流量调节装置控制，第一流量调节装置包括温度传感器，其中温度传感器与第一传感器部段成热接触，第一传感器部段适于接收来自副侧的输出流体，且其中第一传感器部段与第二传感器部段成热接触。这种具有第一传感器部段和第二传感器部段的设置也被称作传感器加速器，且只要存在通过供应管线的流动，温度传感器就保持在某最低温度，当家庭用水从副侧流出时，这会加速其响应。

由于许多家庭具有在供应管线中的恒定流，第二传感器部段优选地形成供应管线网络的部分且定位于供应管线网络与主侧的连接的下游。

在本发明的一实施例中，第一传感器部段形副侧的提取管线的部分。

在第二实施例中，第一传感器部段至少部分地形成热交换器的部分，该温度传感器至少部分地集成到热交换器中，这使得设置更紧凑。这优选地通过将温度传感器至少部分地定位于提取管线的出口中或出口附近来进行。供应管线然后有利地集成于热交换器中使得第二传感器部段在热交换器内。或者，供应管线包括旁通管线，旁通管线包括第二传感器部段使得第二传感器部段在热交换器内。

为了确保通过供应管线的恒定流，在一实施例中，旁通管线将供应管线连接到主侧的返回管线系统，或者替代地连接到主侧。

为了能调整通过此旁路管线的流，其优选地包括优选地可调整的流动限制器或第二流量调节装置。

附图说明

图1为根据现有技术设置的系统。

图2为引入传感器加速器的系统。

图3为传感器加速器的图示。

图4为引入传感器加速器的根据本发明的第一实施例。

图5为引入传感器加速器和旁通管线的第一位置的根据本发明的第二实施例。

图6为引入传感器加速器和旁通管线的第二位置的根据本发明的替代实施例。

图7为引入至少部分地位于热交换器内的温度传感器的根据本发明的实施例的第一设置。

图8为引入了至少部分地位于热交换器内的温度传感器根据本发明的实施例的第二设置。

具体实施方式

图1示出根据提供热水以用于例如包括一个家庭房屋的住房或多个家庭房屋的住宅的较小系统的现有技术的典型设置。

该系统包括诸如热交换器（1）的多个热交换装置和诸如（但不限于）散热器和地板加热系统的多个加热装置（7）。热交换器（1）通常适于加热家庭用水，特别是将作为热水流出的水，例如用于沐浴等。

管线网络在装置之间传送传热介质，该网络包括连接到加热装置（7）的供应网络（4）和返回网络（10），其中，传热介质可为水。

供应管线（4）分为连接到热交换器（1）主侧（2）的主供应分支（5）和连接到加热装置（7）的第二供应分支（6）。通过主供应分支（5）的流量由第一流量调节装置（11）来调节，第一流量调节装置（11）为诸如恒温器，其包括温度传感器（13）和用于调整到选定设置点的装置。

加热装置（7）自然地包括调节装置，诸如恒温器，如本领域中熟知的那样。

热水提取管线系统包括提取管线(8)和水供应管线（9），该热水提取管线系统连接到热交换器(1)的副侧（3），其中热水提取管线（8）优选地连接到在需要时流出热水的装置。

温度传感器（13）定位成与热交换器(1)的副侧（3）中的热提取水热连通。

第一流量调节装置（1）响应于温度传感器（13）所测量的温度来调整到热交换器（1）主侧（2）的流体流量，通过调整该流量以获得所测量温度的（可调整的）设置点。

在热水提取系统备用期间，存在两种情况，一种情况为流量控制且第二种为恒温控制。在流量控制中，在备用期间并无到主侧（2）的流，这导致使用者得到所需温度的热自来水需要显著长的响应时间。

在恒温控制中，在备用期间确保到主侧（2）的恒定（可选地动态）流动，这导致能量损失，因为热交换器（1）被持续地加热。

所图示的系统还具有需要能量和相对于温度传感器（13）时间延迟的缺陷。其消耗能量来加热该热交换器(1)副侧（3）中的水，且这与温热该温度传感器（13）所用的时间的组合意味着其在温度传感器（13）达到该温度之前消耗一定量的能量，其中，由第一流量调节装置(11)开始流量调节。如果温度传感器（13）的温度能维持在更高温度，那么此时间和能量可降低，从而得到更少的热浪费和因此更少的能量浪费。

另一问题在于当热水流出时，调节延迟可在调节开始之前使水过热，这是令人不舒服的且造成能量浪费。这也带来热交换器(1)中钙结垢的风险。

已知的折衷办法是引入传感器加速器（12），如其在图2中所图示的那样，其中，主供应分支（5）的一部段与提取管线（8）的一部段成热接触，且温度传感器（13）的杆与提取管线（8）的此部段中的流体成热接触。以此方式，通过在主供应分支（5）中具有（小）流量，温度传感器（13）与在供应管线（4）中流动，至少流经供应管线（4）的第一分支（5）的传热介质成热接触。

在图3中示出传感器加速器（12）的设置，其中，温度传感器（13）杆插入到提取管线（8）的部段内，提取管线（8）的该部段在下文中被称作第一传感器部段（15），其与供应管线（4）的一部分热接触，供应管线（4）的此部分在下文中被称作第二传感器部段（16）。第一传感器部段（15）然后封闭于第二传感器部段内，其与因此在第一传感器部段周围流动的传热介质接触，从而传热给热水流出管线的此部段内的热水，且由此传热给温度传感器。

本发明在图4中看出且引入了传感器加速器（12）的替代设置，其中，第二传感器部段（16)连接到加热装置（7）的供应管线（4），而不是如现有技术中那样在进给传热介质给热交换器（1）的主供应分支（5）处。

在此设置中，由加热装置（7）所需的流影响温度传感器（13）的温度，且其由此在备用期间确保了到热交换器（1）的流基本上被关闭。特殊地但并非排他性地，已知如果加热装置（7）包括地板加热系统，那么常常在供应管线（4）中存在基本上恒定的流且这在备用期间至少最小化或甚至关闭到热交换器（1）主侧（2）的流。

在某些时期，诸如冷时期，如冬天，到加热系统的恒定的基本上高流率确保了在备用期间很少热从热交换器（1）损失，因为加热装置（7）确保了温度传感器的高温，因此实际上刚好没有到主侧的流。但是，维持了流出水时温度调节快速响应的优点，因为通过第二传感器部段（16）的流确保了温度传感器（13）的杆基本上高的最低备用温度。

在其它时期，诸如在温热时期，如夏天，该系统具有到热交换器（1）主侧（2）的恒定流的优点，因为到加热装置（7）的流量小，从而带来快速递送热水的舒适。在一年中具有小流量的家庭还具有维持温度调节快速响应优点的优点。

特殊地，但非排他性地，在加热装置（7）中无地板加热或者只是无到它的基本恒定流的系统中，该系统有利地可包括旁通管线（17），旁通管线（17）将供应管线（4）连接到返回管线系统（10），到供应管线（4）的连接在传感器加速器（12）的下游。由第二流量调节装置（18）来调节通过旁通管线（17）的流量在选定设置点，见图5。这给予通过至少供应管线（4）且因此通过第二传感器部段（16）和传感器加速器（12）且独立于加热装置（7）操作条件的恒定流。

在图6中看到的替代设置中，旁通管线（17）连接到热交换器（1）的主侧（2）。这确保了在备用期间的被加热的热交换器（1），但同样具有比不包括传感器加速器（12）的系统显著改进的调节响应时间。由于流出期间快速递送热水，这提高了舒适性，但仍具有在热交换器（1）中减少的热浪费。

在本发明的更先进的实施例中，传感器加速器（12）集成于热交换器（1）中。

在图7中的热交换器系统中，供应管线（4）直接连接到热交换器（1）且从热交换器（1）到加热装置（7）。在备用期间，来自供应管线（4）的热将通过热交换器（1）传到温度传感器（13），温度传感器（13）定位于副侧（3）到提取管线（8）的出口或至少与该出口成热接触。

通过将供应管线（4）到热交换器的附连定位于到提取管线（8）的出口附近，使得仅热交换器（1）的有限部分被流经供应管线（4）的热传热介质加热，且这将会影响温度传感器（13）。以此方式，形成集成的传感器加速器（12），其具有在在副侧（3）中到提取管线（8）的出口中的第一传感器部段（16）和为热交换器（1）内的供应管线（4）的部分的第二传感器部段（16）。

在图8中示出此系统的替代，其中，供应管线（4）并非直接连接到热交换器（1），而是通过小旁路管线（20）连接，也在温度传感器（13）附近，在副侧（3）中到提取管线（8）的出口中。

Claims (10)

1.一种包括供应管线网络的系统，所述供应管线网络适于通过供应管线（4）将传热介质传送到至少一个加热装置（7），所述系统还包括热交换器（1），所述热交换器（1）具有主侧（2）和副侧（3），其中，所述主侧（2）与所述供应管线（4）流体连通，且到所述主侧（2）的流量受到第一流量调节装置（14）控制，所述第一流量调节装置（14）包括温度传感器（13），

其特征在于，所述温度传感器（13）与第一传感器部段（15）热接触，所述第一传感器部段（15）适于接收自所述副侧（3）的输出流体，所述第一传感器部段（15）被封闭在第二传感器部段（16）内，并且所述第二传感器部段（16）连接到用于所述加热装置（7）的所述供应管线（4），使得通过所述供应管线（4）的传热介质能够在所述第一传感器部段（15）周围流动以传热给所述温度传感器（13）。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述第二传感器部段（16）形成所述供应管线网络的部分且定位于所述供应管线网络到所述主侧（2）的连接的下游。

3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述第一传感器部段（15）形成所述副侧（3）的提取管线（8）的部分。

4.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述第一传感器部段（15）至少部分地形成所述热交换器（1）的部分，所述温度传感器（13）至少部分地集成于所述热交换器（1）中。

5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述温度传感器（13）至少部分地定位于所述提取管线（8）的出口中或所述出口附近。

6.根据权利要求4或5之一所述的系统，其特征在于，所述供应管线（4）集成于所述热交换器（1）中使得所述第二传感器部段（16）在所述热交换器（1）内。

7.根据权利要求4或5之一所述的系统，其特征在于，所述供应管线（4）包括旁通管线（20），所述旁通管线（20）包括第二传感器部段（16）使得所述第二传感器部段（16）在所述热交换器（1）内。

8.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，旁通管线（17）将所述供应管线（4）连接到所述主侧（2）的返回管线系统（10）。

9.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，旁通管线（17）将所述供应管线（4）连接到所述主侧（2）。

10.根据权利要求8或9所述的系统，其特征在于，所述旁通管线（17）包括第二流量调节装置（18）。