CN104220833B - 热交换器板及板式热交换器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种热交换器板和板式热交换器。热交换器板在板式热交换器中布置在彼此旁边，以限定用于第一介质的若干第一板空隙和用于第二介质的若干第二板空隙。各个热交换器板(1)包括热传递区域(10)、围绕热传递区域并且在热传递区域外侧延伸的边缘区域(11)，以及构造成接收或产生信号的功能装置(25)。热交换器板还包括设在热交换器板上的通信模块(20)。通信模块包括连接于功能装置和模块天线的电子电路。通信模块(20)构造成容许所述信号经由模块天线与主单元的无线通信。

Description

热交换器板及板式热交换器
技术领域
本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分的热交换器板。本发明还涉及一种根据权利要求11的前序部分的板式热交换器。WO2005/119197中公开了此类热交换器板和此类板式热交换器。
背景技术
可期望将不同类型的功能装置(诸如传感器、探头、电子装置等)安装在板式热交换器的大量热交换器板上。功能装置的实例可用于温度测量、压力测量、发送任何类型的脉冲或信号，以及宽范围的其它应用。
WO2005/119197公开了一种具有多个热交换器板的板式热交换器。呈传感器形式的功能装置在垫圈附近设在相应的板处，该垫圈用于密封两个相邻热交换器板之间的板空隙。传感器提供用于容许监测垫圈材料的压缩。
发明内容
与此类或类似的板式热交换器有关的问题在于板式热交换器经常包括非常大量的热交换器板，在某些应用中，高达并且甚至超过700个板。如果若干或所有板将配备有此类功能装置，则那些板的连接可为不方便的。对于安装普通连接线缆用于所有信号，难以找到适合的位置和足够的空间。因此，安装工作将非常耗时。
此外，在许多应用中，具有此类装置和连接线缆的板式热交换器可暴露于积极的清洁(可能在高压下)，这可导致装置的故障。高数量的连接对无模糊电接触提出高要求。
本发明的一个目的在于补救以上所述的问题，并且实现可靠的板式热交换器和具有在大量或甚至所有热交换器板上具有功能装置的大量热交换器板的此类板式热交换器的制造。
该目的借助于最初限定的热交换器板来实现，其特征在于，热交换器板包括设在热交换器板上的通信模块，通信模块包括连接于功能装置和模块天线的电子电路，并且通信模块构造成容许所述信号经由模块天线与主单元的无线通信。
此类通信模块实现信号借助于适合的通信协议至或从主单元的可靠通信。由于不需要物理连接线缆，故热交换器板可以以容易的方式制造。便于具有各自带功能装置的大量热交换器板的板式热交换器的安装。
由于不必为了连接线缆而接近，故定位通信模块的自由度为高的。因此，通信模块可定位在一位置处，该位置提供对通信模块的适当保护，例如，针对流过板式热交换器的介质、外部清洁液体、水、化学制品等。
有利地，电子电路包括集成电路或单块集成电路，或由它们构成。电子装置(和可能的移动天线)可由RFID装置(即，射频识别装置，尤其是ARRID装置，即，有源射频识别装置)包括，其具有电能源或与电源协作，并且构造成处理信号并且将处理的信号从功能装置传送或传送至功能装置。
根据本发明的实施例，通信模块包括视觉指示器，其与电子电路协作，并且构造成向使用者指示状态。视觉指示器可构造成向使用者指示例如警报状态。视觉指示器可包括LED。
根据本发明的又一个实施例，通信模块包括电容器，其与模块天线通信，并且构造成容许经由模块天线收获电能，用于操作通信模块和装置。电容器可包括经由移动天线通过感应接收和储存来自包括主单元的主天线的电能源的电能的蓄电器。主单元的电能源可由供电网络形成，主单元可连接于该供电网络。电能源还可由电池组、太阳能电池、光敏元件、珀尔帖元件等形成。
根据本发明的又一个实施例，通信模块包括至少包围电子电路和模块天线的外壳。作为优选，电子电路和天线嵌入在围绕电子电路和天线形成紧密封壳的外壳中。外壳可由聚合材料形成。视觉指示器可提供成从外壳突出，或者可包围或嵌入在外壳中，该外壳接着优选由透明或半透明材料制成。
根据本发明的又一个实施例，功能装置从通信模块延伸至热传递区域处的位置。功能装置可包括从通信模块延伸至热传递区域处的位置的线，尤其是在用于第一介质的第一板空隙或用于第二介质的第二板空隙中。
根据本发明的又一个实施例，功能装置包括传感器，其构造成感测至少一个参数，并且取决于参数产生所述信号。此类传感器可包括压力传感器、温度传感器、湿度传感器等中的至少一个。
根据又一个实施例，功能装置包括构造成生成施加于热交换器板的电压的电压发生器。此类电压发生器可提供用于生成电压脉冲，以由传感器捕集或感测用于测量各种参数，诸如介质的粘性，或至热交换器板以便避免、减少或甚至除去板的污垢的电压。
根据本发明的又一个实施例，通信模块设在边缘区域中。在边缘区域中，通信模块被适当保护以免于在板式热交换器的板空隙中流动的介质。在此类位置处，视觉指示器可能够由操作者容易地看到。通信模块还可位于能够从外侧接近的该位置。
根据本发明的又一个实施例，热交换器板包括围绕边缘区域内的热传递区域延伸并且提供成收纳垫圈的垫圈区域，以及在垫圈区域内延伸穿过热交换器板的许多端口孔。有利地，通信模块定位在垫圈区域外。功能装置可延伸穿过垫圈区域。
目的还借助于初始限定的板式热交换器实现，该板式热交换器包括布置在彼此旁边的多个热交换器板，以限定用于第一介质的若干第一板空隙和用于第二介质的若干第二板空隙，其中热交换器板中的至少一个或一些为根据前述权利要求中的任一项的热交换器板。在此类板式热交换器中，主单元将能够借助于适合的通信协议与各个独立的热交换器板通信。有利地，主单元可设在板式热交换器上。主单元还可包括用于经由适合的线缆或以无线模式与另外的系统(诸如全面控制和/或监测系统)通信的另外的通信手段。
根据本发明的又一个实施例，主单元包括构造成容许经由相应的模块天线与通信模块的所述无线通信的主天线。
根据本发明的又一个实施例，主单元构造成将电能从主天线经由相应的模块天线传递至通信模块，以便容许各个通信模块经由模块天线收获来自主单元的电能，用于通信模块和装置的操作。
根据本发明的又一个实施例，主天线设在板式热交换器上，并且沿横向于热交换器板的平面延伸，或者延伸至热交换器板的延伸平面。有利地，主天线可沿环延伸，或由线圈形成。
根据本发明的又一个实施例，主单元包括用于向使用者显示信息的显示器。
根据本发明的又一个实施例，各个通信模块由主单元分配唯一地址。由于各个通信模块和因此各个热交换器板具有唯一地址，故主单元将知道信号传送来自或到达哪个热交换器板。
附图说明
现在将借助于各种实施例的描述并且参照附于其的附图来更详细地阐释本发明。
图1公开了根据本发明的第一实施例的包括多个热交换器板的板式热交换器的正视图。
图2公开了沿图1中的线II-II的板式热交换器的侧视图。
图3公开了图1中的板式热交换器的热交换器板的正视图。
图4示意性地公开了图3中的热交换器板的通信模块和图2中的板式热交换器的主单元。
具体实施方式
图1和2示出了包括形成板包装的多个热交换器板1的板式热交换器。各个热交换板1沿相应的延伸平面p延伸。热交换器板1布置在彼此旁边，以限定用于第一介质的若干第一板空隙2和用于第二介质的若干第二板空隙3。第一板空隙2和第二板空隙3以交错顺序布置在板包装中。
板包装的热交换器板1悬置在安装梁4上，安装梁4垂直于热交换器板1的延伸平面p延伸。
热交换器板1借助于系紧螺栓7在框架板5与压板6之间压靠彼此。在公开的实施例中，板式热交换器包括形成用于第一介质的入口和出口和用于第二介质的入口和出口的四个端口孔通道8。
图3中公开了板式热交换器的热交换器板1中的一个。热交换器板1包括热传递区域10和边缘区域11，边缘区域11在热传递区域10周围和外侧延伸。边缘区域11包括热交换器板1的外周围边缘。热传递区域10可包括以适合的图案(例如，所谓的鱼骨图案)布置的凸脊和谷部的褶皱。
热交换器板1还包括垫圈区域12，其围绕热传递区域10在热传递区域10与边缘区域11之间延伸。垫圈13设在垫圈区域12上，并且围绕热传递区域10延伸并包围热传递区域10。垫圈区域12可包括收纳垫圈13的凹槽或形成为该凹槽。
在公开的实施例中，四个端口孔15被提供并且延伸穿过热交换器板1。端口孔15位于垫圈区域12内和其附近。端口孔15与端口孔通道8对准。
在公开的实施例中，板式热交换器因此借助于系紧螺栓7和垫圈13安装和保持在一起。然而，将注意的是，本发明还适用于其它类型的板式热交换器。例如，热交换器板1可借助于焊接(诸如，激光焊接或电子束焊接)、胶合或甚至硬钎焊永久性地连接于彼此。热交换器板1的备选安装的实例为所谓的半焊接板式热交换器，其中热交换器板成对焊接于彼此，由此成对的热交换器板可借助于系紧螺栓以设在板之间的垫圈压靠彼此。
板式热交换器的热交换器板1中的各个或至少一个或一些包括通信模块20。在公开的实施例中，通信模块20设在边缘区域11中，见图3。在边缘区域11中，通信模块20被适当保护，以免于在板式热交换器的板空隙2,3中流动的介质。此外，如可在图3中看见的，通信模块20位于容易从外侧接近的该位置。
见图4，通信模块20包括电子电路21。电子电路21包围或嵌入在外壳22中，外壳22保护电子电路21免受外部气体和液体的影响。
板式热交换器的热交换器板1中的各个或至少一个或一些还包括功能装置25，其构造成接收或产生信号。功能装置25连接于电子电路21并且与电子电路21通信，见图4，以使信号可传送至功能装置25或从功能装置25传送。功能装置25从通信模块20延伸至将感测或施加功能的位置，例如，在热传递区域10处，见图3，在垫圈区域12处，诸如在垫圈13下方，或在边缘区域11处。
在第一实施例中，功能装置25包括用于感测参数的传感器或由该传感器构成，例如，温度传感器、压力传感器或湿度传感器，并且该传感器取决于感测到的参数的值来产生信号。传感器或传感器的传感器探头可由呈至少线、条、箔片或网形式的导电材料制成。传感器或传感器探头可附接于或设在热交换器板1上，尤其是在热传递区域10上，在待感测参数的区域中。传感器或传感器探头可包括绝缘层，其使传感器或传感器探头免于与热交换器板1电接触。
通信模块20还包括模块天线26，以容许功能装置25的信号经由主单元28的主天线29与主单元28无线通信，见图4。
电子电路21包括集成电路或单块集成电路或由它们构成。电子装置21和移动天线26在公开的实施例中由RFID装置(即，无线频率识别装置，尤其是ARFID装置，即，有源射频识别装置)包括。电子电路21例如可包括来自Texas Instruments的集成电路, TMS37157，或由其构成。
模块天线26与蓄电器30并联连接。模块天线26和蓄电器30形成具有共振频率的调节的振荡电路31。模块天线26包括线圈或由线圈构成，例如，具有铁氧体磁心的线圈。
通信模块20还包括视觉指示器32，其与电子电路21通信，并且构造成向板式热交换器的使用者指示热交换器板1的状态。视觉指示器32可构造成例如向使用者指示警报状态，和/或感测参数的值源自哪个热交换器板1。视觉指示器32可包括LED、发光二极管。
此外，通信模块20包括电容器34，其连接于模块天线26，并且更精确是振荡电路31。在公开的实施例中，电容器34包括蓄电器或由蓄电器构成。因此，电容器34与模块天线26通信，并且构造成容许从主单元28的主天线29收获电能。因此，电容器34可经由主天线29通过感应接收和储存来自主单元28的电能源的电能。主单元28的电能源可由主单元28可连接于其的供电网络形成。电能源还可由电池组、太阳能电池、光敏元件、珀尔帖元件等形成。
在公开的实施例中，外壳22包围电子电路21、模块天线26、蓄电器30、电容器34，以及与功能装置25和视觉指示器32的连接器。视觉指示器31的至少一部分可从外壳22突出。作为优选，电子电路21、模块天线26、蓄电器30、电容器34和与功能装置25和视觉指示器32的连接器嵌入在外壳22中，外壳22形成围绕这些构件的紧密封壳。外壳22可由聚合材料形成，例如，透明或半透明的材料，其中构件以聚合材料模制。
主单元28包括任何适合类型的处理器35。主天线29以线圈或环延伸，例如，沿安装梁4，并且连接于处理器35。在公开的实施例中，主单元26安装于板式热交换器，例如在框板5上，如图1和2中指示的。主单元28可包括用于向使用者显示信息的显示器36，或者可连接于计算机。主单元28还可包括用于与其它系统(诸如，全面控制或监测系统)通信的器件(未公开)。
因此，来自功能装置25中的各个的信号可经由相应的通信模块20传送至主单元28。因此，主单元28构造成接收和处理来自所有热交换器板1的功能装置25的信号。
无线通信根据适合的通信协议执行，该适合的通信协议构造成容许功能装置25与主单元28之间经由相应的通信模块20的无线通信。无线通信经由或通过主单元28开始、监测和控制。信号或处理的信号的通信可在适合的频率下发生，例如，132kHz。此外，通信可基于振幅切换或频移。
首先，所有热交换器板1和所有通信模块20可为相同的。在初始化时，各个通信模块20接着由主单元28分配唯一地址。此后，无线通信可利用不同的通信模块20执行。大多数逻辑信号处理和警报处理可在主单元28中进行并且由主单元28进行。这降低了通信模块20和因此热交换器板1的复杂性和成本。其还减少了待传送的信息的量。例如，功能装置25的传感器可仅传送感测的参数的实际值，而警报极限和警报的识别由主单元28处理。以该方式，容易改变警报极限。由于各个通信模块20的唯一地址，故有可能的是主单元28例如经由显示器36告诉操作者或全面控制或监测系统，不但警报已出现，而且指示借助于视觉指示器32产生的警报关于哪个板。
根据第二实施例，功能装置25包括电压发生器，其构造成生成电压脉冲，以由传感器捕集或感测，用于测量各种参数，诸如介质的粘性，或电压，其可施加于热交换器板1的热传递区域10。此类电压可施加以便避免或除去热交换器板1上的污垢，尤其是在热传递区域10中。在第二实施例中，电压可基于来自主单元28的命令信号从电容器34获得。
在第三实施例中，热交换器板1为双壁板，其由压缩成与彼此接触的两个邻接的板形成。利用此类双壁板，功能装置25(例如，呈以上提到的类型的传感器的形式)可设在热交换器板1的邻接板之间。在第三实施例中，传感器可构造成感测泄漏，即，板中的一个的破裂，其导致热交换器板1的板之间的湿度。该湿度可由传感器感测，例如，通过感测传感器与热交换器板之间的电容。用于电容感测的电压可由电容器34提供。
本发明不限于公开的实施例，而是可在以下权利要求的范围内变化和修改。

Claims (16)

1.一种用于板式热交换器的热交换器板，包括：
热传递区域(10)，
边缘区域(11)，其围绕所述热传递区域(10)并且在所述热传递区域(10)外侧延伸，以及
构造成接收或产生信号的功能装置(25)，
其特征在于：
所述热交换器板(1)包括设在所述热交换器板(1)上的通信模块(20)，
所述通信模块(20)包括连接于所述功能装置(25)和模块天线(26)的电子电路(21)，并且
所述通信模块(20)构造成容许所述信号经由所述模块天线(26)与主单元(28)的无线通信。
2.根据权利要求1所述的用于板式热交换器的热交换器板，其特征在于，所述通信模块(20)包括与所述电子电路(21)通信并且构造成向使用者指示状态的视觉指示器(32)。
3.根据权利要求2所述的用于板式热交换器的热交换器板，其特征在于，所述视觉指示器(32)包括LED。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的用于板式热交换器的热交换器板，其特征在于，所述通信模块(20)包括电容器(34)，其与所述模块天线(26)通信并且构造成容许电能经由所述模块天线(26)收获，用于操作所述通信模块(20)和所述功能装置(25)。
5.根据权利要求1-3中任一项所述的用于板式热交换器的热交换器板，其特征在于，所述通信模块(20)包括包围至少所述电子电路(21)和所述模块天线(26)的外壳(22)。
6.根据权利要求1-3中任一项所述的用于板式热交换器的热交换器板，其特征在于，所述功能装置(25)从所述通信模块(20)延伸至所述热传递区域(10)处的位置。
7.根据权利要求1-3中任一项所述的用于板式热交换器的热交换器板，其特征在于，所述功能装置(25)包括传感器，所述传感器构造成感测至少一个参数，并且取决于所述参数产生所述信号。
8.根据权利要求1-3中任一项所述的用于板式热交换器的热交换器板，其特征在于，所述功能装置(25)包括构造成生成施加于所述热交换器板(1)的电压的电压发生器。
9.根据权利要求1-3中任一项所述的用于板式热交换器的热交换器板，其特征在于，所述通信模块(20)设在所述边缘区域(11)中。
10.根据权利要求1-3中任一项所述的用于板式热交换器的热交换器板，其特征在于，所述热交换器板包括围绕所述边缘区域(11)内的所述热传递区域(10)延伸并且提供成收纳垫圈(13)的垫圈区域(12)，以及
在所述垫圈区域(12)内延伸穿过所述热交换器板(1)的一定数量的端口孔(15)。
11.一种板式热交换器，包括多个热交换器板(1)，其布置在彼此旁边以限定用于第一介质的若干第一板空隙(2)和用于第二介质的若干第二板空隙(3)，其中所述热交换器板中的至少一个为根据前述权利要求中任一项的热交换器板(1)。
12.根据权利要求11所述的板式热交换器，其特征在于，所述主单元(28)包括主天线(29)，其构造成容许经由相应的模块天线(26)与所述通信模块(20)的所述无线通信。
13.根据权利要求12所述的板式热交换器，其特征在于，所述主单元(28)构造成经由所述相应的模块天线(26)将电能从所述主天线(29)传递至所述通信模块(20)。
14.根据权利要求12所述的板式热交换器，其特征在于，所述主天线(29)设在所述板式热交换器上，并且沿横向于所述热交换器板(1)的平面延伸。
15.根据权利要求11至权利要求14中任一项所述的板式热交换器，其特征在于，所述主单元(28)包括用于向使用者显示信息的显示器(36)。
16.根据权利要求11至权利要求14中任一项所述的板式热交换器，其特征在于，各个通信模块(20)由所述主单元(28)分配唯一地址。
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