CN104582921B - 用于对物体进行调温的设备和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于借助在管路网内引导的载热介质对物体进行调温的设备，在该设备中管路网与物体的入口和出口连接并且包括用于输送载热介质的输送装置、用于对载热介质进行加热或者冷却的加热装置、冷却装置以及第一蓄热器和第二蓄热器，其中，在设备的运行中第二蓄热器保持在比第一蓄热器低的运行温度上。通过相应地转换管路网，在设备的运行中既可以在对物体进行冷却时也可以在对其进行加热时利用储存在蓄热器内的热量。同时可以将在对物体进行冷却(加热)时依然含有的热量(冷量)暂时存储在相应的蓄热器内并且供以后使用。

Description

用于对物体进行调温的设备和方法
技术领域
本发明涉及一种用于借助在管路网中引导的载热介质来对物体进行调温的设备，其中管路网与物体的入口和出口连接，并且在管路网中整合有一个用于输送载热介质的输送装置、用于对载热介质进行加热或者冷却的加热装置和/或冷却装置以及第一蓄热器。另外，本发明还涉及一种用于对物体进行调温的方法。
背景技术
在利用热的批量生产或大量生产中，必须将一种产品在预先给定的时间内从初始温度加热或冷却到额定温度。通常情况下，循环运行这样的过程。大多数情况下，相应的消耗器、例如模具由作为载热体的流体加热和冷却。典型的载热介质为载热油、水、盐水、氮气、稀有气体或空气。这样的过程的实例例如为对用于制造层压塑料板(信用卡、电路板)的压力机的加热、对含有化学或制药产品的容器的加热或冷却、或者对食品的加热或冷却、或者对金属产品的加热或冷却。
例如由DE 196 30 134 A1已知了一种用于电子组件的结合方法，该结合方法描述的是利用热的大量生产，在其中为了钎焊的目的将电路板在预先给定的时间内从初始温度加热到约305℃的额定温度、进行钎焊并且接着将其冷却到低于焊料的熔点(298℃)的温度。在此，在0.1mbar至10mbar之间的压力下进行钎焊过程。在这种情况下使用惰性的过程气体、例如氮气或稀有气体作为载热体。
另一种应用可能性涉及干冰的生产。在此将液态的二氧化碳置于低于其约-56.6℃的熔点的温度中，以便产生固态的二氧化碳。接着将设备加温到高于CO2熔点的温度，使产生的干冰微粒(Trockeneisteilchen)与设备的分离更加简单。
另外的应用涉及正常运行温度低于0℃的设备。在此出于维护原因、特别是为了排除结冰，应该将设备在短时间内加温到高于0℃的数值，并且在实施这些作业之后将其迅速又置于运行温度中。
由DE 103 58 161 B4已知用于对消耗器进行加热和冷却的设备和方法，在其中，物体(消耗器)为了进行调温而与由载热介质在回路中穿流过的管路网连接。借助管路网的适当转换可以选择性地对消耗器进行加温或冷却，在所述管路网中，载热介质在被输送给消耗器之前要么与加热装置热接触要么与冷却装置热接触。另外，与加热装置或者冷却装置并联的、良好绝热的中间蓄热器能够储存离开消耗器的、被加温的或被冷却的流体的一部分。可以在以后的调温中使用中间储存的流体并且通过这种方式节省一部分用于运行加热装置或者冷却装置所需的能量。
这种系统中的缺点是：当消耗器在“热的”运行阶段之后，在该“热的运行阶段”之前该消耗器在中间蓄热器的协作下被加热，应该转换到“冷的”运行阶段和反过来从“冷的”运行阶段转换到“热的”运行阶段时，中间蓄热器不能被有效利用，因而至少在这些情况下不能通过中间蓄热器来节省能量。
发明内容
因此本发明的目的是，提供一种设备或者一种方法，在其中可以对物体进行调温(即从一种较低温度中的运行状态到一种较高温度中的运行状态，或反过来从一种较高温度中的运行状态到一种较低温度中的运行状态)，其中，从各前面的调温过程中可以获得为此所需能量的一部分。
这个目的通过用于借助在管路网内引导的载热介质对物体进行调温的方法得以实现，在所述管路网内整合有用于输送流体的输送装置、用于对载热介质进行加热或者冷却的加热装置和冷却装置以及用于储存热能的第一蓄热器和第二蓄热器，其中，在所述第一蓄热器内保持最低温度T1而在所述第二蓄热器内保持最高温度T2，其中T1≥T2，并且在对之前处于温度T＞T1上的物体进行冷却时，在管路网内首先建立在冷却装置、物体与所述第一蓄热器之间的流动连接，其中，长时间地向所述第一蓄热器输送在与物体的热接触中升温的载热介质，直到低于所述第一蓄热器内的温度T1，并且然后中断到所述第一蓄热器的流动连接，和/或在对之前处于温度T＜T2上的物体进行加热时，在管路网内首先建立在加热装置、物体与所述第二蓄热器之间的流动连接，其中，长时间地使在与物体的热接触中冷却的载热介质与所述第二蓄热器热接触，直到在所述第二蓄热器内的温度T2被超过为止，并且然后中断到所述第二蓄热器的流动连接。
因此文首述及类型和用途的根据本发明的用于对物体进行调温的设备的特征在于：在管路网内整合有至少一个用于储存热能的第二蓄热器，该第二蓄热器在设备运行时能保持在比第一蓄热器的运行温度更低的运行温度上。
在设备的运行中在第一蓄热器内存在最低温度T1，该最低温度始终高于第二蓄热器内的最高温度T2；因此第一蓄热器起“储热器”的作用，第二蓄热器起“储冷器”的作用。另外，在管路网内设置有配件，借助这些配件可以改变载热介质在管路网内的流动路径。在流动技术上在物体之前和/或之后在蓄热器和/或管路网内的适当的探针上对温度进行检测并显示在指示器上和/或能够传输给控制单元，该控制单元也用于对管路网内的配件进行操控。通过设置至少两个具有不同运行温度的蓄热器，能至少部分地节省加热物体时的热能和冷却物体所需的能量。
可以使用本发明的温度范围几乎是任意的并且只取决于相应的调温任务。这样T1和/或T2在制冷应用中可以低于-100℃或者在高温应用中在100℃与400℃之间。同样温差△T＝T1-T2与相应的任务有关并且可以在数值△T≤1K与例如△T＝200K之间。对于文首述及的钎焊应用来说例如T1高于所使用的钎料的熔点，即约在305℃至320℃，而T2则低于钎料的熔点，即例如在280℃至300℃。为了对在低温下运行的模具、例如用于制造干冰的设备进行短时的加热，与此相反，T1例如高于CO2熔点-56.6℃或甚至高于0℃而T2低于CO2熔点。
可以，然而不是必须预先给定储热器内的最高温度或储冷器内的最低温度；然而在使用多于两个的蓄热器的情况中，为每个蓄热器预先给定一个温度间隔是有意义的，在该温度间隔内连接相应的蓄热器。在这种情况中，在每个蓄热器中储存一定的、预先给定的温度间隔内的热量，其中，各预先给定定的温度间隔适宜地相互连接。在对物体进行冷却或加热时，然后分别在物体与如下的蓄热器之间建立一个流动连接，即，载热介质在物体的出口上的温度处于该蓄热器的预先给定的温度间隔内。当载热介质的温度低于或高于间隔边界(Intervallgrenze)时，将蓄热器断开联接并且建立与如下的蓄热器的流动连接，即，载热介质现在处于该蓄热器的温度间隔内。
蓄热器可以与物体以及加热装置或者冷却装置并联或串联地设置，然而优选串联。在此，在管路网内蓄热器可以相应地在对物体加热时转换为与物体以及与加热装置串联，或者在对物体冷却时转换为与物体以及与冷却装置串联。这些构造能够实现的是：载热介质能够从第一蓄热器经由加热装置(或者冷却装置)流向物体并从那里在必要时流向第二蓄热器，其中，载热介质在过程开始时从物体吸收冷量(或热量)并输送给蓄热器用于储存。
串联能够实现借助蓄热器对物体的快速调温。蓄热器在第一次对物体加热或者冷却时获得它们的运行温度。在第一次冷却时，为此在管路网内在冷却装置、物体与第一蓄热器(在下文中也称为：“储冷器”)之间建立流动连接，因此借助所述冷却装置既对物体也对储冷器进行冷却，更确切地说冷却至少如此长的时间，直到在储冷器内低于预先给定的最高温度T2为止。在第一次加热时，在管路网内在加热装置、物体与第二蓄热器(在下文中也称为“储热器”)之间建立流动连接，因此借助所述加热装置既对物体也对储热器进行加温，更确切地说加温至少如此长的时间，直到在储热器内超过预先给定的最低温度T1为止。由此在第一蓄热器内存在最低温度T1而在第二蓄热器内存在最高温度T2。在此可自由选择温度T1和T2，然而应该有效的是T2≤T1。
这样在对之前经过加温到温度T＞T1的物体进行冷却时可能的是：为了至少有助于对物体进行冷却通过如下方式利用储冷器内的低温，即，通过对管路网的相应转换在储冷器与物体之间建立流动连接。借助输送装置将来自储冷器的冷的载热介质或通过与位于储冷器内的冷介质进行热交换而被冷却的载热介质输送给物体并对这个物体进行冷却。由于至少在冷却过程开始时在物体内依然存在可观的热量，所以适宜的是在冷却阶段开始时同时在物体与储热器之间建立流动连接。在冷却过程的进程中物体进一步冷却，在与物体热接触的下游，载热介质的温度下降并且因此储热器内的温度也下降。当储热器内的温度下降到低于数值T1时，为了不再继续对储热器进行冷却，断开物体与储热器之间的流动连接。
在对之前冷却到温度T＜T2的物体进行加热时可能的是：为了至少有助于对物体进行加热通过如下方式利用储热器的高温，即，通过对管路网的相应转换而在储热器与物体之间建立流动连接。借助输送装置将来自储热器的热的载热介质或通过与位于储热器内的热介质进行热交换而被加温的载热介质输送给物体并对这个物体进行加热。由于至少在加热过程开始时仍然给物体输送可观的热量并且在此载热介质的温度下降，所以适宜的是，在加热阶段开始时同时在物体与储冷器之间建立流动连接，以便由此将储冷器保持或者置入低温。然而在加热过程的进程中物体升温，在与物体热接触的下游，载热介质的温度上升并且因此储冷器内的温度也上升。当储冷器内的温度上升超过数值T2时，为了不再继续对储冷器加温，中断物体与储冷器之间的流动连接。
备选地，代替各个蓄热器内的温度，也可以使用载热介质在与物体热接触之后的温度来作为建立或中断与蓄热器的流动连接的标准。在这种情况中，一旦载热介质在与物体热交换之后的温度低于数值T2，就立刻断开与第一蓄热器的流动连接，或者一旦载热介质在与物体热交换之后的温度超过数值T2，就断开与第二蓄热器的流动连接。通过这种方式保障储热器内的温度始终处于数值T＞T1上并且储冷器内的温度始终处于数值T＜T2上，然而为此能够容忍的是：只有比之前描述的前述情况更少量的、冷的载热介质量被输送给储冷器。
此外，只要通过相应的控制系统来保障与相应任务相关联地只接通相应的元件而断开其它元件，那么加热装置与冷却装置也可以在管路网内相继串联地设置。
本发明的一种有益的改进方案设定：管路网设计为封闭的网络；那就是说在这种情况中原则上载热介质不从外部流入或者不向外部排出。在设备的运行中载热介质要么在管路网内部循环流动要么从第一蓄热器经由物体和加热装置(或者冷却装置)流向第二蓄热器。
特别有益的是：在管路网内设置有可接通的旁通管，借助该旁通管，载热介质能够在绕开至少一个蓄热器的情况下在回路中引导。这种构造特别能够实现在这样的温度范围内也对物体进行调温，在这些温度范围内将载热介质输送给蓄热器或者从蓄热器中取出没有意义或者一个蓄热器已经完全热饱和。这样特别是在对之前处于温度T上的物体进行冷却(加热)时，其中T1＞T＞T2，不建立与储热器(储冷器)的流动连接，而是绕过这个储热器(储冷器)。在这种情况中，载热介质经由旁通管被直接引回到冷却装置(加热装置)。如果在冷却的情况中物体出口上的温度足够低(T＜T2)，那么代替旁通管，在物体与储冷器之间建立流动连接，直到物体冷却到其目标温度。如果在加热的情况中物体出口上的温度足够高(T＜T2)，那么代替旁通管，在物体与储热器之间建立流动连接，直到物体加热到其目标温度。
作为优选的第一和/或第二蓄热器使用流体储存器，在该流体储存器内借助经过相应调温的载热介质量能够储存热量。流体储存器是容器，在该容器中在各自蓄热器的运行温度下事先保持有(vorgehalten)一定量的液态或气态的载热介质，用以特别是在对物体进行加热或冷却时使用它。当例如在对物体进行冷却(加热)时需要冷量(热量)时，从第二(第一)蓄热器中取出至少一部分载热介质并且为了冷却(加热)的目的将其输送给物体，并且接着根据其在与物体热交换之后的温度将其输送给第一(第二)蓄热器、在一个旁通管内在回路中引回到冷却装置(加热装置)或输送给第二(第一)蓄热器。因此各个蓄热器内的载热介质的量，即各个容器内的料位是可变的并且取决于需储存的热量或冷量的量。在使用液态载热介质的情况中，蓄热器内的量的增加/减少导致相应蓄热器内的载热介质的料位的升高/降低；在使用气体作为载热介质的情况中，载热介质的输入/取出导致相应蓄热器内的压力的上升/下降。
作为前述流体储存器的备选方案或补充方案，使用能够与载热介质热混合的介质作为第一和/或第二蓄热器。介质例如为水、气体或矿物的或陶瓷的存储材料(Speichermaterial)。在储存热量时热的载热介质的至少一部分热量传递到介质上，在储存冷量时介质的温度被引向冷的载热介质的温度。
另外，特别有益的是：作为第一和/或第二蓄热器使用潜热蓄热器。在此利用一部分热能来实现载热介质内的或与载热介质热混合的(thermisch verbunden)介质内的相变(液态-气态；固态-液态或固态-气态)。
作为优选的载热介质使用特别是水、盐水、载热油、空气、稀有气体或其它气体例如二氧化碳或氮气。
在本发明的又一种有益的构造中，至少一个第一蓄热器构造成可加热的储热器，和/或至少一个第二蓄热器构造成可冷却的储冷器，因此加热装置和/或冷却装置分别整合在至少一个蓄热器内。通过这种方式避免热损失并且在开始对物体调温之前可以对蓄热器内的载热介质的储存温度进行单独调节。
本发明的目的还通过一种用于借助在管路网内引导的载热介质对物体进行调温的方法得以实现，在所述管路网内整合有用于输送流体的输送装置、用于对载热介质进行加热或者冷却的加热装置和冷却装置以及用于储存热能的第一蓄热器和第二蓄热器，其中在根据本发明的方法中在冷却或者加热时进行如下的方法步骤：
在所述第一蓄热器内保持最低温度T1而在所述第二蓄热器内保持最高温度T2，其中T1≥T2；并且
在对之前借助加热装置加热到温度T＞T1的物体进行冷却时，在管路网内建立在冷却装置、物体与所述第一蓄热器之间的流动连接，其中，如此长时间地使在通过冷却装置时被冷却的和在与物体热接触时升温的载热介质与所述第一蓄热器热接触，直到在第一蓄热器内的温度低于温度T1为止，然后中断到所述第一蓄热器的流动连接；和/或
在对之前借助冷却装置冷却到温度T＜T2的物体进行加热时，在管路网内建立在加热装置、物体与所述第二蓄热器之间的流动连接，其中，如此长时间地使在通过加热装置时加温的和在与物体热接触时冷却的载热介质与所述第二蓄热器热接触，直到在所述第二蓄热器内的温度高于温度T2为止，然后中断到所述第二蓄热器的流动连接。
因此在第一蓄热器内保持最小T1的温度，在第二蓄热器内保持最高T2的温度。更加通俗地说，如此运行蓄热器，使得在相应蓄热器的出口处可以取出温度为最小T1的或者最高T2的载热介质。根据相应要求选择温度T1和T2。在对热的(冷的)物体进行冷却(加热)时，在开始时在物体内具有可观的余热(余冷)，该余热(余冷)根据本发明的方法由载热介质吸收并且暂时贮存在第一(第二)蓄热器内。在此，第一(第二)蓄热器内的温度可以下降(上升)，然而只要仅仅全部在第一(第二)蓄热器内贮存的热量(冷量)的量在增加，这就不成为问题。因此在与物体热接触时加温的(冷却的)载热介质用于将热量(冷量)贮存在第一(第二)蓄热器内以便以后被再次利用。
在根据本发明的方法作业的设备第一次投入使用时可能的是：首先物体和两个蓄热器处于相同的温度上。随着冷却(加热)的开始，通过在冷却装置(加热装置)、物体与第二(第一)蓄热器之间建立流动连接将第二(第一)蓄热器置于其相应的运行温度上，即在第一蓄热器内在温度T≥T1上而在第二蓄热器内在T≤T2上。与冷却装置(加热装置)的流动连接保持得时间越长，在第二(第一)蓄热器内的温度就越低(越高)。存在于第二(第一)蓄热器内的冷量(热量)然后可以用于外部的冷却应用(加热应用)或者用于以后对物体的冷却(加热)。在后一种情况中，根据本发明的方法的有益的设计规定：载热介质在与物体热接触前，
在对物体进行冷却时，为了输送冷的载热介质的目的而与第二蓄热器热接触，以便将冷量从第二蓄热器输送给物体，和/或
在对物体进行加热时，为了输送热的载热介质的目的而与第一蓄热器热接触，以便将热量从第一蓄热器输送给物体。
在此，分别在管路网内建立相应的蓄热器与物体之间的相应的流动连接之后通过载热介质来实施热量或者冷量的传递。
为了实现能量的特别有效的使用(Umgang)，有益的是：
在对物体进行冷却时，在中断到第一蓄热器的流动连接之后建立到第二蓄热器的流动连接，并且将通过与物体热交换而被冷却的载热介质输送给第二蓄热器，和/或
在对物体进行加热时，在中断到第二蓄热器的流动连接之后建立到第一蓄热器的流动连接，并且将通过与物体热交换而加温的载热介质输送给第一蓄热器。
在本发明的这种设计中，由此将通过冷却装置(加热装置)对物体的进一步冷却(加热)用于给蓄热器填充冷量或者热量。在冷却的情况中，只有载热介质在与物体热接触之后的温度低于温度T2时，才适宜地建立到第二蓄热器的流动连接；在加热的情况中，只有载热介质在与物体热接触之后的温度高于温度T1时，才适宜地建立到第一蓄热器的流动连接。在中断到一个蓄热器的流动连接与建立到另外的蓄热器的流动连接之间的间隔中，以有益的方式在绕过蓄热器的情况下经由旁通管借助输送装置使载热介质在冷却装置(加热装置)和物体的回路中引导，直到达到目标温度(T1或T2)为止。
附图说明
应借助附图对本发明的实施例进行详细的阐述。在示意图中：
图1示出根据本发明的设备的第一实施方式的线路图；
图2a至d示出图1所示设备的不同的运行状态；
图3示出根据本发明的设备的另一实施方式的线路图；
图4示出根据本发明的设备的又一实施方式的线路图。
具体实施方式
附图所示的设备1用于借助在管路网3中引导的液态或气态的载热介质对物体2进行调温。在管路网3中整合有加热装置4、冷却装置5，它们分别将热量引入到载热介质中或者从所述载热介质中取出，以及第一蓄热器(在下文中：储热器6)和第二蓄热器(在下文中：储冷器7)。借助例如为泵或压缩机的输送装置8来在管路网3中推进载热介质。另外，在管路网中设置有控制阀9a、9b、9c、9d、9e、9f，借助这些控制阀可以改变载热介质在管路网3内的流动路径。
借助调节阀11打开或者关闭的旁通管10能够在同时关闭调节阀9e、9f的情况下实现在绕开储冷器7或者储热器6的情况下建立由冷却装置5或者加热装置4和需调温的物体构成的回路。
阀9a、9b、9c、9d、9e、9f、11，同样如沿着载热介质的流动方向观察在物体2的入口区域(温度传感器12)和出口区域(温度传感器13)上的温度传感器12、13与在此处未示出的控制单元数据连接，利用该控制单元可以根据测得的温度对管路网3内的载热介质的相应流动路径进行调整。此处另外未进一步注意的摆动式气体管道(Pendelgasleitung)14用于在使用液态的载热介质的情况中在储冷器7与储热器6之间进行压力补偿。
加热装置4例如是电加热装置或热交换器，在该热交换器中，载热介质与加热介质直接或间接地热接触。冷却装置5是传统的制冷机(压缩式制冷机或吸收式制冷机)或热交换器，在该热交换器中，载热介质与冷介质、例如凝结的气体、如液态氮直接或间接地热接触。
在按照图1的实施例中，载热介质以不同的温度贮存在储热器6和储冷器7内，其中贮存在储热器6内的载热介质的温度等于或高于最低温度T1，而贮存在储冷器7内的载热介质的温度等于或者低于最高温度T2，其中应该有效的是T1＞T2。
作为使用载热介质作为存储介质以外的备选方案或补充方案，在储热器6或者储冷器7内此外可以使用任意类型的蓄热器，诸如利用固态的、液态的或者凝胶状的填充介质运行的储存器亦或潜热蓄热器，在这些蓄热器中，载热介质发生相变，并且相变所需的能量用于储存热量或者冷量。储热器和储冷器也可以包括一个不同的、可相互热混合的储存器类型的组合。在本发明的范围内也可以设想：通过管路网来引导不同物态的载热介质，就是说特别是用于冷却目的的冷的液态和用于加热目的的热的气态。同样可以通过如下方式将载热介质本身的蒸发焓和/或熔化焓用于储冷器内的蓄热，即例如载热介质以液态的形式贮存在储冷器内并且在对物体进行冷却时完全或部分地蒸发，或者反过来，以气态的状态储存在储热器内的载热介质在对物体进行加热时完全或部分地凝结。另外可设想的是：将冷却装置整合在储冷器内和/或将加热装置整合在储热器内。
图2a至2d示出的是设备1的不同的运行状态。
在图2a中，借助冷却装置5对物体2和贮存在储冷器7内的载热介质进行冷却。借助在此处未示出的控制装置将物体冷却到预先给定的或者作为程序输入的温度值，通过对在温度传感器12、13上测得的数值的比较确定该温度值的存在。这个温度值低于储冷器7的最大运行温度T2以下，就是说，在冷却过程期间储冷器冷却到温度T＜T2。
在图2b示出的流动导向(Stroemungsfuehrung)中对冷的物体进行加温。为此将控制阀9a、9c和9f打开而将控制阀9b、9d、9e关闭。这样将温度为T≥T1的载热介质从储热器6中经过加热装置4引向物体2。通过与由于先前的冷却阶段依然是冷的物体2的热交换使得载热介质被大幅冷却。接下来将经过冷却的载热介质输送给储冷器7并填充这个储冷器，同时储热器6内的料位下降。在液态载热介质的情况中，通过摆动式管路14来在储存器6、7之间完成压力补偿。然而对物体2的缓慢加温也导致对载热介质的加温并且因此也导致对储冷器7的加温。当在输送载热介质中储冷器7内的温度超过数值T2时，控制阀9f关闭而调节阀11打开。在加热过程的进一步进程中将载热介质经过旁通管10从物体送回到加热装置4。
当温度传感器13上的载热介质的温度超过用于储热器6内的最低运行温度的数值T1时，如图2c所示的那样，调节阀11关闭而控制阀9e打开。现在将载热介质输送到储热器6并从那里重新返回回路内。现在不仅将物体2而且还将储热器6通过加热装置4上的热引入加热到温度T＞T1。
在图2d中对物体2再次进行冷却。为此控制阀9a和9c关闭而控制阀9b、9d打开。控制阀9f保持关闭，控制阀9b保持打开状态。来自储冷器7的载热介质以温度T≤T2被引导经过冷却装置5并且对物体2进行冷却，其中，载热介质被相应地加热。经过加温的载热介质被输送给储热器6并填充这个储热器，同时储冷器7内的料位下降。在液态载热介质的情况中，通过摆动式管路14来在储存器6、7之间进行压力补偿。然而对物体2的缓慢冷却也导致对载热介质的冷却并且因此也导致对储热器6的冷却。当在输送载热介质过程中储热器6内的温度低于数值T1时，控制阀9e关闭而调节阀11打开。在低于用于在温度传感器13上测定的载热介质温度的数值T2后，调节阀11关闭而控制阀9e打开；设备1由此进入根据图2a的运行状态“冷却”中。
在前述实施例中示出的是在液态载热介质的情况中的运行状态。如果使用气态介质，那么压力取代储冷器7内的或者储热器6内的料位，压力上升代替料位升高，压力下降代替料位降低。在这种情况中管路网3与此相应地必须配备有耐压管路。
图3示出的是用于根据本发明的设备的另一实施例。
图3示出的设备20是加热设备，该加热设备具有用于一方面提供温度为例如40℃的加热热量和另一方面提供温度为例如60℃的热水的、整合的太阳能发热装置。为此在设备20的管路网22内设置有中心热交换器21(“物体”)，该热交换器通经由热交换器管一方面与加热回路23热连接并且另一方面与热水供应管路24热连接。在管路网22内整合有储热器26以及储冷器27，其中，事先保持在储热器26内的载热介质的温度T3选择高于热水的额定温度Tw而事先保持在储冷器27内的载热介质的温度T4选择高于加热回路23内的额定温度TH(在此加热回路内的额定温度始终低于热水的额定温度)。例如T3＝80℃而T4＝50℃。在热交换器21的上游设置有用于在相应需要时对在管路网22内引导的载热介质进行附加加热的加热装置25。另外，设备20类似于设备1包括输送装置28和旁通管30。为了提供太阳热能而设置有热交换器回路31，该热交换器回路在热交换器33上将管路网23与太阳能集热器32热连接。因此在这个实施例中，配备有集热器32的热交换器回路31用作加热装置，而与热交换器21、即需调温的物体热连接的热水供应管路24和加热回路23用作冷却装置。
在日照强的时间里，集热器31将热交换器回路31内的载热介质加热到温度T＞T3。在这种情况中如此接通管路网，即，将载热介质从热交换器33引向储热器26。通过这种方式给储热器26装载温度T＞T3的载热介质。在日照较弱的时间里，集热器32也只能将载热介质加热到处于储存温度T3与T4之间的温度。在这种情况中，如此接通管路网22，即，将载热介质从热交换器33引向储冷器27，因此给储冷器27装载温度T3＞T＞T4的载热介质。在日照更弱的时间里，在该时间里集热器32也只将热交换器回路31内的载热介质加热到温度T＜T4，热交换器回路31与管路网22断开热联接。
在需要温度Tw的生活用水(热水)时，其中T3＞Tw＞T4(例如Tw＝60℃)，储热器26内含有的载热介质用于对热水加热。当除了热水需要在加热回路23(TH＝40℃)上还存在加热需要时，这同样适用。然而如果接下来只需要更多的热能而不需要热水，那么储冷器27内储存的载热介质的温度T≥T4足够对加热回路进行加热。在这种情况中，将储热器26与热交换器21之间的流动连接断开并同时建立储冷器27与热交换器21之间的流动连接。如果在此热交换器21在开始时就具有温度T＞T3，那么还在热交换器21内将载热介质首先加热到温度T＞T3。只要是这种情况，接着就将载热介质引向储热器26并提高其料位(Fuellgrad)。当在进一步的进程中载热介质的温度在热交换器21下游下降到数值T时，其中T＜T3，那么中断热交换器21与储热器26之间的流动连接并建立从热交换器21到储冷器27的流动连接并且因此使载热介质在回路中引导。在另一种运行状态中，在日照足够强且储存器26、27填满的情况下为了对生活用水和/或加热用水进行加热而将载热介质通过旁通管30从热交换器回路31直接引向热交换器21。
另外，如果相应的加热任务需要这一点并且不管是储存器26、27内的热能还是太阳能照射都不足以解决这个加热任务，那么在需要时可以接入附加的例如电加热装置25。
在按照图4的实施方式中，应用多于两个的蓄热器。那里示出的设备35类似图1所示的设备1包括需调温的物体36、管路网37、加热装置38和冷却装置39，其中，加热装置38和冷却装置39类似于加热装置4和冷却装置5能够交替地接入管路网37。为了在管路网37内输送载热介质设置有输送装置40。温度测量装置41在物体36的下游测定管路网37内的载热介质的温度。为了储存热量设置有多个蓄热器42、43、44，这些蓄热器在共同的输入管路45、46上与管路网37连接，其中借助适当的阀能够相应彼此独立地打开或断开蓄热器42、43、44与输入管路45、46之间的流动连接。在此，输入管路45与蓄热器42、43、44的流动连接分别使载热介质流向蓄热器52、43、44，而蓄热器42、43、44到输入管路46的流动连接使载热介质从蓄热器42、43、44中流出。另外，旁通阀47能够实现将输入管路46用作用于绕开蓄热器42、43、44的旁通管。摆动式气体管路48在需要时能够实现蓄热器42、43、44之间的压力补偿。需要说明的是：在按照图4的实施例中仅仅示出三个蓄热器，然而还可以将另外的、此处未示出的蓄热器以与蓄热器42、43、44相同的方式连接到输入管路45、46上；下文中概略叙述的设备35的作用原理也相应地延伸到这样的附加的蓄热器。
在设备35的运行中，构造成流体储存器的蓄热器42、43、44中的每个蓄热器用于储存预先给定的温度间隔内的热量，其中，所述预先给定的温度间隔选择为各自不同且彼此接界的。这样蓄热器42内的载热介质的温度应该在间隔[T1，T2]内，蓄热器43内的载热介质的温度应该在间隔[T2，T3]内且蓄热器44内的载热介质的温度应该在间隔[T3，T4]内，其中应该有效的是T1＞T2＞T3＞T4。物体36首先具有温度T＞T1，并且蓄热器42、43、44与输入管路45、46的流动连接断开。
为了对物体36进行冷却，首先建立蓄热器43、44中的一个蓄热器或两个蓄热器经由输入管路46、输送装置40、冷却装置39(该冷却装置同时或在以后的时刻接入)、物体36和导管45到蓄热器42的流动连接。引导穿过物体36的载热介质在此被加热并且首先还以温度T＞T2离开物体36，然而在流动中冷却。当物体的温度下降到接近T2的数值时，在流动技术上将蓄热器43与输入管路46断开，并且作为冷却介质也只使用来自蓄热器44的载热介质。
在对物体36的连续冷却中，在物体36下游在测量装置41上检测的温度同时也下降并且最终低于温度T2。接着将蓄热器42与输入管路45的流动连接断开并打开蓄热器43与输入关路45的流动连接。在这个运行状态中，载热介质从蓄热器44其经由输送装置40、冷却装置39和物体36流向蓄热器43。当物体的温度下降到接近T3的数值时，在流动技术上也将蓄热器44与输入管路46断开并将旁通阀47打开。同样将蓄热器43在流动技术上与输入管路45断开，因而没有载热介质流过输入管路45；因此载热介质在输送装置40、冷却装置39和物体36的回路内流动，直到物体36达到预先给定的例如T＜T4的目标温度。
在对处于温度T＜T4上的物体36加热时，建立从蓄热器42、43中的一个蓄热器或两个蓄热器经由输入管路46、输送装置40、加热装置37、物体36和输入管路45到蓄热器44的流动连接。在对冷的物体36的加热过程中，载热介质冷却到首先T＜T3的温度，然而升温。当物体36的温度上升到接近T＝T3的数值时，将蓄热器43与输入管路46之间的流动连接断开。当载热介质在物体36的下游达到数值T＝T3时，将输入管路45与蓄热器44之间的流动连接断开并打开输入管路45与蓄热器43之间的流动连接。当载热介质的温度在物体36的下游达到T＝T2的数值时，最终将输入管路45与蓄热器43之间的流动连接断开并打开输入管路45与蓄热器42之间的流动连接。
通过这种方式保障在蓄热器42、43、44内始终只储存具有分别预先给定的温度间隔的温度的载热介质。储存在蓄热器42、43、44内的热量或者冷量在对物体36进行调温时做出重要的贡献并且因此在加热装置38或者冷却装置39的运行中降低能量使用。另外，代替对在测量装置41上检测的温度的测量，通常也可以使用借助适当的探测器检测的载热介质在蓄热器42、43、44内部的温度，以便实施前述的在蓄热器42、43、44之间的转换；即，当在冷却或加热过程中一个蓄热器42、43、44内的载热介质的温度高于或低于其预先给定的温度间隔时，那么断开这个蓄热器与管路网37的联接并且相应地接通相应邻接的温度间隔的蓄热器42、43、44。
附图标记表
1 设备
2 物体
3 管路网
4 加热装置
5 冷却装置
6 储热器
7 储冷器
8 输送装置
9a至9f 控制阀
10 旁通管
11 调节阀
12 温度传感器
13 温度传感器
14 摆动式气体管路
15 -
16 -
17 -
18 -
19 -
20 设备
21 热交换器
22 管路网
23 加热回路
24 热水供应管路
25 加热装置
26 储热器
27 储冷器
28 输送装置
29 -
30 旁通管
31 热交换器回路
32 集热器
33 热交换器
34 -
35 设备
36 物体
37 管路网
38 加热装置
39 冷却装置
40 输送装置
41 温度测量装置
42 蓄热器
43 蓄热器
44 蓄热器
45 输入管路
46 输入管路
47 旁通阀
48 摆动式气体管路

Claims (3)

1.用于借助在管路网(3，22，37)内引导的载热介质对物体(2，21，36)进行调温的方法，在所述管路网(3，22，37)内整合有用于输送流体的输送装置(8，28，40)、用于对载热介质进行加热或者冷却的加热装置(4，31，38)和冷却装置(5，23，24，39)以及用于储存热能的第一蓄热器(6，7，26，27，42，43，44)和第二蓄热器(6，7，26，27，42，43，44)，其中，在所述第一蓄热器(6，7，26，27，42，43，44)内保持最低温度T1而在所述第二蓄热器(6，7，26，27)内保持最高温度T2，其中T1≥T2，并且
在对之前处于温度T＞T1上的物体(2，21，36)进行冷却时，在管路网(3，22，37)内首先建立在冷却装置(5，23，24，38)、物体(2，21，36)与所述第一蓄热器(6，7，26，27，42，43，44)之间的流动连接，其中，长时间地向所述第一蓄热器(6，7，26，27，42，43，44)输送在与物体(2，21，36)的热接触中升温的载热介质，直到低于所述第一蓄热器(6，7，26，27，42，43，44)内的温度T1，并且然后中断到所述第一蓄热器(6，7，26，27，42，43，44)的流动连接，和/或
在对之前处于温度T＜T2上的物体(2，21，36)进行加热时，在管路网(2，23，37)内首先建立在加热装置(4，31，39)、物体(2，21，36)与所述第二蓄热器(6，7，26，27，42，43，44)之间的流动连接，其中，长时间地使在与物体(2，21，36)的热接触中冷却的载热介质与所述第二蓄热器(6，7，26，27，42，43，44)热接触，直到在所述第二蓄热器(6，7，26，27，42，43，44)内的温度T2被超过为止，并且然后中断到所述第二蓄热器(6，7，26，27，42，43，44)的流动连接。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于：使载热介质在与物体(2，21，36)热接触前，
在对物体(2，21，36)进行冷却时，为了输送冷的载热介质的目的与所述第二蓄热器(6，7，26，27，42，43，44)热接触，和/或
在对物体(2，21，36)进行加热时，为了输送热的载热介质的目的与所述第一蓄热器(6，7，26，27，42，43，44)热接触。
3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于：
在对物体(2，21，36)进行冷却时，在中断到所述第一蓄热器(6，7，26，27，42，43，44)的流动连接之后建立到所述第二蓄热器(6，7，26，27，42，43，44)的流动连接并且将通过与物体(2，21，36)热交换而冷却的载热介质输送给所述第二蓄热器(6，7，26，27，42，43，44)，和/或
在对物体(2，21，36)进行加热时，在中断到所述第二蓄热器(6，7，26，27，42，43，44)的流动连接之后建立到所述第一蓄热器(6，7，26，27，42，43，44)的流动连接并且将通过与物体(2，21，36)热交换而加温的载热介质输送给所述第一蓄热器(6，7，26，27，42，43，44)。
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