CN110998191A - 循环泵机组 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种循环泵机组，其具有第一入口(84)、出口(80)、电驱动马达(30)以及至少一个由驱动马达(30)驱动的叶轮(68；100)，所述叶轮具有至少一个位于第一入口(84)与出口(80)之间的连接中的、用于液体的压力升高的第一流动路径(26；48)，其中，循环泵机组具有第二入口(86)，并且至少一个叶轮(68；100)具有至少一个用于液体的压力升高的第二流动路径(28；50)，第二流动路径位于从第二入口(86)到出口(80)的连接中；本发明还涉及一种具有这种循环泵机组的供热系统。

Description

循环泵机组
技术领域
本发明涉及一种循环泵机组以及一种具有这种循环泵机组的供热系统。
背景技术
在供热系统中使用循环泵，以使液态载热体或供热介质、特别是水通过供热系统循环。当在供热系统中使用需要不同入流温度的供热回路时，通常会设置混合器，混合器可以降低用于特定供热回路的入流温度，例如地板采暖系统的供热回路。这种混合器通常与紧凑型锅炉结合使用，紧凑型锅炉除了具有诸如带有初级热交换器的锅炉这样的热源以外，还具有用于使载热体循环通过供热系统的循环泵机组。该循环泵机组提供剩余扬程，该剩余扬程被调整为，其对于传统的具有带恒温阀的供热体的供热回路来说是足够的。对于具有降低的入流温度的其他供热回路来说，通常使用第二循环泵机组，第二循环泵机组布置在混合阀的下游，被加热的载热体通过该第二循环泵机组从锅炉注入到具有较低入流温度的供热回路中。在此，需要在混合阀或前置的阀中将由循环泵机组在锅炉中提供的预压力降低到第二供热回路中的循环泵机组的入口侧的压力水平。即，由循环泵机组在锅炉中提供的剩余扬程被破坏并造成能量损失。
发明内容
鉴于这些问题，本发明的目的是改进供热系统，以使混合器中的能量损失最小化。本发明的目的通过一种具有权利要求1所述特征的循环泵机组以及一种具有权利要求15所述的供热系统来实现。优选的实施方式由从属权利要求、下面的描述以及附图给出。
根据本发明的循环泵机组特别是被提供用作供热设备中的供热循环泵机组，在本发明的意义下，供热设备也可被理解为不用于加热而是用于冷却的空调设备。不失一般性的，将根据本发明的循环泵机组可用于液态载热体或供热介质的循环，以对建筑物或者设备进行调温。
根据本发明的循环泵机组具有第一入口，即第一抽吸入口，以及出口。该出口是压力出口，液体通过该出口从循环泵机组排出。循环泵机组还具有电驱动马达，其转动地驱动至少一个设置在循环泵机组中的叶轮。即，这种循环泵机组是离心泵机组。电驱动马达被特别优选地设计为湿运行的电驱动马达，即，在转子与定子之间具有缝管或缝罐的马达。至少一个叶轮在循环泵机组中布置在第一入口与出口之间的连接或者说流动连接中。叶轮具有至少一个位于该流动连接中的流动路径并用于液体的压力升高。由此，叶轮可以将液体，例如液态供热介质，从第一入口输送到出口，并提高入口与出口之间的液体的压力。该通过叶轮的至少一个流动路径可以例如由叶轮叶片之间的常规通道形成。
根据本发明，循环泵机组具有第二入口，其中，在循环泵机组中建立有从第二入口到出口的第二流动连接。因此，第二入口形成第二抽吸入口或者说抽吸接口，其中，在循环泵机组运行时，在第二入口处可以有与第一入口处不同的压力水平。至少一个叶轮还具有至少一个第二流动路径，该第二流动路径具有对诸如液态供热介质这样的液体的压力升高，其中，第二流动路径位于所描述的第二入口与出口之间的流动连接中。这意味着，根据本发明的循环泵机组在至少一个叶轮中具有两个分开的流动路径，通过这两个流动路径可以实现压力升高。这种实施方式允许来自两个入口的液体(例如液态供热介质的两个液流，它们在这两个入口处具有不同的入口压力或预压力)在出口处升高至相同的最终压力。即，具有两个流动路径的至少一个叶轮被设计为，其在旋转时产生两个不同的压力差。
根据本发明的这种实施方式允许该循环泵机组使用在具有混合器的供热回路中，并且能够向循环泵机组的第二入口提供具有预压力(即剩余扬程)的液体。该预压力可以例如由锅炉或紧凑型供热设备中的循环泵来提供。在这种布置中，混合器的混合点位于所述循环泵机组中，并且不再需要在混合器的入口侧降低预压力或剩余扬程，以便在通过混合器供应的供热回路中，在循环泵机组的抽吸侧实现相同的抽吸压力。相反，可以将处于两个不同压力水平的液体供应给根据本发明的循环泵机组。在第一入口处供应将要供应到供热回路中循环的液体，而待混合的具有较高压力水平的液体通过第二入口混入。因此，根据本发明的循环泵机组能够降低在混合器运行时的能量损失。由于在现代的供热系统中地板采暖通常占有最大份额，因此通过这种方式可以在循环泵机组范围内节省多达30％的能量。
至少一个叶轮中的两个分开的流动路径优选地被构造为，它们具有相对于彼此固定的、不变的横截面比。即，优选地不会为了改变混合比而改变两个流动路径的横截面比。这简化了结构，因为不再需要相应的阀装置，并且也不在需要叶轮的位移。相反，混合比的改变特别优选地通过改变至少一个叶轮的转速来实现，这将在下面进行详细说明。
优选地，至少一个第一流动路径和至少一个第二流动路径布置在共同的叶轮中。即，在具有两个流动路径的叶轮旋转时，流过这些流动路径的液体在两个流动路径上均实现了压力升高。替代地，可以使用两个彼此抗扭布置的叶轮，它们共同旋转。它们可以彼此一体化地构成或者通过其它合适的方式彼此抗扭地连接。例如，也可以使用具有两个叶栅环的叶轮，其中，第一叶栅环限定第一流动路径，第二叶栅环限定第二流动路径。这样的叶轮可以被设计为，使得用于两个流动路径的入口或者说进口沿转动轴线的方向观察位于相同的轴向侧，或者沿轴向方向彼此相对的侧。即使在使用两个叶轮时，也可以将其布置为，使得进口侧或抽吸开口相反地指向。这种布置的有限在于能够至少部分地抵消出现的轴向力。
根据本发明的另一种优选的实施方式，至少一个第二流动路径由至少一个第一流动路径的一部分构成。在此，第一流动路径具有第一部分，在该第一部分中仅流过第一流动路径的液体经历了压力升高。第二入口通入第一流动路径的第二部分中，在该第二部分中，从第二入口供应的液体和从第一流动路径的第一部分中流出的液体均经历压力升高。即，来自第一入口的液体流和来自第二入口的液体流在第二流动路径中均经历了压力升高。当在第二入口处供应具有预压力的液体时，则具有以下优点：经由具有低预压力的第一入口供应的液体在第一流动路径的第一部分中经历第一压力升高，从而在来自第二入口的液流通入第一流动路径中的点处，来自第一入口和第二入口的液体具有基本相同的压力水平。
进一步优选地，至少一个叶轮具有抽吸嘴作为第一进入开口，至少一个第一流动路径从该抽吸嘴出发延伸到叶轮的排出侧。作为第一进入开口的抽吸嘴连接到循环泵机组的第一入口，并且叶轮的排出侧连接到循环泵机组的出口。叶轮优选地具有至少一个第二进入开口，该第二进入开口沿穿过叶轮的流动方向位于所述抽吸嘴与排出侧之间。该至少一个第二进入开口连接到循环泵机组的第二入口。因此，具有较高压力水平的液体流可以通过第二进入开口在如下的位置被导入到叶轮中：在该位置上，叶轮中的通过抽吸嘴供应的液体已经经历了一定程度的压力升高。因此，在将该循环泵机组用于混合器中或作为混合器使用时，两个液流的混合点是位于叶轮中的。结果，具有不同预压力的两个液体流能够在混合点上以基本相同的压力水平混合，而不必首先降低两个所供应的液体流的其中一个中的较高压力。由此可以使能量损失最小化。
第二进入开口优选通入第一流动路径中，其中，至少一个第一流动路径的在至少一个第二进入开口与排出侧之间的部分同时形成至少一个第二流动路径。即，第二流动路径形成共同的流动路径，来自第一入口的液体流和来自第二入口的液体流均被引导通过该流动路径，其中，来自循环泵机组的第一入口的液体流在至少一个第二进入开口上游的第一流动路径的第一部分中已经独立于来自第二入口的液流经历了压力升高。
特别优选地，叶轮具有多个第二进入开口。由此，可以扩大流动横截面，并因此使第二流动路径中的液压阻力最小化。
优选地，在至少一个叶轮的叶轮叶片之间形成多个第一流动路径，并且至少一个第二进入开口通入叶轮叶片之间的相应的第一流动路径中。第一流动路径的在抽吸嘴与第二进入开口之间的部分形成所述的仅输送由第一入口供应的液体的第一流动路径。第一流动路径的位于第二进入开口下游的第二部分与该部分共同形成第二流动路径，由第二入口供应的液体也通过该第二流动路径输送。由于第二进入开口被布置在每个第一流动路径中，因此在叶轮中为第二流动路径提供了最大的流动横截面。
进一步优选地，至少一个第二进入开口形成在围绕抽吸嘴的盖片中。即，叶轮被设计为封闭的叶轮，其具有盖片，该盖片在居中布置的抽吸嘴的外周中封闭叶轮叶片之间的流动路径。抽吸嘴形成用于第一流动路径的第一进入开口。第二进入开口被构造为盖片中的孔或缝隙，其通入叶轮叶片之间的这些流动路径中，从而使得这些流动路径在第二进入开口的径向外侧上如上所述地形成第二流动路径。
至少一个叶轮的抽吸嘴优选地与固定的环形元件接合，第一入口的流动连接通入该环形元件的内部。由此建立可从第一入口进入叶轮内部和进入叶轮的第一流动路径的流动连接。该环形元件进一步优选地与抽吸嘴基本上密封地接合，即，在抽吸嘴与环形元件之间形成抽吸嘴密封，以减小或避免该区域中的泄漏。
进一步优选地，沿所述环形元件的外周构造有环形室，一流动连接从第二入口通入该环形室中，其中，叶轮的至少一个第二进入开口面对该环形室。因此在该实施方式中，环形元件形成在第一流动连接与第二流动连接之间的分隔壁，其中，第一入口的流动连接延伸到环形壁的内侧，并且第二入口的流动连接从环形元件的外侧向叶轮延伸。
根据本发明的另一种优选的实施方式，叶轮在至少一个第二进入开口的外部径向地与围绕的泵壳体的一部分密封接合。该密封接合在叶轮的抽吸侧与压力侧之间形成密封，从而使得叶轮的排出侧相对于到至少一个第二进入开口的流动连接密封。
根据本发明的一种特别的实施方式，至少在第二入口与至少一个叶轮之间的流动连接中可以设置用于调节通过该流动连接的流量的阀。该阀可以形成混合阀，通过该混合阀可以调节从第二入口供应的液体数量，从而能够例如调节循环泵机组的出口处的混合液流的温度。为此，该阀优选地可以具有用于改变阀位置的电驱动器，该电驱动器优选地是步进电机。该阀随后由控制装置来操控，控制装置例如基于温度地根据循环泵机组的出口侧上的温度，也就是根据混合液流的温度来调节阀位置。由此提供了带有温度调节的混合器。但是也可以在一个或两个流动连接中布置手动操作的流量调节阀，以便例如能够对流量进行预调节。
特别优选地，循环泵机组具有控制装置，该控制装置被设计用于调节驱动马达的转速。因此，控制装置例如可以被设计为执行压力和/或流量调节，以便将压力和/或流量保持在预先给定的目标值的范围内。替代地，也可以进行根据温度的转速调节，其中，根据温度信号来调节转速，使得温度值保持在预先给定的目标值的范围内。因此，例如可以通过对循环泵机组的转速调节或转速变化来调节循环泵机组的出口侧的温度，也就是出口上的或者流过该出口的液体流中的温度。
除了前述循环泵机组以外，本发明的目的还在于一种具有这种循环泵机组的供热系统，其中，前述的循环泵机组形成供热系统中的第一循环泵机组。此外，根据本发明的供热系统还具有第二循环泵机组，其位于第一泵机组的第二入口的上游。因此，第二循环泵机组向第一泵机组的入口供应带有预压力的液体流，该预压力由第二循环泵机组产生。第二循环泵机组优选是离心泵机组，其速度可以通过控制装置来调节。优选地，该离心泵机组同样具有电驱动马达，该电驱动马达可以被进一步优选地设计为湿运行的驱动马达。通过调整转速，可以设定或者说调节预压力或流量。第二循环泵机组的转速调节优选如下地进行：即，使流量和/或压力保持在期望的预先给定的目标值的范围内或者遵循预先给定的特征曲线。第一循环泵机组和第二循环泵机组均可以被设计为，具有用于转速调节的变频器。
进一步优选地，在根据本发明的供热系统中提供有控制装置，该控制装置被设计为，其控制第一循环泵机组和/或第二循环泵机组和/或位于从第二入口到至少一个叶轮的流动路径中的阀，以便调节来自第一泵机组中的第一入口和第二入口的液体流的混合比。该转速调节在此优选根据温度进行。即，控制装置优选连接到至少一个温度传感器并控制一个或多个循环泵机组的转速，使得由温度传感器检测到的温度保持在期望的目标值或者接近期望的目标值。温度传感器优选布置在第一循环泵机组的出口侧，使得其检测流过第一循环泵机组的出口的混合液体流的温度。当控制装置改变第二循环泵机组的转速时，可以改变供应给第二入口的液体的数量。这同样可以通过调节在第一循环泵机组的第二入口上游的阀来实现。当通过第一流动路径和第二流动路径的液流的流量比和/或压力比根据转速而改变时，通过改变第一循环泵机组的转速同样可以改变混合比。这可以通过第一流动路径和第二流动路径的相应的几何构造来实现，特别是当第一和第二流动路径例如在叶轮的不同外径处终止时。由此可以在相同的转速下实现不同的压力升高。此外，压力比的改变还可以通过将液体以优选恒定的预压力供应到第二入口来实现。如果来自第二入口的流动连接如上所述地通入叶轮的第一流动路径中，则在转速改变时，叶轮内部的通入点处的压力将改变，从而通过改变两个流动路径中的压力比来改变叶轮内部的混合比。
附图说明
下面参照附图对本发明进行示例性说明。其中：
图1示出了根据现有技术的供热设备的液压线路图，
图2示出了根据本发明的第一种实施方式的供热系统的液压线路图，
图3示出了根据本发明的第二种实施方式的供热系统的液压线路图，
图4示出了根据本发明的第三种实施方式的供热系统的液压线路图，
图5示出了对应于图3所示实施例的供热系统的液压线路图，其具有双叶轮，
图6示出了循环泵机组的分解视图，其具有对应于图2、图3和图5所示供热系统的混合装置，
图7示出了根据图6的循环泵机组沿其纵轴线x的剖视图，
图8示出了根据图6和图7的循环泵机组的后部的俯视图，
图9示出了根据图6至图8的循环泵机组的后部的局部剖视图，
图10示出了循环泵机组的分解视图，其具有对应于图4所示实施例的混合装置，
图11示出了根据图10的循环泵机组沿其纵轴线X的剖视图，
图12示出了根据图9和图10的循环泵机组的后部的俯视图，
图13示出了关于根据图2的供热系统的实施例的转速的压力曲线，
图14示出了关于根据图3的供热系统的实施例的转速的压力曲线，
图15示出了关于根据图4的供热系统的实施例的转速的压力曲线。
具体实施方式
图1示意性示出了用于地板采暖2的传统供热回路，即根据现有技术的供热回路。锅炉4，例如具有集成的循环泵6的燃气锅炉，被用作热源。这种组合例如作为紧凑型供热设备在市场上是已知的。为地板采暖回路2配置了另一循环泵机组8，其具有叶轮10以及电驱动马达12。由于锅炉4为地板采暖系统2提供了过高的入流温度，因此在此配置有混合装置，其具有混合点14，该混合点位于叶轮10的吸入侧。在混合点14处通入有地板采暖回路2的回流管道16。此外，在混合点或通入点14处还通入有入流管道18，由锅炉4加热的水或供热介质通过该入流管道被供应，并且在混合点14处通过由循环泵机组6产生的压力被注入。为了调节混合比，在本实施例中设置有两个流量调节阀Rhot和Rcold。调节阀Rhot布置在入流管道18中，调节阀Rcold布置在回流管道16中。这些阀例如可以由控制装置通过电驱动器来操控。优选地，可以将调节阀Rhot和Rcold联接为，为了改变流量，这些阀中的一个阀始终被打开，同时另一个阀以相同的程度被关闭。代替两个流量调节阀R地，也可以使用三通阀，该三通阀具有阀元件，该阀元件通过其运动同时封闭回流管道16并打开入流管道18，或者相反。循环泵机组6还可以供应在此未示出的另一供热回路，该供热回路直接以锅炉所产生的入流温度运行。循环泵机组6或循环泵机组8可以具有传统的压力调节或流量调节。在已知系统中不利的是，为了设置混合比，需要有流量调节阀R并且必须配备有相应的驱动器，例如马达驱动的或恒温操作的驱动器。流量调节阀R被调节为，使得在混合点14的下游达到用于地板采暖系统2的期望入流温度。该系统的另一缺点是，必须通过流量调节阀Rhot降低循环泵机组6所产生的压力，以便在混合点14处达到叶轮10的吸入侧压力。因此会在系统中发生能量损失，该能量损失可以通过下面描述的根据本发明的解决方案来避免。
在图2至图4示意性示出的三个示例性描述的根据本发明的解决方案中，用于达到地板采暖2的期望入流温度的混合比是仅通过循环泵机组的转速调节来实现的。该循环泵机组具有两个流动路径，这两个流动路径彼此液压地影响，使得能够通过转速变化改变至少一个流动路径中的液压阻力，从而改变混合比，如下所述。
图2示出了本发明的第一实施例。在该实施例中又设置有用于加热液态供热介质、即液态载热体(例如水)的锅炉4。在锅炉4上设置有循环泵机组6，该循环泵机组也可以如图1所示地集成在锅炉4中。循环泵机组6将被加热的载热体输送到入流管道18中。此外，设置有地板采暖2或地板采暖回路2，其具有回流，该回流一方面连接到锅炉4的入口侧，另一方面通过回流管道16被引导至混合点20，入流管道18也在该混合点处通入。混合点或通入点20是混合装置22的一部分，也是循环泵机组24的一部分。混合装置22和循环泵机组24可以形成一集成的结构单元，使得混合装置22是循环泵机组24的一部分，或者循环泵机组24是混合装置22的一部分。特别地，混合点20可以直接位于循环泵机组24的泵壳体或叶轮中，这将在下面做出说明。
在根据图2的实施例中，循环泵机组24被构造为具有两个叶轮26和28的双泵。叶轮26和28由共同的驱动马达30驱动。叶轮26和28可以被设计为单独的叶轮，或者被设计为具有两个叶片布置或流动路径的集成式叶轮。第一叶轮26形成第一流动路径并且在混合装置中位于从回流管道16到混合点20的第一流动连接中。第二叶轮28形成第二流动路径并且位于入流管道18与混合点20之间的第二流动连接中。因此，混合点20位于两个叶轮26和28的压力侧，即，根据本发明，两个供热介质流在压力升高之后彼此混合。
驱动马达30由控制装置34来控制或调节，该控制装置用于驱动马达30的转速调节或转速控制并因此被设计为，其能够改变驱动马达30的转速。为此，控制装置34具有转速控制器，特别是在使用变频器的情况下。控制装置34可以被直接集成在驱动马达30中，或者在电子器件壳体中直接布置在驱动马达上并且特别是布置在其马达壳体上。控制装置34还连接到温度传感器36或者与温度传感器36通信。温度传感器36在混合点20的下游位于入流管道38上或之中，该入流管道将混合点20连接到地板采暖回路2。在此，温度传感器36可以集成在混合装置22或循环泵机组24中。温度传感器36与控制装置34的连接可以通过任意合适的方式来提供，例如有线或无线。无线连接例如可以通过诸如蓝牙或W-LAN这样的无线电连接来实现。
温度传感器36将混合点20下游的供热介质的温度值传输到控制装置34，使得控制装置能够进行温度调节。根据本发明，驱动马达30并且由此使得循环泵机组34不是根据压力或流量来调节，而是根据温度进行调节。即，控制装置34调整驱动马达30的转速，以便在混合点20的下游达到期望的供热介质温度。期望温度由温度目标值预先给定，该温度目标值可以被固定地预先给定，可以手动设置，或者还可以根据外部温度通过供热曲线预先给定，供热曲线被存储在控制装置34或者更高级别的控制器中。控制装置34改变了驱动马达30的转速，由此，正如将在下面所要描述的那样，改变了在混合点20处所混合的供热介质流的混合比，从而改变了混合点20下游的温度。该温度由温度传感器36检测，从而使得控制装置34可以通过驱动马达30的转速改变来执行温度调节，以使混合点20下游的温度值接近温度目标值。
下面参照图13更详细地说明混合点20处的混合比基于转速改变的变化。在图13中示出了扬程H，即，关于驱动马达30的转速n的压力。在图2所示的示例中，存在三个压力差值ΔPpre、ΔPhot和ΔPcold。压力差ΔPpre由循环泵机组6产生，并且在这种情况下不受混合装置22的影响，因此其在图13中被绘示为恒定的、即与驱动马达30的转速无关的预压力。循环泵机组24的叶轮26产生用于地板采暖2的回流的压力差ΔPcold，并且叶轮28产生用于来自入流管道18的入流的压力差ΔPhot。在图13中可以看到，叶轮26和28被不同地设计，以使它们具有不同的压力变化，即，具有不同的关于转速的压力变化。叶轮28的压力变化不如叶轮26的压力变化剧烈。这可以例如通过使叶轮26具有更大的外径来实现。此外，针对通过入流管道18供应的加热的供热介质，压力差ΔPpre与ΔPhot相加，使得压力变化曲线ΔPhot在该图中以恒定的值向上移动。由此实现了压力变化曲线ΔPhot和ΔPcold在点39处相交。在这些曲线的交点的上方和下方，产生用于混合液体的混合区域40。当转速n位于两条压力变化曲线的交点39下方时，叶轮28的出口压力高于叶轮26的出口压力，因此叶轮28的出口压力在通过叶轮26的流动路径中在混合点20处充当反压力和液压阻力，并且在该运行状态下通过叶轮26的第一流动路径的流量减小，并且混入了更多的加热的供热介质，从而在去往地板采暖回路2的入流38中实现更高的温度。当转速提高时，在两个压力变化曲线的交点39的上方，叶轮26的出口压力高于叶轮28的出口压力，从而在通过叶轮28的第二流动路径中在混合点20处产生反压力形式的液压阻力，并且通过第二流动路径的流量减小，由此在混合点20处供给更少的被加热的供热介质，从而能够降低混合点20的出口侧的温度。
图3示出了根据本发明的混合装置或根据本发明的供热系统的另一变型，其与根据图2的供热系统的区别在于，在入流18中没有设置循环泵机组6。即，被加热的供热介质是在没有预压力的情况下通过入流管道18被供应给循环泵机组24。由此得到图14所示的压力变化曲线。在图14中也绘示出扬程H，即，关于驱动马达30的转速n的压力。压力变化曲线ΔPcold和ΔPhot对应于图13所示的压力变化曲线。仅缺少恒定的预压力ΔPpre，因此压力变化曲线ΔPhot不会在图中向上移动，而是如压力变化曲线ΔPcold那样从零点开始。但是这两个曲线具有不同的斜率，这也是如上所述地通过叶轮26和28的不同叶轮直径来实现的。由于叶轮26和28处的压力差在转速改变时会不同地变化，因此液压阻力变化，由此在两个压力变化曲线之间产生一混合区域42，该混合区域具有合成的压力差。叶轮26的高出口压力ΔPcold在混合点20处充当通过叶轮28的第二流动路径中的液压阻力。该液压阻力是由叶轮26和28在混合点20处的出口压力之间的压力差产生的。如图14中所示，(混合区域42的)压力变化曲线ΔPcold与ΔPhot之间的压力差取决于转速。即，在通过叶轮28的流动路径中作用的液压阻力也可以通过转速变化而改变，从而能够改变通过叶轮28的流量，并因此改变被加热的供热介质的流量。通过这种方式还可以改变混合点20的出口侧的温度，并因此能够通过驱动马达30的转速n的转速变化来进行温度调节
图5示出了一个实施例，该实施例表示图2中示出的实施例的变型。两个叶轮26和28被设计为双叶轮的形式。即，叶轮26由第一叶栅环形成，叶轮28由同一叶轮的第二叶栅环形成。混合点20处的混合比的变化是通过改变驱动马达30的转速n以与图3和图13所示相同的方式进行。在该实施例中，附加地在叶轮26和28的上游，在入流管道18中设有流量调节阀Rhot，并且在回流管道16中设置有流量调节阀Rcold。这些阀是可手动调节的阀，通过这些阀可以在执行所述的转速调节之前进行预设定。该预设定优选地以如下方式进行：首先设定驱动马达30的转速，以便通过地板回路2获得足够的流量。即，叶轮26和28的转速首先被设定为，产生与设备、即设备的液压阻力一致的压力差。随后设定手动的流量调节阀Rhot和Rcold，使得在给定的转速下在温度传感器36处达到期望的温度目标值。该温度目标值例如可以是在当前外部温度下由供热曲线确定的温度目标值。通过这种手动的预设定，实现了对入流管道18和回流管道16中的不同液压阻力之间的补偿。在该预设定之后，可以通过借助于控制装置34的转速调节来进行温度调节，在此，如图13所示地，仅需要很小的转速变化用以进行温度调整。这种用于预设定的阀也可以用在所描述的其他实施例中。
图4示出了供热系统的第三种变型，其具有根据本发明的混合装置。在该供热系统中还设置有锅炉4，其具有布置在下游的循环泵机组6。此外，还设有待供应的地板采暖系统2或地板采暖回路2。在此还存在混合装置44，在该混合装置中，来自从锅炉4开始延伸的入流18的供热介质流与来自地板采暖系统2的回流16的供热介质流混合。在该实施例中，混合装置44也包括带有电驱动马达30的循环泵机组46。该驱动马达30也是通过控制装置34调节其转速，该控制装置可以直接集成在驱动马达30中，或者在电子器件壳体中直接布置在驱动马达30上。如前述的实施例那样，控制装置34与温度传感器36通信连接，该温度传感器位于去往地板回路2的入流管道38上，因此其检测供应给地板采暖回路2的供热介质的入流温度。因此，也可以按照上述的方式在循环泵机组36中执行根据温度的转速调节。
根据图4的实施例与前述实施例的区别在于：循环泵机组不具有两个并联连接的叶轮，而是具有串联连接的叶轮部48和50。叶轮部48和50可以被构造为两个单独的、彼此抗扭连接的叶轮，使得它们由共同的驱动马达30转动地驱动。特别优选地，将叶轮部48、50设计为叶轮，该叶轮在第一中心进入开口与排出开口之间，在径向中间区域中具有至少一个第二进入开口，这将在下面进行详细说明。在该实施例中，第二进入开口形成混合点或通入点52，来自回流管道16和入流管道18的两个液体流或供热介质流在该第二进入开口处被混合。来自回流管道16的供热介质流通过叶轮部48在混合点52的上游承受第一压力升高ΔP1。来自入流管道18的供热介质流承受由循环泵机组6引起的压力升高ΔPpre。通过这种预加压，供热介质流在通入点52处被注入到从叶轮部48离开的供热介质流中。通入点52和第二叶轮部50形成第二流动路径，来自入流管道18的供热介质流流过该第二流动路径，并且在通入点52下游的进一步进程中，来自回流管道16的、之前在叶轮部48中的第一流动路径中已经历了压力升高的供热介质流也流过该第二流动路径。在叶轮部50中，混合的供热介质流进一步经历进一步的压力升高ΔP2。
在该构造中，来自回流管16的供热介质流和来自入流管道18的供热介质流之间的混合比同样可以通过转速变化而改变，下面参照图15对此进行详细说明。在图15中也绘示出了与驱动马达30的转速n相关的、扬程H形式的压力变化。在图15的图中，由循环泵机组6产生的恒定的预压力ΔPpre也可以被看作是水平线。此外还示出了两条取决于转速的压力变化曲线ΔP1和ΔP2。在此，压力变化曲线ΔP2具有比压力变化曲线ΔP1更陡峭的进程，即，随着转速的提高，压力ΔP2比压力ΔP1增加更多。在压力变化ΔP1与预压力ΔPpre之间存在混合区域54，在该混合区域中可以实现不同的混合比。随着来自回流管道16的供热介质流在叶轮部48中所经历的压力ΔP1的升高，去往叶轮部50的第二流动路径中的液压阻力在混合点52处增大。其在混合点52处形成反压力，该反压力用作从入流管道18进入到混合点52的供热介质流的液压阻力。混合点52处的反压力越高，通过第二流动路径通过通入点52的流量越小，即，从入流管道18进入混合点52进而进入第二流动路径的供热介质流越小。当预压力ΔPpre超过压力ΔP1时，热水流，即来自入流管道18的供热介质流被完全切断。因此，通过转速变化能够改变混合比。在第二叶轮部50中，混合的供热介质流随后经历到压力ΔP2的压力升高。
这种布置的优点在于，不必降低由循环泵机组6产生的压力ΔPpre，因为两个供热介质流的混合是在较高的压力水平下，即在压力ΔP1的水平下进行的。由此减少了混合装置44中的能量损失。
下面参照图6至12详细说明混合装置22和44的结构设计。在此，图6至图9示出了混合装置，其在根据图2、图3和图5的实施例中用作混合装置22。图10至图12示出了在根据图4的实施例中所使用的混合装置44。
根据图6至图9的实施例示出了集成的循环泵-混合装置，即，具有集成混合装置的循环泵机组或者说具有集成循环泵机组的混合装置。循环泵机组以已知的方式具有电驱动马达30，在该电驱动马达上安装有电子器件壳体或接线盒56。在该实施例中，在电子器件壳体中设置有控制装置34。电驱动马达具有定子壳体或马达壳体58，在其内部设置有驱动马达30的定子60。定子60围绕缝罐或缝管62，该缝罐或缝管使定子室与位于中心的转子室分开。在转子室中布置有转子64，该转子例如可以被设计为永磁体转子。转子64通过转子轴66与叶轮68连接，从而使转子64在其围绕转动轴X转动时转动地驱动叶轮68。
在该实施例中，叶轮68被构造为双叶轮并使叶轮26和28协调一致，如图2和图5所示。叶轮68具有中心吸入口70，该中心吸入口通入第一叶片组或第一叶栅环中，该叶片组或叶栅环形成叶轮26。因此，通过吸入口70和叶轮26限定了通过叶轮68的第一流动路径。叶轮26被构造为封闭的并且具有前盖片72，该前盖片过渡到限定吸入口70的凸缘。在前盖片72上布置或构造有第二叶栅环，其形成第二叶轮28。第二叶轮28在进入侧具有环形的吸入口74，该环形吸入口环形地围绕吸入口70。第二吸入口74形成叶轮68的第二进入开口。叶轮28从第二吸入口74出发形成通过叶轮68的第二流动路径。叶轮26和叶轮28在周向侧具有排出开口，该排出开口通入泵壳体78的压力室76中。
泵壳体78以常规方式连接至马达壳体58。泵壳体78内部的压力室76通入压力套管80中，在根据图2、图3和图5的实施例中，去往地板采暖回路2的入流管道38连接到该压力套管上。由于两个叶轮26和28通入压力室76中，因此参照图2、图3和图5所描述的混合点20在叶轮68的排出侧位于泵壳体78的压力室76中。
叶轮68的第一吸入口70在泵壳体78中连接到第一吸入管道82，该第一吸入管道从第一吸入套管84处开始。第一吸入套管84与压力套管80沿着安装轴线轴向对齐，该安装轴线垂直于转动轴线X延伸。在根据图2、图3和图5的实施例中，回流管道16连接在吸入套管84上。此外，在本实施例中，在吸入管道82中还布置有流量调节阀Rcold，如图5所示。
从形成第一入口的吸入套管84，由吸入管道82、吸入口70、第一叶轮26、压力室76和压力套管80定义了通过泵壳体78的第一流动连接。此外，泵壳体78还具有形成第二入口的第二吸入套管86。该第二吸入套管在泵壳体78的内部通过连接通道88连接至叶轮68的吸入侧上的环形室90。该环形室90沿外周围绕环形元件92。该环形元件92插入到泵壳体78的吸入室中，并通过其环形凸缘与围绕吸入口70的凸缘接合，从而建立了从吸入通道82到吸入口70中的密封流动连接。环形元件92在外周上被环形室90围绕，因此环形元件92将去往吸入口70的流动路径与去往第二吸入口74的流动路径分开。在泵壳体中还安装有环形密封元件94，该密封元件贴靠在泵壳体78的内周上并与叶轮68的外周密封地贴靠。在此，密封元件94在第二吸入口74的外周区域中与叶轮68密封地贴靠，从而将吸入口74的入口侧的吸入区域与泵壳体中的压力室76分开。
此外，在从第二吸入套管86到连接通道88的流动路径中还布置有止回阀96，该止回阀防止液体回流到入流管道18中。如图2、图3和图5中所示，入流管道18连接到第二吸入套管86上。
在所示出的具有集成混合装置22的循环泵机组24中，通过驱动马达30的转速变化，能够实现参照图2、图3、图5以及图13、图14所述的对供应给地板采暖回路2的供热介质的调温。
通过流量调节阀Rcold和Rhot，可以如参照图5所述的那样进行预设定。在本实施例中，流量调节阀Rcold和Rhot被设计为可转动的阀元件98，这些阀元件分别插入柱形的容纳空间中。通过转动，阀元件98以不同的程度进入到吸入管道82中或者覆盖连接通道88，使得第一或第二流动路径中的自由流动横截面可以通过转动相应的阀元件98而改变。
图10至图12示出了如图4和图15所示的具有混合装置44的循环泵机组46的实施例。混合装置44和循环泵机组46在此也是集成的结构单元。具有附接的电子器件壳体56的驱动马达30的结构也对应于参照图7至图9所述的驱动马达30。泵壳体78′的结构也基本上与前述的泵壳体78相对应。第一个区别是泵壳体78′不具有流量调节阀Rhot和Rcold，应该理解，在该第二实施例中也可以如上所述地设置这种类型的流量调节阀R。第二个区别在于，在本实施例中第二吸入套管86′具有外螺纹。但是需要指出的是，根据前述实施例的吸入套管86也可以被相应地设计，或者吸入套管86′同样可以具有内螺纹。
在第二实施例中，叶轮100连接到转子轴66。叶轮100包括中心吸入口102，该中心吸入口的周向边缘与环形元件92密封地接合，从而在叶轮100中建立了来自第一吸入套管84的流动连接。叶轮100仅具有一个叶栅环，该叶栅环定义了从形成第一进入开口的吸入口102到叶轮100的外周的第一流动路径。该第一流动路径通入压力室76中，该压力室连接到压力套管80。环形元件92也围绕环形室90，来自第二吸入套管86的连接通道88通入该环形室中。叶轮100具有前盖片104。在该前盖片中构造有开口106，该开口形成第二进入开口。开口106通入叶轮叶片之间的流动通道108中。在此，从关于旋转轴线X的径向观察，开口106在吸入口102与叶轮100的外周之间的区域中通入流动通道108中。即，开口106通入穿过叶轮100的第一流动路径的径向中心区域中。开口106和流动通道108及其在开口106的径向外侧的部分一起形成第二流动路径，其对应于如图4所示的叶轮部50。叶轮部78由径向内侧的叶轮部，也就是沿流动方向在吸入口102与开口106之间形成。开口106面对环形室90，使得供热介质可以通过连接通道88进入到开口106中。因此在该实施例中，根据图4的混合点52在开口106的排出侧位于流动通道108中。
叶轮100在其外周上，也就是在盖片104的外周上，具有轴向指向的凸缘110，该凸缘贴靠在泵壳体78′的内周上，并因此使环形室90相对于压力室76密封。利用在图10至图12中示出的具有集成混合装置44的循环泵机组46，可以执行对供应给地板采暖回路2的供热介质流的温度调节，如前面参照图4和图15所述。
在这三个示例性描述的根据本发明的技术方案中，已经阐述了通过仅根据转速变化设置混合比来调节温度。然而应该理解的是，这种入流温度调节也可以与入流管道18中的附加的阀Rhot和/或回流管道16中的阀Rcold结合来实现。在此，阀Rhot或Rcold可以在必要时彼此联接或者共同形成三通阀。这些阀的电驱动器可以由共同的控制装置34来操控，该控制装置还控制或调节驱动马达30的转速。因此，通过对阀的控制连同对驱动马达30的转速的控制，可以调节或控制混合比，并因此控制用于地板采暖的入流管道的温度。由此，一方面可以实现更大的调节范围。另一方面，可以通过更大的阀开度来降低损失。例如，可以短期内提高转速以混入更多数量的被加热的供热介质。
本发明是以供热设备为例进行说明的。然而应该理解，本发明也可以以相应的方式应用于将两个液体流混合的其它应用中。一种可能的应用例如是用于调节生活用水温度的系统，这例如在用于供应生活用水的增压泵中和所谓的升液泵中是常见的。
附图标记列表
2 地板采暖，地板采暖回路
4 锅炉
6 循环泵机组
8 循环泵机组
10 叶轮
12 驱动马达
14 混合点
18 回流管道
18 入流管道
R，Rhot，Rcold 流量调节阀
20 混合点
22 混合装置
24 循环泵机组
26，28 叶轮或叶轮叶片装置
30 驱动马达
34 控制装置
36 温度传感器
38 用于地板采暖2的入流管道
39 交点
40，42 混合区域
44 混合装置
46 循环泵机组
48，50 叶轮部或流动路径
52 混合点
54 混合区域
56 电子器件壳体
58 马达壳体
60 定子
62 缝管
64 转子
66 转子轴
68 叶轮
70 吸入口
72 前盖片
74 第二吸入口，第二进入开口
76 压力套管
78，78′ 泵壳体
80 压力套管
82 吸入管道
84 吸入套管
86 第二吸入套管
88 连接通道
90 环形室
92 环形元件
94 密封元件
96 止回阀
98 阀元件
100 叶轮
102 吸入口
104 盖片
106 开口，第二进入开口
108 流动通道
110 凸缘
s 流动方向
X 转动轴。

Claims (16)

1.一种循环泵机组，具有第一入口(84)、出口(80)、电驱动马达(30)以及至少一个由所述驱动马达(30)驱动的叶轮(68；100)，所述叶轮具有至少一个位于所述第一入口(84)与所述出口(80)之间的连接中的、用于液体的压力升高的第一流动路径(26；48)，其特征在于，所述循环泵机组具有第二入口(86)，并且所述至少一个叶轮(68；100)具有至少一个用于液体的压力升高的第二流动路径(28；50)，所述第二流动路径位于从所述第二入口(86)到所述出口(80)的连接中。
2.根据权利要求1所述的循环泵机组，其特征在于，所述至少一个第一流动路径(26；48)和所述至少一个第二流动路径(28；50)被构造在共同的叶轮(68；100)中或者被构造在至少两个彼此抗扭地布置的叶轮中。
3.根据权利要求1或2所述的循环泵机组，其特征在于，所述至少一个第二流动路径(50)由所述至少一个第一流动路径(48)的一部分形成。
4.根据前述权利要求中任一项所述的循环泵机组，其特征在于，所述至少一个叶轮(68；100)具有作为第一进入开口的抽吸嘴(70；102)，所述至少一个第一流动路径(26；48)从所述抽吸嘴延伸到所述叶轮(68；100)的排出侧，并且所述叶轮(68；100)具有至少一个第二进入开口(74；106)，所述第二进入开口沿穿过所述叶轮(68；100)的流动方向位于所述抽吸嘴(70；102)与所述排出侧之间，并被连接到所述循环泵机组的第二入口(86)。
5.根据权利要求4所述的循环泵机组，其特征在于，所述至少一个第二进入开口(106)通入所述至少一个第一流动路径(48；50)中，其中，所述至少一个第一流动路径的部分(50)在所述至少一个第二进入开口(106)与所述排出侧之间形成所述至少一个第二流动路径(50)。
6.根据权利要求4或5所述的循环泵机组，其特征在于，所述叶轮(100)具有多个第二进入开口(106)。
7.根据权利要求5和6所述的循环泵机组，其特征在于，在至少一个叶轮(100)的叶轮叶片之间构造有多个第一流动路径(28；108)，并且至少一个第二进入开口(74；106)通入到所述叶轮叶片之间的相应的第一流动路径中。
8.根据权利要求4至7中任一项所述的循环泵机组，其特征在于，所述至少一个第二进入开口(74；100)被构造在围绕所述抽吸嘴(70；102)的盖片(72；104)中。
9.根据权利要求4至8中任一项所述的循环泵机组，其特征在于，所述抽吸嘴(70；102)与固定的环形元件(92)接合，所述第一入口(84)的流动连接(82)通入到所述环形元件的内部。
10.根据权利要求9所述的循环泵机组，其特征在于，在所述环形元件(92)的外周上构造有环形室(90)，所述第二入口(86)的流体连接通入所述环形室中，并且所述至少一个第二进入开口(106)面对所述环形室(90)。
11.根据权利要求4至10中任一项所述的循环泵机组，其特征在于，所述叶轮(68；100)在所述至少一个第二进入开口(106)的外部径向地与周围的泵壳体的一部分密封地接合。
12.根据前述权利要求中任一项所述的循环泵机组，其特征在于，在所述第二入口(86)与所述至少一个叶轮(68；100)之间的流动连接中布置有用于调节通过该流动连接的流量的阀(R)。
13.根据权利要求12所述的循环泵机组，其特征在于，所述阀具有用于改变阀位置的电驱动器，其中，所述电驱动器优选为步进电机。
14.根据前述权利要求中任一项所述的循环泵机组，其特征在于，设有控制装置(34)，该控制装置被设计用于调节所述驱动马达(30)的转速。
15.一种供热系统，具有根据前述权利要求中任一项所述的第一循环泵机组，其特征在于，设有第二循环泵机组(6)，所述第二循环泵机组位于第一循环泵机组(24；46)的第二入口(86)的上游，其中，所述第二循环泵机组(6)优选是离心泵机组，其转速能够通过控制装置来调节。
16.根据权利要求15所述的供热系统，其特征在于，设有控制装置(34)，所述控制装置被设计为，其控制所述第一循环泵机组(24；46)和/或所述第二循环泵机组(6)和/或位于从第二入口(86)到至少一个叶轮(68；100)的流动路径中的阀，以便调节来自所述第一循环泵机组(24；46)中的第一入口(84)和第二入口(86)的液流的混合比。
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