CN111829058A - 零压降水加热系统 - Google Patents

Abstract

一种零压降水加热系统，包括：冷侧导路，具有接收端和封闭端；热侧导路，具有离开端和封闭端；泵；旁通导路，具有第一端、第二端和旁通阀，其中，第一端适应于接收端，并且第二端适应于离开端；至少一个热交换器，具有流量阀；热交换器入口温度传感器，设置在至少一个热交换器中的一个的入口上；出口温度传感器，设置在至少一个热交换器的最靠近离开端的出口处；系统出口温度传感器，设置在离开端上；以及系统入口温度传感器，设置在接收端上。

Description

零压降水加热系统

优先权和相关应用

本申请要求2016年5月21日提交的非临时申请U.S.S.N.15/161,216的优先权的权益，该非临时申请进而要求2015年5月21日提交的临时申请U.S.S.N.62/164,668的优先权的权益。所述申请的全部内容均通过引用结合于此。

技术领域

本发明总体上涉及一种无箱式水加热系统，其可广泛地应用于包括高层建筑物的应用或其中压降作为关键问题的任何应用。更具体地，本发明涉及一种构造成不仅克服压降，还克服与无箱式水加热系统相关的压升的水加热系统。

背景技术

由于将水输送到很大的高度处需要的压力，传统上使用箱式水加热系统或煮器和箱式水加热系统而不是无箱式水加热系统来为高层建筑物服务。这种箱式系统的能量效率低，因为在存在需求之前提前准备了大量的水来预期这种需求。在存储时，尽管具有箱体隔热件，但存储在加热的水中的热能仍被浪费到箱体周围。在水加热行业中先前已经尝试使用能量有效的水加热系统来为需要增加的泵压力的高层建筑物和其它场地服务，但它们没有成功。引入具有大压降的热水器导致热侧和冷侧之间的压差大于所期望的，并可导致建筑物的水分配系统不能正常工作。然而，先前的尝试没有在避免负压效应的同时成功地保持低的压降并同时根据需求加热水。进一步地，先前的尝试没有成功地产生零压降的条件，在零压降的条件下无箱式水加热系统的使用者不会经受由无箱式水加热系统引起的无意的压降条件和/或压升条件。

因此，需要一种不包括箱式水加热系统的零压降水加热系统。

发明内容

根据本发明，提供了一种零压降水加热系统，该零压降水加热系统包括：冷侧导路，具有接收端和封闭端；热侧导路，具有离开端和封闭端；泵；旁通导路，具有第一端、第二端和设置在旁通导路的第一端和第二端之间的旁通阀，其中，旁通导路的第一端适应于冷侧导路的接收端，并且旁通导路的第二端适应于热侧导路的离开端；至少一个热交换器，包括流量阀；入口温度传感器，设置在至少一个热交换器的入口上；出口温度传感器，设置在至少一个热交换器的最靠近热侧导路的离开端的出口上；系统出口温度传感器，设置在热侧导路的离开端上；以及系统入口温度传感器，设置在冷侧导路的接收端上，其中，冷侧导路的接收端被构造成连接到冷水供应歧管，热侧导路的离开端被构造成连接到热水供应歧管，泵被构造成产生通过至少一个热交换器中的每个的流，并且由此，当由入口温度传感器所指示的温度超过由系统入口温度传感器所指示的温度时，至少一个热交换器的流量阀构造成被限制为使得从冷侧导路的接收端通过旁通导路到热侧导路的离开端的流量增加，以调和离开热侧导路的离开端的流量，当由系统出口温度传感器所指示的温度下降至低于由入口温度传感器所指示的温度时，至少一个热交换器的流量阀构造成被扩大为使得从冷侧导路通过至少一个热交换器到热侧导路的离开端的流量增加，以增加离开热侧导路的离开端的流的温度，并且旁通阀、流量阀和泵中的至少一者用于控制通过零压降水加热系统的流量，以导致热侧导路的离开端处的压降为零。

在一个实施例中，旁通导路还包括设置在旁通导路的第二端上的排放件，该排放件包括至少一个开口，该至少一个开口被构造成允许至少一个开口的流出物指向从热侧导路的离开端到热侧导路的封闭端的方向。

在一个实施例中，旁通导路还包括设置在旁通导路的第二端上的排放件，并且热侧导路还包括上半部和下半部，并且该排放件被构造成设置在热侧导路的上半部上。

在一个实施例中，旁通导路还包括设置在旁通导路的第二端上的排放件，并且热侧导路还包括上半部和下半部，并且该排放件是包括设置在热侧导路的上半部上的至少一个开口的倒J形排放件。

在一个实施例中，旁通导路还包括设置在旁通导路的第二端上的排放件，该排放件还包括至少一个开口，该至少一个开口被构造成允许至少一个开口的流出物指向与从热侧导路的离开端到热侧导路的封闭端的方向垂直的方向。

在一个实施例中，热侧导路还包括从大约0.5加仑至大约2加仑的体积，并且旁通导路包括从大约0.5英寸至大约1.5英寸的尺寸的管件。

在一个实施例中，旁通阀是开关阀。在另一实施例中，旁通阀是调节阀。

本发明的一个目的在于提供一种根据需求的水加热系统，该水加热系统能够为非常高的高度处的客户进行服务而不存在由于压降和正压导致的显著不利影响。

本发明的另一目的在于提供一种根据需求的水加热系统，该水加热系统用于传统上由于先前可用的无箱式水加热系统不能抵抗正压的不利影响而仅使用箱式水加热系统服务的建筑物。

然而可存在本发明的多个实施例，每个实施例能以任何组合满足一个或多个前述列举的对象。并非旨在使每个实施例将必须满足每个目的。因此，已经广泛地概述了本发明的更重要的特征，以便可以更好地理解其详细说明，并且可以更好地理解其对本领域的贡献，当然，本文将描述本发明的附加特征，并且附接特征将形成该说明书的主题的一部分。

附图说明

为了获得本发明的上述和其它优点和目的的方式，将参考在附图中示出的本发明的具体实施例来呈现以上简要描述的本发明的更具体描述。理解的是，这些附图仅示出本发明的典型实施例，并因此不应当被认为限制其范围，将通过使用附图以附加特征和细节来描述并解释本发明，附图中：

图1是示出了低压降水加热系统的一个实施例的示意图，其中，使用一个或多个热交换器，并在旁通导路中观察到前向流。

图2是示出了低压降水加热系统的一个实施例的示意图，其中，使用一个或多个热交换器，并在旁通导路中观察到再循环流或逆向流。

图3是示出了低压降水加热系统的一个实施例的示意图，其中，使用一个或多个热交换器，并在旁通导路中观察到前向流。

图4是低压降水加热系统的旁通导路的排放件的一个实施例的部分透视图。

图5是示出了使用低压降水加热系统将热水输送到传统上已经使用箱式水加热系统进行服务的高层建筑物的示意图。

图6是示出了使用低压降水加热系统将热水输送到传统上已经使用箱式水加热系统进行服务的高层建筑物的另一示意图。

图7是示出了使用不具有有效流量阀控制的本发明的水加热系统的水加热系统中的示例性压降曲线的图表。

图8是示出了低压降水加热系统的示例性压降曲线的图表。

图9是示出了传统的水加热系统或箱式水加热系统的代表的示意图，其中，冷水被接收在大箱体中，并且该大体积的水在大箱体中被加热。

图10是示出了本发明的水加热系统的热交换器元件的代表的示意图，其中，当存在需求时产生热水并因此不需要或不期望大箱体。

图11示出了具有存储箱体和煮器的典型的水加热系统。

图12是示出了包括旁通导路的零压降水加热系统的一个实施例的示意图。

图13是示出了在旁通导路中具有再循环流的图12的实施例的示意图。

图14是示出了通过图12至图13中示出的水加热系统的不同部分的流量的表格。

图15是示出了图12中的热交换器的效率相对于到达热交换器的入口流的温度的示意图。

部件列表

2-低压降无箱式水加热系统

4-冷侧导路

6-热侧导路

8-热交换器

10-旁通导路

12-泵

14-排放件，例如J形排放件

16-开口

18-热交换器的离开喷嘴

20-冷侧导路的接收端

22-热侧导路的离开端

24-冷水供应歧管

26-热水供应歧管

28-热交换器入口温度传感器

30-热交换器出口温度传感器

32-流量阀

34-高层建筑物

36-供应到建筑物中的冷水

38-系统入口温度传感器

40-系统出口温度传感器

42-使用点

44-划分热侧导路的上半部和下半部的线

46-增压泵

48-外部再循环泵

50-止回阀

52-外部再循环管线

54-调压阀

56-阀

58-阀

60-流

本发明的具体优点

与箱式水加热系统相比，本发明的水加热系统明显更加能量有效，因为本发明的水加热系统利用了仅当存在需求或存在需求之前的短时间内制备热水的无箱式水加热系统。

与先前可用的无箱式水加热系统相比，本发明的水加热系统能够实现低压降，同时避免被使用者认为不期望的正压，尤其是在高流量下。

利用本发明的水加热系统的终端使用者可经受零压降条件。本发明的水加热系统在系统出口处提供的净压降为零，同时保持系统出口处的期望的温度。在传统的集中式或聚合式热水系统(例如在高层系统中使用的那些)中，所涉及的管道系统可能是复杂的，其利用变频驱动泵和减压阀机构来提供足够的再循环和压力，并且压力的任何偏差都导致不充分的热水输送。本发明的零压降水加热系统提供了对这种传统系统的方便替代，同时保持热效率并满足热水输送的要求。

具体实施方式

本文所使用的术语“大约”意指近似、大概、大致或在其区域中。当术语“大约”与一个数值范围结合使用时，其通过将边界延伸至所阐述的数值之上和之下来修饰该范围。通常，本文所使用的术语“大约”通过向上或向下20％(更高或更低)的变化来修饰高于和低于所陈述的数值的值。

图1是示出了低压降水加热系统2的一个实施例的示意图，其中，使用一个或多个热交换器8，并在旁通导路10中观察到前向流。图2是示出了低压降水加热系统2的一个实施例的示意图，其中，使用一个或多个热交换器8，并在旁通导路10中观察到再循环流或逆向流。本文公开了一种低压降水加热系统2，其包括冷侧导路4、热侧导路6、泵12、旁通导路10、至少一个热交换器8、设置在三个热交换器8中的一个热交换器的入口上的热交换器入口温度传感器28、设置在三个热交换器8中的一个热交换器的出口或离开喷嘴18处的热交换器出口温度传感器30、设置在热侧导路6的离开端上的系统出口温度传感器40以及设置在冷侧导路4的接收端上的系统入口温度传感器38。替代地，每个热交换器可具有各自的入口温度传感器。然而，在该实施例中，仅使用一个入口温度传感器，因为每个热交换器经受源自共同源的流。替代地，每个热交换器还可具有各自的出口温度传感器。然而，在该实施例中，仅使用一个出口温度传感器，因为来自每个热交换器的输出流需要流过设置在热交换器8的设置成最靠近热侧导路的离开端22的离开喷嘴处的出口温度传感器。冷侧导路4包括接收端和封闭端。热侧导路6包括离开端和封闭端。在一个实施例中，热侧导路6被构造成容纳从大约0.5加仑至大约2加仑的水体积。在一个实施例中，热交换器8的流体导路是具有大约3/4英寸的尺寸的管件。旁通导路10包括第一端和第二端，其中，旁通导路10的第一端流体地适应于冷侧导路4的接收端，并且旁通导路的第二端流体地适应于热侧导路6的离开端。在一个实施例中，旁通导路10是具有从大约0.5英寸至大约1.5英寸的尺寸的管件。每个热交换器8包括流量阀32。泵12使输送到使用点42的水的压力增加，并消除热交换器8上的压降。虽然通过由泵12产生的正压使得水的输送对于一些情况而言被认为是令人满意的，但对于其它情况，增大的压力可能令人惊讶，例如当用于水槽或淋浴时。冷侧导路4的接收端20被构造成连接到冷水供应歧管24或端口，其中供应有未加热的来水。热侧导路6的离开端22被构造成连接到热水供应歧管26或端口，其中现在加热的水或热水从热水器送出并最终到达使用点。泵12被构造成产生通过每个热交换器8的流。图1和图2每者中示出存在三个热交换器8，但可使用任何合适数量的热交换器来共同地满足热水使用者通过热水供应歧管26所要求的需求。

存在两种方法来形成压降轮廓的基础曲线(例如，压力损失-流量图)。在两种情况中，都利用系统出口温度传感器40。第一种方法涉及使用可在较低流量下产生非常大的压升的单速、低成本、恒定速度的泵来代替泵12。在这些较低流量期间，经由流量阀32限制进入到三个热交换器8中的一个或多个的流量。最终结果被称为压降的“曲线成形”，以模拟箱式热水器的典型压降曲线。第二种方法涉及使用变速泵来代替泵12，以从低流量至更高的流量连续地增加速度/压力，因此再次对压降进行“曲线成形”以模拟箱式热水器的压降曲线。在两种情况中，如果需求大于泵12可以提供给热交换器8的流量，则通过经由旁通管线增加流量来满足所需的流量，这再次引起低压力损失。

在由图1所示的流动构造代表的大流量需求突增期间，冷入口流的一部分绕过热交换器8，并且改为从冷侧导路4通过旁通导路10流动到热侧导路6。利用旁通导路10，本发明的水加热系统能够在不具有引起压降的装备(例如，热交换器8和流量阀32等的相当小的流体导路)的情况下，通过将足够的流直接通过更大的流体旁通导路10从冷侧导路4引导至热侧导路6来减小通过热交换器8的压降，从而引起显著更低的压降。当旁通流或前向流未加热时，需要与来自热交换器8的加热流混合。当出现从冷侧导路4到热侧导路6的旁通流时，热交换器8的设定温度必须被设定成比混合水的期望所得温度高的值。例如，为了实现120华氏度的最终输送温度，则热交换器的设定温度可设定为140华氏度。在混合时，热侧导路6的离开端22处的水温可为大约120华氏度。

当由热交换器入口温度传感器28所指示的温度超过由系统入口温度传感器38所指示的温度时，至少一个热交换器8的流量阀32被构造成被限制，以使得从冷侧导路4的接收端通过旁通导路10到热侧导路6的离开端的流量增加，以调和离开热侧导路6的离开端的水。当由系统出口温度传感器40所指示的温度下降至低于由热交换器入口温度传感器28所指示的温度时，至少一个热交换器8的流量阀32被构造成被扩大为使得从冷侧导路4通过热交换器8到热侧导路6的离开端22的流量增加，以增加离开热侧导路6的离开端22的水混合物的温度，即，通过热交换器8将产生更高流量的热水，同时减少通过旁通导路10的冷水流量。

如果由热交换器入口温度传感器28所指示的水温高于由系统入口温度传感器38所指示的温度，则说明发生再循环流或逆向流，因为到达热交换器8的水此时设置为与刚进入加热系统2的冷水不同的温度。参考图2，当热水需求减少至其中由泵12通过热交换器8引起的流此时以与旁通流相反的方向流动的点时，发生该事件。然后可限制一个或多个流量阀32，使得由热交换器入口温度传感器28所指示的水温下降到由系统入口温度传感器38所指示的温度。如果由系统出口温度传感器40所指示的水温低于由出口温度传感器30所指示的温度，则打开一个或多个流量阀32，使得较少的冷水或没有冷水将从冷侧导路4旁通到热侧导路6，但是在旁通导路10中将发生逆向流，导致系统出口温度传感器40经受较高的温度。在一个实施例中，旁通导路10的第二端包括具有开口16的排放件14，该开口允许来自开口的流出物指向从热侧导路6的离开端22到热侧导路6的封闭端的方向，即与热侧导路内的流动相反的方向。当以这种方式布置时，排放件14允许旁通流通过开口16在与来自热交换器8的流的方向相反的方向上注入到热侧导路6中，导致两个流充分混合而无需有源混合器。在一个实施例中，排放件14是具有开口16的倒J形排放件，该开口设置在热侧导路6的上半部上，即，在划分热侧导路6的上半部和下半部的线44上方。由于较冷的水密度更大，其在离开旁通导路10的排放件时趋于下降，再次导致冷的旁通流与热交换器8的热水顺利且自然地混合。在另一实施例中，排放件14还包括开口，该开口允许来自开口的流出物指向与从热侧导路6的离开端到热侧导路6的封闭端的方向垂直的方向。

图3是示出了低压降水加热系统的一个实施例的示意图，其中，使用一个或多个热交换器，并在旁通导路中观察到前向流。在该实施例中，还设置有阀56以控制通过旁通导路10的流量。该阀56通常设置在打开状态，除了当遭遇两种情况以外。首先，如果已经确定出系统出口温度传感器40已经停止运行(例如，如从来自该传感器的输入信号突然丢失而推断出的)，则阀56被关闭以防止任何流通过该阀。在产生热水时，未加热的水仅接收在冷侧导路的接收端20处，并在进入热交换器8以被加热之前输送通过冷侧导路4。加热的水注入到热侧导路6中并经由热侧导路的离开端22离开。其次，如果已经确定出泵12已经停止运行(例如，如从在任一个流量阀32处检测到的流量比预期流量低而推断出的)，则阀56同样被关闭以防止任何流通过该阀。发生故障的泵12不防止由一个或多个使用点处的热水需求而引起的流动。如果已经确定出泵已经发生故障，则以与其中系统出口温度传感器40已经发生故障的情况相同的方式来服务于热水需求。出于问题诊断的目的，之后可记录故障。其还可被实时地或在之后传达给服务人员。如本文所示，每个热交换器8配备有入口温度传感器28和出口温度传感器30。如果任何一个入口温度传感器发生故障，则依赖起作用的其余入口温度传感器中的至少一个，直到该情况被修正。如果任一个出口温度传感器发生故障，则依赖起作用的其余出口温度传感器中的至少一个，直到该情况被修正。这种缓慢进展模式(limp along mode)防止对于完全关闭水加热系统的需要，使得水加热系统可继续服务使用点，直到可采取修正动作。图3还示出了旁通导路排放件14的另一实施例。在该实施例中，排放件不是J形的。替代地，排放件是通过侧壁插入到热侧导路6中的直管。图4是低压降水加热系统的旁通导路10的排放件的一个实施例的部分透视图。在该实施例中，排放件14包括比允许来自开口的流出物指向从热侧导路6的封闭端到热侧导路6的离开端22的方向的开口更有效的开口16，该开口16允许来自该开口的流出物指向从热侧导路6的离开端22到热侧导路6的封闭端的方向。当以这种方式设置时，排放件14允许旁通流在与来自热交换器8的流的方向相反的方向上通过开口16注入到热侧导路6中，导致两个流充分混合而无需有源混合器。

图5是示出了使用低压降水加热系统2将热水输送到传统上已经使用箱式水加热系统进行服务的高层建筑物34的示意图。这种应用通常涉及借助增压泵46将热水和冷水输送至用户，这是因为仅通过市政供水的水压不足。本发明的水加热系统能够接收冷水供应36，将水制备成期望的温度，并将制备的水输送到高层建筑物34在多个楼层处的使用点42。图6是示出了使用低压降水加热系统2将热水输送到传统上已经使用箱式水加热系统进行服务的高层建筑物的另一示意图。应当注意的是，水加热系统2安装在建筑物34的顶部而不是建筑物34的底部。图6是示出了使用低压降水加热系统将热水输送到传统上已经使用箱式水加热系统进行服务的高层建筑物的另一示意图。

图7是示出了使用不具有有效流量阀32控制的本发明的水加热系统的水加热系统中的示例性压降曲线的图表。应当注意的是，在不具有流量阀32控制的情况下，在高达例如20加仑每分钟(GPM)的某些低流量期间，存在压力增益。图8是示出了低压降水加热系统的示例性压降曲线的图表。应当注意的是，该图表示模拟箱式热水系统(即，在较大流量下具有合适的压降)的压降-流量曲线图。

图9是示出了传统的水加热系统或箱式水加热系统的代表的示意图，其中冷水被接收在大箱体中，并且该大体积的水在大箱体中被加热。相对比地，图10是示出了本发明的水加热系统的热交换器元件的代表的示意图，其中，当存在需求时产生热水，并因此不需要或不期望大箱体。图11是具有存储箱体和煮器的典型的水加热系统。再次注意到的是，相比于本发明的水加热系统而言使用了大箱体。

如本文所使用的术语“零压降”应定义为当维持系统出口22处的期望温度时，输出流所经受的在系统出口22处为零的净压降。应当清楚的是，在审阅以下附图及其说明时，可在本发明的水加热系统的系统出口处实现零压降。图12是示出了包括旁通导路的零压降水加热系统的一个实施例的示意图。图13是示出了在旁通导路10中具有再循环流的图12的实施例的示意图。图12中示出的水加热系统与图1中示出的水加热系统类似，除了图12的水加热系统包括设置在旁通导路10上的旁通阀58。旁通阀58可以是电动阀，该电动阀为开关阀或调节阀等。应当注意的是，对于与图12至图14相关的公开内容，流体导路不限于图12至图13中所公开的那些。流体导路可具有相似的(如果不完全相同的话)尺寸，并且排放件14不限于本文其它部分所示的各种类型。在一个未示出的实施例中完全省略了排放件14，尽管本文示出的每个排放件促进混合并使输出温度更加均匀。在一个实施例中，旁通阀58可以是恒温阀，其中，恒温阀的入口端口和出口端口之间的温差使得恒温阀控制通过该恒温阀从其一个端口到其另一端口的流量。例如，如果在位置D(见图12或图13)处的流中经受过高的温度，则旁通阀58将允许未加热的水通过旁通导路10进行混合，以调和位置D处的过热流，从而导致在系统输出22处的流设置为期望的温度。

为了清楚起见，提供图14以示出通过根据图12至图13的系统的不同位置的流量。具有四行数据以代表四个不同的流量情况，即根据需要为0GPM、1GPM、5GPM和6GPM。在这些情况的任一种中，泵12在5GPM的条件下操作。如第一种情况所指示的，在没有需求的情况下，没有新的流通过系统入口20引入。由泵12推动的全部的5GPM的流量进行再循环，导致5GPM的流量通过位置B、C、D或E。注意到的是，不存在通过位置A或F的流量。一旦存在1GPM的需求，则由通过系统出口22的1GPM的流量来满足需求，并通过位置A引入1GPM的流量来补充它。泵12拉动5GPM的流量通过位置B。来自系统入口20的1GPM和通过位置C的4GPM的再循环流结合以形成通过泵12的5GPM的总流量。通过位置D的5GPM的流量被分成通过位置E的4GPM的再循环流和通过位置F的1GPM的加热流以服务1GPM的需求。在5GPM的需求下，通过系统入口20引入5GPM通过位置A。该需求与泵的尺寸相匹配，并且泵12拉动全部来流并将其推动通过至少一个热交换器8，以通过位置D或位置F来供应5GPM的加热流。在该情况下没有发生通过位置E的再循环，因为需求与泵尺寸相匹配。当泵12设定为用于高于需求的流量的尺寸时，认为泵12在0GPM和1GPM需求的情况下是尺寸过大的。在表格的最后一种情况中，存在6GPM的流量需求，并使得引入6GPM的流量通过位置A。泵12仍推动5GPM的流量通过位置B，由于其形成为5GPM的尺寸，并因此出现1GPM的旁通流通过位置C。注意到的是，旁通流由在流量大小之前的负号表示。通过位置D的5GPM的流量和通过位置E的1GPM的旁通流合并，以形成通过位置F的6GPM的流量。由于泵12形成为用于低于需求的流量的尺寸，所以在需求为6GPM的情况下，认为泵12是尺寸过小的。

如果泵12是尺寸过大的，如果系统出口处的需求小，则由泵12导致的压升在系统中将过大。如果需求水平从未达到泵用于输送所形成的尺寸，则这种尺寸过大情况是长期的。例如，如果泵为10GPM的泵，并且最大需求仅为8GPM，则将总存在需要经由旁通导路10再循环的至少2GPM的再循环流。如果已使用尺寸过大的替换泵或需求已永久下降，则可能发生长期的尺寸过大情况。如果需求在一天的某些时间由于未使用而下降，但通常在其它方面需要该泵以该泵尺寸满足该天的其它时间期间的流量需求，则尺寸过大情况是暂时的。三个装置中的至少一个可用于缓解这种情况。如果泵是变速泵，则可降低其速度以缓解压升。附加地或替代地，可调制旁通阀58和/或流量阀32以缓解压升，并且可调节至少一个热交换器8的燃料用量，使得可在系统出口处实现期望的温度。流量阀32可以是作为调节阀的电动阀。可调节至少一个流量阀32以调和压升。可调节旁通阀58以控制通过旁通导路10的再循环流量，该再循环流量最终确定热交换器8的入口温度。在无人看管的情况下，除了通过旁通导路10的再循环流的可能增加(这增加了到达热交换器8的入口温度)之外，在系统出口22下游的使用点处可能经受压升，这是可能降低热交换器效率的情况，如本文其它部分将显而易见的。

然而，如果泵12是尺寸过小的，由于该泵不能满足需求，所以在高流量期间将存在由尺寸过小的泵引起的显著压降。如果需求水平总是超过泵用于输送所形成的尺寸，则这种尺寸过小情况是长期的。再一次地，例如，如果泵12为10GPM的泵，并且最大需求超过12GPM，则将总存在需要经由旁通导路10再循环的至少2GPM的旁通流。如果使用尺寸过小的替换泵或需求已永久增加，则可能发生长期的尺寸过小情况。如果增加的需求仅在一天的某些时间期间发生，但通常该泵的尺寸足够满足该天的其它时间期间的流量需求，则尺寸过小是暂时的。如果泵是变速泵，并且在泵的最大速度下仍可满足需求，则可增加泵的速度以补偿压降。当泵再次不能满足需求时，再次附加地或替代地，可调制旁通阀58和/或流量阀32以缓解压降。可扩大旁通阀58以允许更高的旁通流量通过该旁通阀，以补偿泵12留下的需求缺口。将需要增加热交换器8的设定值，使热交换器8的流出物将更热，这样使得当它以更高的流量与旁通流合并时，系统出口22温度设置为期望温度。必须小心使得通过旁通导路10的旁通流可能不那么充裕，使得连续流至泵的流匮乏至一个点，使得在热交换器8中产生局部沸腾或沸腾。热交换器8的流量阀32可被调节成允许更高或更低流量的入口流通过热交换器8，以在热交换器8的出口处提供第一温度的更热的流体流，或者在热交换器8的出口处提供第二温度的不那么热的流体流，其中，第二温度大于第一温度。

进一步地，当旁通阀58打开且泵12运行时，并且在需求低于通过旁通导路10的再循环流的时段期间，到达一个或多个热交换器8的入口流的温度将高于到达加热系统2的冷入口流，因为如图13所示，随着流60使系统入口和该再循环流的组合流的温度增加，正在再循环的加热流的流量将增加。这降低了受影响的热交换器8的效率。图15是示出了图12至图13中的热交换器的效率相对于到达热交换器的入口流的温度的示意图。从图15中应当注意到的是，随着入口流温度的增加，热交换器效率降低。例如，在60度的入口流温度下，热交换器效率超过大约98％。然而，在100华氏度的入口流温度下，热交换器效率下降到大约94％。因此，为了热交换器的效率，到达热交换器的入口流的温度应尽可能地保持接近未加热的系统入口温度。可使旁通阀58节流以控制通过旁通阀58的再循环流的流量，以确保到达热交换器8的代表性温度(如由入口温度传感器28所指示的)现在表示热交换器8以高效率操作。换句话说，旁通阀58被控制成使得如由入口温度传感器28所记录的入口温度接近由系统入口温度传感器38所记录的系统入口温度。

进一步地，如果泵12出现故障，则在系统入口处所接收的全部流将由于旁通导路10的较低压降而流过旁通导路10，并且将不会发生通过热交换器的流动，从而防止在系统出口处输送任何热流体。尽管当每个流量阀32至少部分地打开时，如果多个流量传感器中的任一个都没有检测到流(每个流量传感器被构造成感测通过热交换器8的流量)，则确定已经发生泵故障。故障泵表示在泵上的大的压降，迫使整个系统入口流穿过旁通阀58而不是泵12。在无人看管的情况下，故障泵将使冷系统入口流绕过热交换器8，并将在系统出口处输送相同的冷系统入口流。因此，为了缓和由泵故障带来的问题，将旁通阀58部分地或完全地关闭以迫使整个系统入口流通过故障泵12，使得系统入口流可分布在热交换器8中以被加热，从而确保不中断地输送加热流。

具体实施方式涉及通过说明的方式示出了可实践本公开的实施例的具体方面和实施例的附图。充分详细地描述了这些实施例以使本领域技术人员能够实践本发明的各方面。可利用其它实施例，并可在不脱离所公开的实施例的范围的情况下做出改变。各种实施例可与一个或多个其它实施例组合以形成新的实施例。因此，详细描述不应视为限制性意义，并且本发明的范围仅由所附权利要求和具有它们可能授权的等效物的全部范围限定。本领域普通技术人员将理解，经计算以实现相同目的的任何布置可替代所示的具体实施例。本申请旨在覆盖本发明的实施例的任何改编或变化。应当理解的是，以上描述旨在是说明性的而非限制性的，并且本文采用的措辞或术语是出于描述而非限制的目的。在研究以上描述后，上述实施例和其它实施例的组合对本领域技术人员将是显而易见的。本公开的实施例的范围包括使用上述结构和制造方法的实施例的任何其它应用。实施例的范围应参考所附权利要求以及这些权利要求所授权的等效物的全部范围来确定。

Claims (10)

1.一种零压降水加热系统，包括：

冷侧导路，包括接收端和封闭端；

热侧导路，包括离开端和封闭端；

泵；

旁通导路，包括第一端、第二端和设置在所述旁通导路的所述第一端和所述第二端之间的旁通阀，其中,所述旁通导路的所述第一端适应于所述冷侧导路的所述接收端，并且所述旁通导路的所述第二端适应于所述热侧导路的所述离开端；

至少一个热交换器，包括流量阀；

入口温度传感器，设置在所述至少一个热交换器的入口上；

出口温度传感器，设置在所述至少一个热交换器的最靠近所述热侧导路的所述离开端的出口上；

系统出口温度传感器，设置在所述热侧导路的所述离开端上；以及

系统入口温度传感器，设置在所述冷侧导路的所述接收端上，

其中，所述冷侧导路的所述接收端被构造成连接到冷水供应歧管，所述热侧导路的所述离开端被构造成连接到热水供应歧管，所述泵被构造成产生通过所述至少一个热交换器中的每个的流，并且由此，当由所述入口温度传感器所指示的温度超过由所述系统入口温度传感器所指示的温度时，所述至少一个热交换器的所述流量阀构造成被限制为使得从所述冷侧导路的所述接收端通过所述旁通导路到所述热侧导路的所述离开端的流量增加，以调和离开所述热侧导路的所述离开端的流量，当由所述系统出口温度传感器所指示的温度下降至低于由所述入口温度传感器所指示的温度时，所述至少一个热交换器的所述流量阀构造成被扩大为使得从所述冷侧导路通过所述至少一个热交换器到所述热侧导路的所述离开端的流量增加，以增加离开所述热侧导路的所述离开端的流的温度，并且所述旁通阀、所述流量阀和所述泵中的至少一者用于控制通过所述零压降水加热系统的流量，以导致所述热侧导路的所述离开端处的压降为零。

2.根据权利要求1所述的零压降水加热系统，其中，所述旁通导路还包括设置在所述旁通导路的所述第二端上的排放件，所述排放件包括至少一个开口，所述至少一个开口被构造成允许所述至少一个开口的流出物指向从所述热侧导路的所述离开端到所述热侧导路的所述封闭端的方向。

3.根据权利要求1所述的零压降水加热系统，其中，所述旁通导路还包括设置在所述旁通导路的所述第二端上的排放件，并且所述热侧导路还包括上半部和下半部，并且所述排放件被构造成设置在所述热侧导路的所述上半部上。

4.根据权利要求1所述的零压降水加热系统，其中，所述旁通导路还包括设置在所述旁通导路的所述第二端上的排放件，并且所述热侧导路还包括上半部和下半部，并且所述排放件是包括设置在所述热侧导路的所述上半部上的至少一个开口的倒J形排放件。

5.根据权利要求1所述的零压降水加热系统，其中，所述旁通导路还包括设置在所述旁通导路的所述第二端上的排放件，所述排放件还包括至少一个开口，所述至少一个开口被构造成允许所述至少一个开口的流出物指向与从所述热侧导路的所述离开端到所述热侧导路的所述封闭端的方向垂直的方向。

6.根据权利要求1所述的零压降水加热系统，其中，所述热侧导路还包括从大约0.5加仑至大约2加仑的体积，并且所述旁通导路包括从大约0.5英寸至大约1.5英寸的尺寸的管件。

7.根据权利要求1所述的零压降水加热系统，其中，所述旁通阀是电动阀。

8.根据权利要求1所述的零压降水加热系统，其中，所述旁通阀是选自由开关阀和调节阀构成的组的装置。

9.根据权利要求1所述的零压降水加热系统，其中，所述旁通阀是恒温阀。

10.根据权利要求1所述的零压降水加热系统，其中，所述流量阀是调节阀。

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