CN1499138A - 包括两热回路的紧凑型加热设备 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种紧凑型加热设备，包括用于室内加热和提供热水的两热回路，初级热交换器以及用于提供热水的次级热交换器。循环泵(1)通过初级热交换器并有选择地通过一热回路或另一热回路输送载热体，该循环泵与一换向阀(2)连接，根据转换调节，该阀将一热回路或另一回路与初级热交换器连通进行循环。循环泵(1)和换向阀(2)形成结构单元并设置在初级热交换器的热端。泵(1)的压力管直接连接到在其旁边设置的阀体(6)上。
Description
技术领域
本发明涉及一种根据权利要求1前序部分特征的紧凑型加热设备。
背景技术
这种紧凑型加热设备用于加热工业用水，即一方面提供热水，另一方面加热热水。通常将水引入热回路中，在初级热交换器中加热，并借助泵通过用于室内加热的热回路进行循环。为了提供热水，必要时借助换向阀断开用于室内加热的热回路并连接到用于提供热水的热回路中，其回路具有次级热交换器，以在其中加热工业用水。泵和换向阀的多种不同结构是公知的，例如在EP0825387B1所述和描述的。按照结构类型可主要分为泵设置在初级热交换器的冷端或热端的结构类型以及换向阀设置在初级热交换器的冷端或热端的结构类型。其中泵和换向阀不一定设置在初级热交换器的同端。
本发明涉及的结构类型是泵和热交换器设置在初级热交换器的热端，即，从流动方向上观察位于初级热交换器和次级热交换器之间，或初级热交换器和室内加热装置之间。参见图7，这种结构在EP0825387B1中进行描述。
EP0460399A2公开了类似的结构，其中泵和切换装置设置在初级热交换器的热端。在该结构中，并没有设置换向阀，而是设置了取决于流动方向的切换阀(Schaltklappe)。它根据泵的转向使得一个热回路或另一个热回路工作。所述的结构需要特殊的泵结构，特别是叶轮(Kreiselrad)的结构以及可以使泵换向的适合的控制装置。从中可看出，这种在两个转向工作的泵的效率比一个转向经优化的泵的工作效率要差得多，电控制装置所需的费用高。此外，特别是在出现沉积物时，切换阀容易出现故障。
发明内容
针对背景技术，本发明要解决的技术问题是提供一种紧凑型加热设备，它特别适合于通过流动技术和加工技术制造，可以使结构变得紧凑。
本发明要解决的技术问题是由权利要求1给出的特征解决的。本发明进一步有益的实施例在从属权利要求中、下面的描述及附图中给出。
本发明的构思在于，使得泵的压力管直接与在其附近设置的阀体连接并由此一方面有益于在泵和阀体之间过渡区的流动，另一方面，结构单元紧凑。由于各结构件之间不存在管路，结构单元紧凑、稳定，特别是当泵体和阀体一体构成时。这样，换向阀可以直接安装在泵的附近，带来的优点是可以保证长时间稳定连续与流动无关的换向过程。其换向阀特别是不太会受到脏物或沉积物的影响。
优选的是阀体这样构成，即阀体具有向后的连接管对，用于直接连接到由板式热交换器构成的次级热交换器上。由于板式热交换器通常由金属制成且结构单元由塑料加工为注塑件，其结构单元直接连接到板式热交换器上，除了省去了附加管路的优点外，其优点还在于稳定性高，结构紧凑。
在本发明的有益结构中，板式热交换器的另一连接管对具有连接单元，其中这样布置，使得泵体设置在直接位于板式热交换器之前(以安装位置观察)的其板式热交换器的连接管对之间。这样，实现了结构简单。对此，可以根据安装方式，其连接单元或作为特定构件或优选与结构单元成一体而构成，使得板式热交换器的所有四个连接管直接与结构单元连接。除了结构紧凑外，其稳定性的优点特别突出，由于其板式热交换器构成了结构单元的稳定基础。
为了简化和一体化在紧凑型加热设备中连接和安装其结构单元的目的，有益的是，根据结构单元设置并排布置的四个连接管，即它们根据安装位置一起向下或向后延伸。通过本发明的连接管下方所形成的开口以适合的方式可以连接管或其它构件。所针对的不一定是螺纹管，而可以是用于这种连接的任意其它连接件。向下或向后并排的设置简化了极端管道(extemenleitung)的连接并确保了可以容易接近。
其连接管优选的结构是，连接管与向后或向下且可封闭的另一连接管错开90°。在制造技术方面，其管的优点是，在所述的其它的管上可以拔出型芯并另外提供其它连接可能性，其管可以用于安装传感器、阀、过滤器或类似件。
为了安装过滤器，所述的其它连接管与连接管呈180°，使得在连接管向后延伸时，可以从前面安装过滤器。因为提供了从前面接近的可能性，这样就可以在安装位置容易地更换过滤器。
优选的是，具有呈排连接管的结构单元直接连接到壳体自身的管网上，而不需要其它管路。为了可以防止通常的螺栓连接在连接管道时损坏结构单元，根据本发明，连接管由金属制成并在注塑时压入塑料结构单元。其金属组成的连接管例如具有通常的外螺纹，以便它可以与当时的固定的管系统螺接。
优选的是，结构单元包括用于温度传感器、压力传感器和/或流量传感器的附加件，它们是这样设置的，它们接近安装位置，在出现问题时它们可以被容易很快地更换，其附加件优选设置在加热水回路上，在工业用水上游及泵体的吸入侧。
为了在修理例如结构单元时，可以排出其中的水，根据本发明的进一步结构，在泵体的底部的吸入侧设置可封闭排出口。此外，可以从下面自由地接近其排出口，以便可以在其下面设置收集器，从设备中经排出口流出的水收集到其中。
本发明的阀体基本呈圆柱形并至少在端面通过锁拴(Verschluss)封闭，该锁拴优选具有卡口，使得在进行以后的操作时，可以容易快速地接近阀。
根据本发明，在阀体的内部设置两密封座(Dichtsitze)，相应的密封体逆着流动方向进行关闭并设置在同一调节件上。该结构的优点在于，实际上针对各热回路设置了特定的阀，通过同一调节件保证同步关闭和开启。通过两密封体逆着流动方向进行关闭，使其阀的工作实际上与流动无关。这减少了密封体在流动方向进行关闭时由流动产生的拍打现象，这种现象一方面可能会产生干扰噪音，另一方面可能会影响加热设备的使用寿命。
由阀体本身形成一个或两个密封座或其密封座由装入在阀体中的阀单元形成，其阀单元优选包括两密封座和具有密封体的调节件。这样，一方面，简化了壳体结构，这可以体现模具加工技术的优点，另一方面，在检修时，可以快速简单地更换整个阀单元，不必在壳体内部整修密封座或不必更换带有密封体的调节件。
为了保证阀可靠长时间地稳定工作，根据本发明，在阀体侧面设置电驱动调节装置，它具有伸入阀体的调节臂并包括一个形状合理的调节件，以控制密封体相对密封座的位置。优选的是，调节臂由弹性密封套围住，它使得调节装置相对于阀体中存在的液体密封。另外，调节件必须相对于具有驱动装置的壳体或壳体相对于阀体密封。由于泵的吸入管要与通常较远设置的初级热交换器连接，适合的是，吸入管从泵体向上伸出，并与从初级热交换器引出的管连接。可替换的是，根据本发明吸入管从泵体侧面伸出，但一定要垂直于叶片轴，由此，在安装时确保了可接近性。
对于本发明结构单元的一体结构，还将借助实施例在下面作进一步详尽地描述，仅通过拔出型芯(Ziehkern)的加工技术制造是有利的。优选的是，在泵体和阀体之间的压力管侧的连接区域设置熔化型芯，由于该区域可以仅根据流动技术原理优化，从而提高工作效率并减少在该区域产生噪音。
在布置时，为了使得结构单元直接连接到板式热交换器上，需要的是，将用于上游工业用水的管道引入结构单元内部，为此这样导引，即其管道至少部分围住阀体，使得连接管位于结构单元的好的邻近位置。
根据本发明的另一结构，结构单元具有导向件，它可在安装位置向前移动。结构单元首先可以被置于第一定位位置并进行管连接，而后结构单元通过导向件进入最终的有效安装位置。由此，明显简化了紧凑型加热设备的安装，特别是结构侧的管道连接以及检修时的更换。
参照附图并借助实施例进一步描述本发明。其中：
附图说明
图1示出了由泵和阀构成的第一实施例的简化透视图；
图2示出了图1结构单元的一体构成的泵体和阀体；
图3示出了具有驱动装置的阀的局部放大透视图；
图4示出了阀驱动装置和阀另一结构的局部放大图；
图5示出了图1结构单元的第二实施例；
图6示出了处于安装位置本发明结构单元第三实施例的透视图；
图7示出了图6后下的透视图；
图8示出了图6结构的前视图；
图9示出了根据图6结构单元一体注塑件的透视图；
图10示出了图9注塑件的图7后下透视图。
其中，附图标记说明如下：
1.泵 2.阀 3.次级热交换器(板式热交换器)
4.泵体 5.压力管 6.阀体
7.连接管(室内加热) 8.上连接管(室内加热) 9.锁拴
10.注塑构件 11.吸入管 12.空气分离器
13.排放阀 14.传感器容纳件 15.排出管
16.传感单元 17.连接管 18.调节驱动装置
19.密封座 20.密封体 21.调节件
22.杆臂 23.盘 24.头部
25.步进电机 26.筒件 27.O—型圈
28.连接管对 29.管道 30.注塑构件
31.连接管 32.连接管 32a.连接管
33.注塑构件 34.连接管 35.加强筋
36.连接管 37.传感器容纳件 38.管道
39.管道部件 40.连接管 41.下连接管
42.前连接管 43.过流装置 44.传感器容纳件
45.连接管 46.管道 47.管道部件
48.连接管 49.叶片轴 50.导轨
51.水充满装置
具体实施方式
本发明的紧凑型加热设备涉及一种燃气加热设备(Gasterme)，其中在初级热交换器中借助燃气燃烧器加热水，它从初级热交换器进入泵1，并到达阀2，经阀的调节，或者进入通常由加热体构成的用于室内加热的热回路或者进入热回路的次级热交换器3，借助次级热交换器3加热自来水或工业用水。两热回路的流出侧通回初级热交换器的输入管。这种公知的相关例如参见EP0 825 387 B1图7所示的组合的描述。
本发明的主题并不是上述的结构，而是下面要描述的由循环泵1和阀2构成的结构单元的具体结构。
其泵1为电机驱动循环泵，其叶轮(未示出)在泵体4中旋转，泵体的压力管5直接通到设置在其旁边的基本呈圆柱形的阀体6中。通过压力管5使得泵体4与阀体6彼此呈液压且机械固定的连接。压力管5约在基本呈圆柱形阀体6长度的一半处接入，在阀体中装有二位三通(2/3)换向阀。阀体6具有靠近下侧的连接管7和上连接管8，其连接管7在安装位置朝向侧面特别是朝左并用于连接到室内加热的热回路中，而连接管8用于连接到第二热回路中特别是连接到次级热交换器3的上游。在该实施例中，其阀体6呈锅形，即它具有一封闭的基底且在上侧由锁拴9密封封闭。其锁拴9通过卡口连接作用从上面配合插入到阀体6中，使得例如在需要检修阀时，可借助手柄(Handgriff)将锁拴拆下，而后从上面进入阀体，而不必拆掉连接管。根据阀的结构，可以在阀体的底侧也装设锁拴9，如图3所示。这样，可以从两侧进入阀。
图1所示出的结构单元的核心部分是图2详细示出的注塑构件10，它包括泵体4和阀体6以及起连接作用的压力管5。从图2中可清楚的看出，该注塑构件10在泵体侧包括吸入管11，在该实施例中它垂直向下引出，除此之外，注塑构件10还包括在上侧有排气阀13的空气分离器12、传感器容纳件14以及在压力侧的排出管15。从图1可看出，其传感器容纳件14用于容纳传感单元16，它例如可以包括压力传感器和/或温度传感器，用于检测吸入侧。其排出管15通常具有密封盖，它同样以卡口式装入。通过其排出管15的作用，在安装位置的泵可被排干，例如以检修为目的要更换由电机及电动叶轮构成的结构单元时。阀体6除了上述连接管7和8以及借助锁拴9封闭的开口还具有侧向连接管17，它用于插入阀2的调节驱动装置18，如图3和4所示。
如图2所示，注塑构件10在压力管12区域仅仅由拔出型芯形成，而有利的是在压力管区域需要符合流动技术的熔化型芯，因为可以仅根据熔化技术的原理可以使压力连接管5处于最佳状态。
图3和4给出了阀2的基本结构。阀2包括在流动方向上的入口侧压力管5和出口侧连接管7和8。各出口侧连接管7和8配置有密封座19及密封体20。即，两密封体20逆着流动方向进行关闭。密封体20套在近似于杆状的共用的调节件21上，使得密封体20总是同时工作。根据调节件21的位置，压力管5与一个连接管7或另一个连接管8连通。图3所示出的是在转换时所形成的中间位置。
调节件21借助杆臂22控制，该杆臂22在密封体20之间从侧面形状合理地围住调节件21。在调节件21的上部和下部分别固定有与其连接的盘23，在进行换向关闭的过程时，杆臂22支撑于盘23上。杆臂22覆盖有橡胶密封圈，它一直延伸到调节驱动装置的头部24，并由此相对于阀内部密封调节驱动装置和杆臂。头部24位于构件10的连接管17内。杆臂22在头部24内回转(schwenkbeweglich)支撑，其另一端具有套在丝杆上的丝杆螺母，其丝杆由步进电机25构成的电机驱动。
在图3所示的实施例中，密封座19设置在阀体侧。密封体20形状合理地固定到调节件21上，以便在拆掉锁拴9后可以更换密封体并可同时清洗或整修密封座19。在其变型实施例中，在阀体6的底部位置以与上侧相同的方式设置锁拴9。
根据图4示出的变型实施例，其中整个阀是形成在可在阀壳体中移动的筒件26中。其功能和结构与上述主要不同点在于，阀座19不再设置在壳体侧，而是筒件的一部分。其筒件26本身借助两个O—型圈27可密封地在圆柱形阀体内侧移动。其O—型密封圈27分别坐在压力管5和连接管8或压力管5和连接管7之间的区域，其余的调节件21、调节驱动装置18以及密封体20和密封座19的设置均与图3所述实施例相同。在维修时，该变型实施例同样可以在拆除调节驱动装置18以及锁拴9后从阀体的上面抽出筒件26并更换筒件。尽管如此，可以按上述方法从筒件的侧面将密封体20从调节件21分离开，以便接近密封座19或更换密封体20。
图5示出了一变型实施例，其中包括了图1和2所示实施例的由泵1和阀2构成的结构单元，此外，还包括后侧的连接管对28以直接与板式热交换器3(在图5中未示出)连接。在该实施例中，泵体4、阀体6以及连接管对28、包括侧向围住阀体6的管道29一体地构成注塑构件30，其中管道29具有从后延伸的连接管。与图1实施例不同的是吸入管不是向下延伸，而是向上延伸，即直接向与其连接的初级热交换器方向延伸。直接与板式热交换器3连接的连接管对28具有与连接管8对应的上连接管，用于将来自初级热交换器的热水输送到板式热交换器3，相反，其连接管对的下连接管用于输送冷的工业用水。
管道29接入向后定向的连接管31，该连接管与设备的冷水管道连接。从中可理解的是在管道29中还可设置传感器容纳件(在图5中未示出)。在安装位置向下延伸的连接管32a与向后的另一连接管32错开90°。其连接管32与室内加热连接管连接，而在必要时，连接管32a与过流装置43和/或充满装置51连接。
在根据图5所示的变型实施例中，可以通过特定的注塑构件形成次级热交换器3的另一连接管对。在将不同结构长度(Baulnge)的热交换器安装到相同结构的燃气加热器上时，这是特别有意义的。
就范围上讲，图6-10所示的结构包括具有两连接管对的结构单元。其结构单元的注塑构件33包括连接管对28和相应的连接管对34，使得其构件在泵体4两侧的两区域与次级热交换器3固接。由此，其次级热交换器3从下面向后支承其注塑构件33并对其起到稳定作用。借助图5已作描述的连接管对28的连接管的作用在本实施例中相同。对于所增加的连接管对34的连接管而言，其上连接管引导从次级热交换器3中出来的加热水，而下连接管引导从次级热交换器3出来的热的工业用水即提供的热水。此外，在注塑构件33中，泵体4和阀体6通过压力管5彼此连接，其还在管下方固设加强筋35。在该实施例中还设置一管道29，它接在连接管36上并具有从前面延伸的传感器容纳件37。
连接管对34的上连接管经向前倾斜并在侧面设置的管道38与在安装位置基本垂直的管道部件39连接，其管道部件39通向向后延伸的连接管40。管道部件39的上侧和下端具有连接管，其下连接管41与后连接管40以及前连接管42分别错开90°。这些开口一方面根据注塑过程用于拔出型芯，另一方面例如形成通道部件39上的向前的阀容纳件44、传感器容纳件。
管道部件39的上端由连接管45形成并连接初级热交换器的回流管。
其连接管对34的下连接管经管道46连接，其管道46基本平行于叶轮轴向前延伸并接在基本垂直延伸的管道部件47上。以同样的方式形成其管道部件47下端，其中后侧的连接管48用于连接壳体侧的热水管道。
连接管36和32以及40和48由金属制成，并在注塑时形状合理地固接插到注塑构件33上。它们具有外螺纹，借助锁紧螺母直接可以与壳体侧的连接管连接。特别是从图7和9可看出，上述连接管总体上排成的行与叶片轴49垂直并且它们总体上向后延伸。这样，在拆下四个连接管后，在图6-8所示的整个组件可以从设备中向前抽出。对此，设置导轨50，以简化抽出操作。与构件33成一体的导轨与固设在燃气设备部分结构侧的导轨共同作用。如图6-8所示，以简单的方式插接过流装置43和/或水充满装置51。其水充满装置包括在壳体侧的冷水连接管和由切换装置控制的热回路之间的连接管道。其过流装置43设置在室内加热回路的上水和回水之间，用于确保在室内加热的热回路关闭时，其流动回路中存有液体。由于过流装置43和水充满装置51可以根据需要设置，其构件33这样构成，即有选择地设置或不设置它们。
如图9和10所示的注塑构件33比较适合采用模具技术制造，由于只需要两个熔化型芯，即在另一实施例中需要用于压力管5及压力侧的螺旋形泵体部分的熔化型芯和绕过过滤器壳体6的管道29的另一熔化型芯。人们注意到了构件33的复杂性，采用这种加工技术是比较简单的，即主要借助拔出型芯制造，只需要两个熔化型芯。此外，其结构紧凑，并通过后侧连接的次级热交换器稳定支承。向前延伸的下连接管(如42)可以插接所用的过滤器。
Claims (21)
1.一种紧凑型加热设备，包括用于室内加热和提供热水的两热回路，初级热交换器，用于提供热水的次级热交换器(3)，循环泵(1)，其循环泵通过初级热交换器并有选择地通过一热回路或另一热回路输送载热体，设置一换向阀(2)，根据转换调节，该阀将一热回路或另一回路与初级热交换器连通进行循环，循环泵(1)和换向阀(2)作为结构单元并设置在初级热交换器的热端，其特征在于，泵(1)的压力管(5)直接连接到在其旁边设置的阀体(6)上。
2.如权利要求1的紧凑型加热设备，其特征在于：泵体(4)与换向阀(2)的阀体(6)一体形成。
3.如上述权利要求之一的紧凑型加热设备，其特征在于：阀体(6)具有向后的连接管对(28)，用于设置形成板式热交换器形式的次级热交换器的接口上。
4.如上述权利要求之一的紧凑型加热设备，其特征在于：在由泵体(4)和阀体(6)构成的结构单元旁边，设置一与板式热交换器的另一连接管对连接的管连接单元，使得泵(1)设置在板式热交换器(3)之前的阀体(6)和管连接单元之间。
5.如上述权利要求之一的紧凑型加热设备，其特征在于：其结构单元具有另一向后的连接管对(36)，用于设置形成到板式热交换器(3)的另一接口对的接口上。
6.如上述权利要求之一的紧凑型加热设备，其特征在于：阀体(6)、泵体(4)和管连接单元(34)形成一体的结构单元(33)。
7.如上述权利要求之一的紧凑型加热设备，其特征在于：设置并排布置的四个连接管(40、48、36、32)，它们根据安装位置一起向下或向后延伸。
8.如上述权利要求之一的紧凑型加热设备，其特征在于：可封闭的另一连接管(42，42)与连接管(32，40，48)向后或向下错开90°。
9.如上述权利要求之一的紧凑型加热设备，其特征在于：连接管(40)与另一连接管(42)呈180°，在其中安装过滤器。
10.如上述权利要求之一的紧凑型加热设备，其特征在于：连接管(40，48，36，32)由金属制成并在注塑时压入塑料结构单元(33)。
11.如上述权利要求之一的紧凑型加热设备，其特征在于：在处于安装位置的结构单元内部，设置用于温度传感器、压力传感器和/或流量传感器(16)的可装入的附加件(14，37，44)，并优选在加热水回路上，在工业用水上游及泵体的吸入侧。
12.如上述权利要求之一的紧凑型加热设备，其特征在于：在泵体的底部且在吸入侧设置可封闭排出口(15)。
13.如上述权利要求之一的紧凑型加热设备，其特征在于：其阀体(6)基本呈圆柱形并至少在端侧优选通过具有卡口的锁拴(9)封闭。
14.如上述权利要求之一的紧凑型加热设备，其特征在于：在阀体(6)的内部设置两密封座(19)，相应的密封体(20)逆着流动方向进行关闭并设置在同一调节件(21)上。
15.如上述权利要求之一的紧凑型加热设备，其特征在于：在阀体(6)内部设置阀单元(26)，它包括两密封座(19)和具有密封体(20)的调节件(21)。
16.如上述权利要求之一的紧凑型加热设备，其特征在于：在阀体(6)侧面优选设置电驱动调节装置(18)，它的调节臂(22)伸入阀体(6)，并包括一个形状合理的调节件(21)。
17.如上述权利要求之一的紧凑型加热设备，其特征在于：调节臂(22)由弹性密封套围住，它使得调节装置(18)相对于阀体(6)中的液体密封。
18.如上述权利要求之一的紧凑型加热设备，其特征在于：泵体(4)具有吸入管(11)，它优选向上或侧向并垂直于叶片轴(49)设置。
19.如上述权利要求之一的紧凑型加热设备，其特征在于：在泵体(4)和阀体(6)之间的压力管侧的连接件(5)通过注塑模具中的熔化型芯形成。
20.如上述权利要求之一的紧凑型加热设备，其特征在于：结构单元(30，33)包括至少部分围住阀体(6)的工业用水上游管道(29)。
21.如上述权利要求之一的紧凑型加热设备，其特征在于：结构单元(33)具有导向件(50)，它可在安装位置向前移动。
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