CN1746570B - 循环加热供暖系统的整体设备及供热方法 - Google Patents

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Abstract

一种用于将热从较高温回路传输到较低温回路的整体式的设备(例如在辐射供暖中，从供暖单元回路到辐射回路)。该设备设置热交换器，用于将热从较高温回路传输给较低温回路。该设备还包括铸件，该铸件中形成有较高温供给口和返回口、较低温供给口和返回口、较高温泵蜗壳和较低温泵蜗壳。液体从较高温回路经较高温供给口进入该整体式设备，流经该热交换器的一侧，将热传输给通过该热交换器的另一侧在较低温回路中循环的液体，并且通过该较高温返回口离开该设备。在较低温回路中循环的液体通过较低温返回口进入该整体式设备，接受来自较高温液体的热并通过较低温供给口离开该设备。本发明通过将所有四个口和供暖单元泵和较低温回路泵汇集到一个整体式设备中，因而简化了安装。

Description

循环加热供暖系统的整体设备及供热方法
技术领域
本发明涉及循环加热的辐射供暖系统，并且在一些方面涉及循环加热。
背景技术
辐射供暖系统包括埋在要加热的区域的地板、墙壁或天花板中的管道。已经加热的水通过这种管道泵送以升高该表面(热物质)的温度。从热物质辐射的热能加热房间中的物体。由于在这些系统中热传输的方法主要是辐射，需要较低温水以加热对流式系统(例如，有散热片的护壁板供暖)通常所需要的热物质。在热源不仅是专用于被加热的水供给辐射回路的系统中，需要调节来自供暖单元回路，或其他类型的供暖单元的较高温度的水的调节装置，以维持辐射回路中所需要的较低温度。通过从该供暖单元回路向辐射回路供给水，注入回路能够进行这种调节。注入辐射回路中被加热的水的量可以用手动调节混合阀，或用可变速度注入泵设置。可选地，如果供暖单元是室内热水加热器，并且来自供暖单元回路的水可以用作可饮用的水，那么在供暖单元回路中的水可以与辐射回路中的水隔离，并且热可以从加热回路经热交换器传输给辐射回路。
图1示出上述类型的现有技术的循环加热的供暖系统。有两个独立的循环泵：循环泵12和辐射回路泵16，循环泵12用于循环通过加热回路来自水加热器10的水，辐射回路泵16用于循环通过辐射回路并因此通过辐射供暖系统的盘管的水。在两个回路中的水流过加热交换器14的两侧，沿图1中由箭头所示的方向，使热从来自水加热器出口进入供暖单元回路的水传输给从辐射回路返回的水。恒温器19和相关的电子线路控制开关两个循环泵的继电器20。
基于水循环系统的这种类型的热交换器也可以与其他热源，例如锅炉一起使用，在其应用中希望将水分成两个回路。例如，如果在辐射回路中使用防冻液，例如用于室外加热车道或人行道，那么，即便热源是不供给饮用水的锅炉或其他热源，也希望将供暖单元回路中的水与防冻液隔离。
循环泵通常是湿转子循环型。这种泵叶轮容纳在称之为蜗壳(volute)的配合凹腔中。通常，该蜗壳被泵连接在其上的凸缘所包围。当泵被安装好并且叶轮位于在该蜗壳中时，水通过在该蜗壳中心处的入口进入该泵并通过在该蜗壳圆周上的出口排出。
发明内容
一般来说，本发明的特征是用于将热从较高温回路传输到较低温回路的整体式设备(例如在辐射加热中，从供暖单元回路到辐射回路)。该设备设置热交换器，用于将热从较高温回路传输给较低温回路。该设备包括铸件，该铸件中形成有较高温供给口和返回口、较低温供给口和返回口、较高温泵蜗壳和较低温泵蜗壳。液体从较高温回路经较高温供给口进入该设备，流经该热交换器的一侧，将热传输给通过该热交换器的另一侧在较低温回路中循环的液体，并且通过该较高温返回口离开该设备。在较低温回路中循环的液体通过较低温返回口进入该设备，接受来自较高温液体的热并通过较低温供给口离开该设备。本发明通过将所有四个口和两个循环泵汇集到一个整体式设备中，因而简化了安装。
本发明这方面优选的实施例可以包括下述的一个或多个：该整体式设备可以用于辐射供暖系统，并且较高温回路可以是锅炉回路或室内水加热器回路，而较低温回路可以是辐射回路。热交换器可以是可更换的。单向阀可以设置在从供暖单元供给口向较高温循环泵流动的液体所流经的路径中，或从较高温循环泵到供暖单元返回口的路径中。辐射回路供给口和返回口可以设置成使该两个口间隔开一定距离，该距离接近于辐射热流动歧管上的辐射供给口和返回口之间的间隔。该整体式设备可以包括多个独立的铸件，这些铸件例如通过紧配合的配套连接件而接合在一起，其中该连接件用O型密封件密封。该铸件的第一和第二部分可以是独立的铸件。设备还可包括围绕该铸件至少一部分的外壳。设备还可包括安装在该外壳上的电子控制板。本发明具有许多优点，其中一些在下面的说明书中详细描述。
本发明还提供了一种向循环加热的供暖系统供热的方法，包括：
(a)提供用于将热从较高温回路传输到较低温回路的整体式设备，该设备包括：(i)铸件；(ii)形成在该铸件第一部分中的较高温供给口和返回口；(iii)形成在该铸件第二部分中的较低温供给口和返回口；(iv)形成在该铸件第一部分中的较高温回路泵蜗壳，构造成接纳该较高温回路泵的叶轮；(v)形成在该铸件第二部分中的较低温回路泵蜗壳，构造成接纳该较低温回路泵的叶轮，以及(vi)与该较高温回路和较低温回路都流体连通的热交换器；(b)用供暖单元加热该较高温回路中的液体；(c)通过该较高温供给口从该较高温回路向该设备输送液体，以便该液体通过该热交换器的第一侧，并通过该较高温返回口离开该设备，和(d)通过该较低温返回口向该设备输送在该较低温回路中循环的液体，使得该液体流过该热交换器的第二侧，接收来自该较高温回路中的液体的热，并且通过该较低温供给口离开该设备。该方法还包括拆卸并修理或更换该热交换器的步骤。
本发明的一个或多个实施例的细节在附图中提出并在下面描述。本发明的其他特征和优点从说明书和附图，并且从权利要求将变得明白。
附图说明
图1是用于辐射供暖的现有技术结构的示意图。
图2是本发明的一个实施例的示意图。
图3是用于图2所示的本发明实施例的整体式设备的透视图。图3A是类似于图3所示的整体式设备的透视图，其设置在外壳内并且备用。
图4是图3所示的整体式设备的剖视图。
图5是图3所示的整体式设备的侧视图。
图6是整体式设备的剖视图，示出了可以用于在热交换器和所述设备之间密封的双密封环结构。
具体实施方式
本发明有许多可能的实施例，由于太多不能在此一一描述。下面将描述一些目前优选的可能的装置。但是，怎么强调都不过分，这些是本发明实施例的描述，而不是本发明的描述，本发明不限于在这部分中所描述的详细的实施例，而是在权利要求中更广义地描述。
下面的描述对本领域的技术人员来说实施该公开的实施例是绰绰有余的。除非另有说明，涉及的工艺和制造方法是本领域的技术人员已知的。
图2-5示出本发明的一个实施例。整体式设备21(由与所用的系统条件相符的青铜、塑料或其他材料制造)包括形成供暖单元供给口22和供暖单元返回口24的第一铸件100，和形成辐射回路供给口26和辐射回路返回口28的第二铸件102。每个口具有螺纹连接(但是可以用任何已知的其他管道连接，例如熔焊来替代)。
参考图4，供暖单元循环泵30螺栓连接于该第一铸件100的凸缘34。该循环泵30的叶轮35、43容纳在形成于该第一铸件中的蜗壳36中。液体在入口38流进该循环泵30，并且在该蜗壳圆周上的出口(未示出)流出。该铸件内的内部通路将该泵出口连接于供暖单元返回口24。
辐射回路循环泵40螺栓连接于该第二铸件102的凸缘42。该辐射循环泵的叶轮容纳在形成于该第二铸件的蜗壳44中。液体在入口处(未示出)流进该辐射回路泵，并且在该蜗壳的圆周上的出口46流出。该铸件内的内部通路将该泵出口连接于辐射回路供给口26。
来自供暖单元回路的水，即，已经被水加热器10加热的水通过供暖单元供给口22进入第一铸件，流过热交换器60的一侧，然后通过该供暖单元返回口24离开该第一铸件。同时，在辐射回路中循环的水通过辐射回路返回口28进入该第二铸件，流过该热交换器的另一侧，并且通过该辐射回路供给口26离开该第二铸件。在这两个回路中的水沿相反的方向流过热交换器，如图2中的箭头所示。当已经被加热的水流过该热交换器时，热穿过热交换器的分离壁(未示出)传输给在该返回口28处从辐射回路返回的液体，在其供给该辐射加热盘管18之前加热该液体。
如上所述，由于两个水流在热交换器中被相互隔离，因此在供暖单元回路中的水可以用作可饮用水，而在该辐射回路中的液体可能包含不能用于饮用水的添加剂或污染物，例如防冻剂(乙二醇)。
包括用于控制两个循环泵的控制电路的电路安装在该整体式设备上，并响应来自恒温器19的输入来控制两个循环泵。
在一些优选的装置中，该热交换器60是可更换的。在图2-5所示的实施例中，热交换器螺栓连接于该整体式设备。例如，如图6所示，一对密封环106、108可以设置在每个铸件/热交换界面，以确保防水密封。该密封环优选设置成大体上相互平行并沿该界面的纵向间隔开，如图6所示。
该辐射回路供给口和返回口连接件之间的间隔(间距)优选设置成匹配该辐射供给歧管和返回歧管(其供给多个辐射回路)的标准间隔。
该整体式设备的尺寸和构造满足能够容易将该设备安装于壁板的条件。例如，如图3A所示，该整体式设备可以包括铸件100和电子系统控制板102。该电子系统控制器能够安装在任何所希望的部位，例如在泵上、该整体式设备上或支撑板上。
该整体式设备可以包括多个单个的铸件，它们具有紧配合的配套连接件，该连接件用O形环密封件密封。例如，在图3和图4所示的实施例中，该整体式的铸件由螺栓连接在一起的三个元件形成：热交换器60(例如铜焊(braised)板热交换器)和上述的两个独立的铸件100和102。通常，螺栓或其他机械紧固件将多个独立的铸件固定在一起，如图所示。独立的铸件之间的连接不具有用于该领域管道安装中进行连接而通常所用的形式(例如，熔焊或螺纹连接)。该多个独立的铸件在工厂里组装并作为组装单元提供给消费者。
虽然上面描述的实施例用于辐射回路加热，但是本发明不是仅用于辐射回路加热的。它可以用于其他应用，例如，将热从较高温回路传输给在不同类型供暖系统中的较低温回路，例如不同回路采用不同温度的护壁板供暖系统。
同样，虽然室内的水加热器在图2中示作供暖单元，但是也可以用其他类型的供暖单元例如锅炉。
代替在供给口和返回口的螺纹管连接，该整体式设备可以采用其他类型的连接(例如熔接、管接头、带倒钩和开槽)。
如果希望的话，可更换的单向流动装置(未示出)可以安装在该供暖单元供给口(从该供暖单元回路的入口)。
该循环泵中的任何一个或者两者是可变速的循环泵。可以设置可变速的循环泵，例如来对该供暖系统传输的热量提供加强控制。而且，该循环泵可以根据特定的循环加热的供暖系统的需要一前一后地或独立地打开和关闭。
除了上面描述的实施例之外，本发明的许多其他实施例也属于本发明范围内，该范围由权利要求限定。

Claims (20)

1.一种循环加热供暖系统的整体式设备，用于将热从较高温回路传输到较低温回路，该设备包括：
铸件；
形成在该铸件的第一部分中的较高温供给口和返回口；
形成在该铸件的第二部分中的较低温供给口和返回口；
形成在该铸件第一部分中的较高温回路泵蜗壳，构造成接纳该较高温回路泵的叶轮；
形成在该铸件第二部分中的较低温回路泵蜗壳，构造成接纳该较低温回路泵的叶轮；以及
与该较高温回路和较低温回路都流体连通的热交换器；
其中，液体从较高温回路经较高温供给口进入该整体式设备，流经该热交换器的第一侧，并且通过该较高温返回口离开该整体式设备，以及
其中，在该较低温回路中循环的液体经较低温返回口进入该整体式设备，流经该热交换器的第二侧，接收来自较高温回路中的水的热，并通过较低温供给口离开该整体式设备。
2.根据权利要求1的设备，其中该整体式的设备用于辐射供暖系统，该较高温回路是供暖单元回路，而该较低温回路是辐射回路。
3.根据权利要求1的设备，还包括单向阀，其设置在从供暖单元供给口到较高温回路泵流动的液体所流动的路径中，或从较高温回路泵到供暖单元返回口的路径中。
4.根据权利要求1的设备，还包括安装在该热交换器上的电路，该电路包括控制电路，用于响应恒温器以控制该较高温回路泵和较低温回路泵。
5.根据权利要求1的设备，其中该热交换器可从该铸件上拆卸。
6.根据权利要求2的设备，其中该辐射回路供给口和返回口定位成使得该两个口间隔开一定距离，该距离接近于辐射热流动歧管上的辐射供给口和返回口之间的间隔。
7.根据权利要求1的设备，其中该铸件包括通过紧配合的配套连接件而接合在一起的多个铸件，所述连接件用O形环密封件密封。
8.根据权利要求7的设备，其中该铸件的第一部分和第二部分设置成单独的铸件。
9.根据权利要求1的设备，还包括围绕该铸件至少一部分的外壳。
10.根据权利要求9的设备，还包括安装在该外壳上的电子控制板。
11.根据权利要求1的设备，还包括在该热交换器和该铸件之间的密封件。
12.根据权利要求11的设备，其中该密封件包括一对密封环。
13.根据权利要求1的设备，其中该设备构造成将该较高温回路和该较低温回路相互隔离。
14.一种向循环加热的供暖系统供热的方法，包括：
(a)提供用于将热从较高温回路传输到较低温回路的整体式设备，该设备包括：
(i)铸件；
(ii)形成在该铸件第一部分中的较高温供给口和返回口；
(iii)形成在该铸件第二部分中的较低温供给口和返回口；
(iv)形成在该铸件第一部分中的较高温回路泵蜗壳，构造成接纳该较高温回路泵的叶轮；
(v)形成在该铸件第二部分中的较低温回路泵蜗壳，构造成接纳该较低温回路泵的叶轮，以及
(vi)与该较高温回路和较低温回路都流体连通的热交换器；
(b)用供暖单元加热该较高温回路中的液体；
(c)通过该较高温供给口从该较高温回路向该设备输送液体，以便该液体通过该热交换器的第一侧，并通过该较高温返回口离开该设备，和
(d)通过该较低温返回口向该设备输送在该较低温回路中循环的液体，使得该液体流过该热交换器的第二侧，接收来自该较高温回路中的液体的热，并且通过该较低温供给口离开该设备。
15.根据权利要求14的方法，还包括(e)利用该较高温回路中的液体作为可饮用水。
16.根据权利要求14或15的方法，还包括向较低温回路中的液体添加不适合用于可饮用水的添加剂。
17.根据权利要求16的方法，该添加剂包括乙二醇。
18.根据权利要求14的方法，其中步骤(b)由室内热水加热器完成。
19.根据权利要求14的方法，其中步骤(b)由锅炉完成。
20.根据权利要求14的方法，还包括拆卸并修理或更换该热交换器的步骤。
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