CN1946971B - 换热器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种换热器(1)，它有设置在入口接头(3)和出口接头(4)之间的初级侧流动路径(5)和设置在流入接头(6)和回流接头(7)之间的次级侧流动路径(8)，有在初级侧流动路径(5)和次级侧流动路径(8)之间的传热表面装置(9)，以及温度传感器(14)。为了能节省空间地测出温度并且同时能得到满意的测量结果，按照本发明，该温度传感器设置成在所述次级侧流动路径(8)中的回流接头(7)处与所述传热表面装置(9)接触或距离所述传热表面装置(9)一个小距离。
Description
技术领域
本发明涉及一种换热器，它有设置在入口接头和出口接头之间的初级侧流动路径和设置在流入接头和回流接头之间的次级侧流动路径，在初级侧流动路径和次级侧流动路径之间的传热表面装置，以及温度传感器。
背景技术
这样一种换热器例如应用在一个远程供热系统中，以便加热流过次级侧流动路径的用水。加热所需的热量通过所述远程供热网的载热流体供给。这种载热流体流过初级侧流动路径。所述初级侧流动路径和次级侧流动路径在一个载热外壳内导热相连，从而可通过所述传热表面装置进行传热。类似地，可用这样一种换热器加热用于给一栋建筑供暖的用水，在此，热量取自于一个远程供热网。
为了在出口处能够尽可能精确地调节温度，人们根据在次级侧取走的热量控制在初级侧的载热流体流量。下面以在换热器中被加热的用水为例详细阐述这一点。一旦用水在次级侧的回流接头处取出，冷的用水就接着流入所述流入接头中。与之相对应地，载热流体实际上必须同时能够流过初级侧的流动路径，以便能够将足够的热量传递给次级侧。
为了控制或甚至调节在初级侧控制流体流量的阀门，经常需要温度传感器，以借助它可进行这样的控制调节。
国际专利公开文献WO02/070976A1公开了本文开头部分所述类型的一种换热器，其中，所述温度传感器具有一个封装的腔室，其内有一种可膨胀的液体或一种可膨胀的气体。这样的封装腔室与所述换热器导温地连接。该传感器要么可设置在换热器的外侧要么可设置在换热器之中，在该处它可感受到初级侧温度和次级侧温度。由所述封装腔室内挤出的液体或气体直接作用在一个阀上，以便打开或关闭该阀。所述温度传感器的表面有一个与换热器的最大表面匹配的延伸段。因此，所述温度传感器需要比较大的安装空间，并且不能顺利地提供控制流过初级侧流动路径的载热流体流量所需的信息。
本发明所要解决的技术问题在于提供一种可节省空间地测量温度并仍能提供满意结果的可能性。
上述技术问题在本文前言所述类型的换热器中是这样解决的，即，该温度传感器设置成在所述次级侧流动路径中的回流接头处与所述传热表面装置接触或距离所述传热表面装置一个小距离。
借助这样的设计，一方面直接在所述次级侧流动路径的回流接头中测得温度。所述温度传感器因此能够在从初级侧到次级侧的传热结束的位置处测得流过该流动路径的用水的温度。因此，可借助这样一种温度传感器较快或较精确地调节输送到流动通过所述次级侧流动路径的流体中的热量。所述温度传感器也感知较快的温度变化。这样的变化并非直接在流过次级侧流动路径的流体中形成，而是也在周围尤其是初级侧产生。这样的影响通过传热表面装置要么在温度传感器与该传热表面装置接触的情况下直接作用在该温度传感器上，要么在温度传感器与该传热表面装置有一定间距的情况下以很小的延迟时间作用在该温度传感器上。无论如何都可以很迅速地对温度变化给出测量结果。避免了因在回流接头配件处的较大金属质量给温度传感器造成的直接影响。这种大的金属质量对温度变化反应相当迟钝。与之相应地，也不需要初级流体来加热这些配件。当例如终止从次级侧的流动路径中抽取用水时，温度传感器就可能更快地变热，因为它更好地被初级侧影响。
优选的是，所述入口接头、出口接头、流入接头和回流接头构成一个四边形的四个顶点，并且所述温度传感器设置在该四边形中。由此可简便地确保初级侧的温度影响作用在温度传感器上。因此，所述温度传感器不会被回流接头“遮蔽”。当这些温度接头(Temperaturanschlüsse)还可从初级侧作用到温度传感器上时，可以更快地调节并首先是迅速地关闭初级侧的阀门。
优选的是，所述初级侧流动路径和所述次级侧流动路径具有相反的流动方向。由于所述温度传感器与所述次级侧流动路径的回流接头相邻，因此，基于所述两个流动路径具有相反的流通方向，所述温度传感器也会感测到初级侧流动路径的入口接头处的温度。这样一来，在调节流过初级侧的流量时也可兼顾到初级侧的温度影响，而并不必将温度传感器完全装入初级侧中。
优选的是，所述四边形优选从所述回流接头出发有一较长的边和一较短的边，其中，所述入口接头限定所述较短边的长度，所述温度传感器设置成比靠近所述较长边更靠近所述较短边。由此确保初级侧的温度影响由一部分流入换热器中并流过初级侧的的载热介质引起。通过相对于入口接头设置所述温度传感器，可加重初级侧温度对于温度传感器的影响。
所述温度传感器优选与所述回流接头的壁不传热地连接。该回流接头的壁通常由一种金属例如黄铜构成。如果温度传感器例如通过相对于回流接头的壁保持一个较小的距离而在此实现不传热的连接，则可使温度传感器直接和较快地受到所述次级侧流动路径的出口处的流体的影响。具有相应较大热惯性的较大金属质量的影响却可减小。
所述温度传感器优选设计成电子传感器。因此，它产生与温度相关的电信号。这种信号很容易进行电子处理，从而可以电子方式调节连续流量。所述温度传感器也可考虑设计成其他类型。
所述温度传感器优选设置在所述换热器的外壳中的钻孔内。这样可以比较简单地放置和安装所述温度传感器。
附图说明
下面借助若干优选实施例并结合附图详细说明本发明，附图中：
图1是一个换热器的概略视图；
图2是第二种实施形式的换热器的概咯视图；
图3A和图3B是表示热反应的概略视图；
图4是表示温度传感器在换热器中位置的概略视图。
具体实施方式
图1中仅简略示出的换热器1具有一个外壳2。该外壳2具有用实线表示的初级侧流动路径5的一个入口接头3和一个出口接头4，以及用虚线表示的次级侧流动路径8的一个流入接头6和一个回流接头7。所述流动路径5，8通过一个传热表面装置9相互邻接。
图1仅仅为概略视图。在真正的换热器中，例如通过将多块波纹状或弧状板上下相互叠置，使得在横截面内形成一种蜂房结构，就能实现初级侧流动路径5和次级侧流动路径8。其中一些“蜂房”属于初级侧流动路径5，而其余的“蜂房”则属于次级侧流动路径8。所述传热表面装置由这些蜂房的腔壁构成。
所述回流接头7与一个图中以一个阀11表示的水龙头10连接。当阀11打开时，水就流过次级侧的流动路径8。所述水在流入接头6处有例如10℃至15℃的低温，在水龙头处则会有例如50℃的高温。与之相应地，在将用水从水龙头10中抽取出时，必须保证与之同步地有足够的热量通过初级侧流动路径5输入。
为了控制流过初级侧流动路径5的流量，设有一个阀12并用一个控制装置13来控制该阀。该控制装置13又从一个设置在回流接头7处的温度传感器14那里得到温度信息。所述温度传感器14插入所述外壳2的钻孔15内，确切地说这样设置，即，使得所述温度传感器14处于次级侧流动路径8内。该次级侧流动路径8在图4中用字母“K”表示，而初级侧流动路径5在图4中则用字母“W”表示。从图4中也可看到传热表面装置9。在图4中示出了对所述温度传感器14进行布置的两种用一条虚线相互分隔开的可行方案。所述温度传感器14在左侧相对于传热表面装置9具有一定的小间距，而在右侧则与传热表面装置9接触。这两种实施方式都可以使温度传感器也受到初级侧温度的影响。
如从图1中可看到的那样，所述入口接头3、出口接头4、流入接头6和回流接头7构成一个矩形的四个顶点，并且所述温度传感器14设置在该矩形中。也可看出，该矩形有短边和长边。其中，短边例如由入口接头3限定和由回流接头7限定。所述温度传感器14设置成比靠近在回流接头7和出口接头4之间的长边更靠近所述在回流接头7和入口接头3之间的短边。与之相应地，虽然所述温度传感器14主要受到回流接头7中的温度影响，但其也受到流入入口接头3中的载热流体的温度影响。所述初级侧流动路径5的一部分5a在图中被示出紧邻温度传感器14地经过。与之相应地，所述温度传感器14在一定程度上由于传热也受到初级侧流体的温度影响。热辐射在此只起到次要的作用。
所述温度传感器14设计成电子传感器，最简单的情形是一种PTC电阻。它的电阻值随温度发生变化。当然也可以采用半导体传感器，它的电流/电压特性随温度发生改变。
由温度传感器14测得的温度由控制装置13来分析，该控制装置根据所述温度控制在出口接头4处的阀12。
所述温度传感器14不需要很多位置，这样，即便在采用这样一种温度传感器14的情况下也不必明显地增大换热器1的尺寸。所述温度传感器14不被回流接头7遮蔽。也可优选将温度传感器14设置成与回流接头7和出口接头4之间的连接线成一个45℃至90℃的夹角，或者与回流接头7和入口接头3之间的连接线成一个0℃至45℃的夹角。对夹角的选择同时也确定了初级侧温度对于控制所述阀12有多大的影响。
图2表示换热器1的一种变型实施形式。与图1中所示相同和相应的元件用相同的附图标记来表示。
与图1所示设计不同的是，所述温度传感器14现在不再设计成电子传感器，而是温度位移传感器。因此，它含有容积随温度改变的充填物。该温度传感器14通过一毛细导管16与阀12连接。
但除此之外，所述温度传感器14的布置情况与图1中所示完全一样。
另一不同点在于，所述入口接头3和出口接头4设置在所述外壳2的同一侧。次级流动路径8的流入接头6和回流接头7则设置在相对侧。
对比图3A和3B可看出，图3A中示出的在对温度变化产生反应之前流逝的正常滞后时间Td缩减到接近零(图3B)。这其中的原因在于，所述温度传感器14直接位于次级侧的流体流中，而没有与较大质量接触。当设置该温度传感器14(当然也可以是多个温度传感器)时，可更快地对温度变化发生响应，并且视其距初级侧的距离，可将初级侧温度的影响一并囊括考虑进到所述调节中。
在所述连接区域有更大的金属质量和流体质量。此处的温度只能缓慢地平衡。但当温度传感器14与接头配件区域有距离时，则不需要初级侧的温度来加热该缓冲区。
Claims (7)
1.一种换热器，它有设置在入口接头和出口接头之间的初级侧流动路径和设置在流入接头和回流接头之间的次级侧流动路径，有在所述初级侧流动路径和次级侧流动路径之间的传热表面装置，以及温度传感器，其特征在于，该温度传感器设置成在所述次级侧流动路径中的回流接头(7)处与所述传热表面装置(9)接触或距离所述传热表面装置(9)一个小距离。
2.按照权利要求1所述的换热器，其特征在于，所述入口接头(3)、出口接头(4)、流入接头(6)和回流接头(7)构成一个四边形的四个顶点，并且所述温度传感器(14)设置在该四边形中。
3.按照权利要求2所述的换热器，其特征在于，所述初级侧流动路径(5)和所述次级侧流动路径(8)具有相反的流动方向。
4.按照权利要求3所述的换热器，其特征在于，所述四边形从所述回流接头(7)出发有一较长的边和一较短的边，其中，所述入口接头(3)限定所述较短边的长度，所述温度传感器(14)设置成比靠近所述较长边更靠近所述较短边。
5.按照权利要求1至4中任一项所述的换热器，其特征在于，所述温度传感器(14)与所述回流接头(7)的壁不传热地连接。
6.按照权利要求1至4中任一项所述的换热器，其特征在于，所述温度传感器(14)设计成电子传感器。
7.按照权利要求1至4中任一项所述的换热器，其特征在于，所述温度传感器(14)设置在所述换热器(1)的外壳(2)中的钻孔(15)内。
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