CN206669866U - 热交换控制系统及加热装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种热交换控制系统及加热装置。热交换系统包括热源模块、输送模块、回流模块、热交换模块和控制模块；其中，所述热源模块分别通过所述输送模块和所述回流模块连接所述热交换模块；所述热源模块中的第一介质通过所述输送模块进入所述热交换模块，从而所述第一介质通过与所述热交换模块的热交换而将所述热源模块的热量传递给所述热交换模块，并且所述第一介质在冷却后通过所述回流模块回流到所述热源模块；所述控制模块检测所述热交换模块的当前温度，并在所述当前温度低于预设温度时，增大所述回流模块中所述第一介质的流量。采用本实用新型的热交换系统，可以根据检测温度有效调整热交换模块的温度，改善加热效果。

Description

热交换控制系统及加热装置

技术领域

本实用新型涉及供暖领域，特别是一种热交换控制系统及加热装置。

背景技术

近年来，世界能源形势日趋紧张，各种节能减排技术受到广泛关注。节能减排业已成为降低能源消耗的当务之急。供暖导致的能源消耗占据较大比重，因此该领域也将成为节能减排的重点。

在供暖领域，热交换控制系统例如可以利用峰、谷、平的电价差，在夜间低谷电时段通过电能将其蓄能介质加热，例如至600℃左右，从而使低谷时段的电能转化为热能，并储存在蓄能介质中。在其它需要热量的时段，热交换控制系统可以将储存在蓄能介质中的热能再次释放出来，从而实现能源的充分利用。

现有的热交换控制系统不能根据温度变化调节其热量释放，因此，常常会造成室内过冷或者过热，并且也可能导致能源的浪费。

实用新型内容

鉴于上述情况，本实用新型的一个方面提供了一种热交换控制系统，包括热源模块、输送模块、回流模块、热交换模块和控制模块；其中，所述热源模块分别通过所述输送模块和所述回流模块连接所述热交换模块；所述热源模块中的第一介质通过所述输送模块进入所述热交换模块，从而所述第一介质通过与所述热交换模块的热交换而将所述热源模块的热量传递给所述热交换模块，并且所述第一介质在冷却后通过所述回流模块回流到所述热源模块；所述控制模块检测所述热交换模块的当前温度，并在所述当前温度低于预设温度时，增大所述回流模块中所述第一介质的流量。

在一个实施例中，所述控制模块在所述当前温度高于预设温度时减小所述回流模块中所述第一介质的流量。

在一个实施例中，所述回流模块包括供所述第一介质回流的第一流道和第二流道；其中，所述第一流道中所述第一介质的最大流量大于所述第二流道中所述第一介质的最大流量；所述控制模块中所述热交换模块的预设温度在T1至T2的范围内；所述控制模块在所述当前温度小于T1时打开所述第一流道，从而所述第一介质通过所述第一流道回流至所述热源模块，所述控制模块在所述当前温度大于T1小于T2时打开所述第二流道，并关闭所述第一流道，从而所述第一介质通过所述第二流道回流至所述热源模块。

在一个实施例中，所述控制模块在所述当前温度大于T2时关闭所述第一流道和所述第二流道。

在一个实施例中，所述第一流道的两端和所述第二流道的两端分别连接所述热源模块和所述热交换模块。

在一个实施例中，所述第一流道的横截面面积大于所述第二流道的横截面面积。

在一个实施例中，所述第一流道至少包括第一电磁阀，所述第二流道为所述第一流道的旁路回路，所述旁路回路设置在所述第一电磁阀的下游，所述旁路回路设置第二电磁阀，所述第一流道的被所述旁路回路分流的部分设置第三电磁阀。

在一个实施例中，所述旁路回路为毛细管。

在一个实施例中，所述回流模块包括用于所述第一介质回流的流道，所述流道设置开度可变的电磁阀。

在一个实施例中，所述控制模块中所述热交换模块的预设温度在T1-T2的范围内,所述热交换模块的当前温度为T0；所述控制模块在T1-T0大于1时将所述电磁阀打开至全开状态，并且在T1-T0小于1时将所述电磁阀打开至半开状态；当T0处于T1和T2之间时，所述控制模块在T2-T0大于1时，将所述电磁阀打开至1/3开度，并且在T2-T0小于1时，将所述电磁阀打开至1/4开度。

本实用新型的另一个方面提供了一种包括上述热交换控制系统的加热装置。

采用本实用新型的热交换系统，可以根据温度有效调节热量输出，提高了热交换系统的适应性，具有较好的应用前景。

附图说明

从下面结合附图对本实用新型实施例的详细描述中，本实用新型的这些和/或其它方面和优点将变得更加清楚并更容易理解，其中：

图1为本实用新型一实施例的热交换控制系统组成图；

图2为本实用新型一实施例的的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

实施例中所用的第一、第二等只是为了区分，并不代表任何重要性。

参照图1，本实用新型的一实施例提供了一种热交换控制系统。该热交换控制系统包括热源模块1、热交换模块2、控制模块3、输送模块4和回流模块5。热源模块1分别通过输送模块4和回流模块5连接热交换模块2。热源模块1中可以设置第一介质，第一介质可以为液体或气体，或者第一介质也可以是在低温冷却后转变为液体，而在高温加热后蒸发为气态的介质。优选地，第一介质在室温状态(例如5-30℃)下为液体，在高温加热后(例如80-100℃)蒸发为气体。例如，第一介质具体可以为水。第一介质通过输送模块进入热交换模块，从而第一介质通过与热交换模块2的热交换而将热源模块1的热量传递给热交换模块2，并且第一介质在冷却后通过回流模块5回流到热源模块1。控制模块3检测热交换模块2的当前温度(例如，检测热交换模块中的散热部分的温度)，并在当前温度低于预设温度时，增大回流模块5中所述第一介质的流量，或者控制模块3在当前温度高于预设温度时减小回流模块5中第一介质的流量。采用该热交换控制系统，可以根据温度调整热源模块的热释放，从而达到调节温度或节省能源消耗的目的。

需要说明的是，上述热源模块1用于存储热量，例如可以是固体蓄能介质或液体蓄能介质。输送模块4例如可以是输送管路，具体可以是一条或多条管路。该一条或多条管路例如可以与热交换模块1中的管路入口连接。从而在热源模块1开始工作时，将上述第一介质加热，并通过输送模块4的管路将第一介质传输到热交换模块2中的管路。随后，受热的第一介质在热交换模块2中的管路内流动，并将热传递到热交换模块2的散热片，例如翅片型散热器的翅片上，从而将翅片散热器的翅片附近的空气加热。

在一个具体的实施例中，上述第一介质在常温下是液体。在加热时，第一介质也可以变成热蒸汽。这些热蒸汽可以沿输送模块4的管路进入热交换模块2的管路，并在将热量传递给热交换模块2后，再次冷却为液体，并回流到热源模块1。尽管在本实用新型的一些实施例中，第一介质的状态发生了变化，例如在被加热后已经从液态转变为气态，但本实用新型的这些实施例均称其为第一介质。

在该实施例中，具体地，热交换模块1的管路为集液管。热交换模块2还包括翅片散热器。热源模块1设置毛细管，毛细管外为蓄热部分，毛细管的外侧例如接触蓄热部分。从而液体在穿过毛细管路时，被蓄热部分加热而蒸发称为蒸汽，带走蓄热部分的热量。该热交换系统的工作过程可以是：经冷却成为液体的介质从集液管流入回流模块5的管路，并通过回流模块5的管路进入热源模块1模块的毛细管。在此过程中，液态介质与毛细管外的蓄热部分进行热交换。即液态介质从下口进入热源模块1的毛细管，并且逐渐被加热蒸发为气态介质。液体从液态转变为气态的过程为吸热过程，即液态介质通过蒸发为气态介质带走蓄热部分的热量。气态介质经过输送模块4，如输送管路，进入热交换模块2的集液管。介质在流过集液管的同时完成与翅片换热器的热交换，从而加热翅片散热器的外部空气。受热源模块1加热而转变为气态的介质在冷凝(例如与翅片换热器热交换)后重新转变为液体，并经集液管和回流管路返回热源模块1。在此过程中，翅片换热器外部被加热的空气例如可以进入室内，从而达到取暖目的。

当然，第一介质在经热源模块加热后也可以为液气混合态，本实用新型对此不作限制。

控制模块3可以包括温度传感器，该温度传感器用于测量热交换模块2的散热部分的温度，例如翅片散热片的温度。控制模块3例如可以包括单片机，单片机例如可以设定热交换模块2散热部分的温度值，即设定预设温度值，并且单片机能够接收温度传感器传输的温度信号。从而控制模块3可以在检测的热交换模块2温度低于预设温度时，增大上述第一介质的回流量。此时，由于第一介质的回流量增大，从而大量经过与热交换模块2热交换后冷却的介质重新回流至热源模块，并经加热后可以再次加热热交换模块2，即可以有效提高热交换模块2散热部分的温度。该过程例如可以连续进行，即温度传感器不断(或设置为间隔固定时间，例如1-5分钟)向单片机反馈当前温度信号，并在当前温度到达预设温度时，及时增大第一介质的回流量。在控制模块3减小(可以包括使第一介质的回流为零)第一介质回流量的情况下，大量经冷却的介质例如可以积聚在回流模块处，例如也可能积聚在热交换模块中管路的下游位置。减小经冷却的介质的回流量实现热交换模块2的保温或降低热交换模块2的温度例如可以基于以下原因：一方面，经冷却的介质无法回到热源模块1，以致没有足够的加热介质加热热交换模块2；另一方面，积聚在热交换模块2的管路下游的冷却液也起到降低热交换模块2温度的作用。通过减小热交换介质的回流量，可以有效保持或降低热交换模块的温度。

参考图2，在本实用新型一实施例中，回流模块4包括供第一介质回流的第一流道51和第二流道52。第一流道51中第一介质的流量大于第二流道52中第一介质的最大流量，例如第一流道51的横截面面积大于第二流道52的横截面面积。控制模块3中将热交换模块2的预设温度在T1至T2(例如预设温度在16-25℃)的范围内。控制模块3在当前温度小于T1时打开第一流道51，从而第一介质通过第一流道51回流至热源模块1，控制模块3在当前温度大于T1小于T2时打开第二流道52，并关闭第一流道51，从而第一介质通过第二流道52回流至热源模块1。

本领域技术人员可知，在本实施例中，当前温度小于T1时，控制模块3也可以同时打开第二流道52，从而在有足够回流介质的情况下，进一步提高回流量，增大热交换模块2的升温速度。同时，在当前温度大于T1小于T2时，关闭第一流道51，打开第二流道52，即使冷却介质经回流量较小的第二流道52回流，从而使热交换模块2的温度稳定在T1与T2之间。例如第二流道52的最大流量可以为第一流道51的1/2-1/3之间，以进一步提高热交换模块2的保温效果。进一步地，例如，在当前温度大于T2时。控制模块3可以同时关闭第一流道51和第二流道52，以使热交换模块2的散热部分温度尽快降低到T1和T2之间。

在该实施例中，打开第一流道51还可以包括，控制模块3检测第一流道51的状态，如果第一流道51处于打开状态，则控制模块3不执行任何操作；如果第一流道51处于关闭状态，则控制模块3可以向执行机构(例如可以是设置于第一流道的电磁阀)发送打开信号，从而电磁阀打开，以使第一介质通过第一流道51。第一流道51的状态例如可以通过在电磁阀上设置的位置传感器实现，从而位置传感器可以向例如单片机传递关于电磁阀的状态信号。具体地，位置传感器可以设置在电磁阀的阀瓣，即用于打开和关闭电磁阀出口的部件上，或者电磁阀打开时，阀瓣不接触位置传感器，而电磁阀阀瓣关闭时，阀瓣接触位置传感器。也就是说传感器没有信号传递给单片机时，说明电磁阀处于打开状态。反之，电磁阀处于关闭位置。这里的打开和关闭是相对于液体是否能通过电磁阀而言，液体能通过电磁阀时，电磁阀即处于打开状态，不能通过时，电磁阀即处于关闭状态。同样地，第一流道51和第二流道52的打开和关闭均可以按检测状态及发送信号的方式实现，在此不再赘述。

在上述实施例中，第一流道51的两端和第二流道52的两端可以分别连接热源模块1和热交换模块2。即第一介质从热交换模块2冷却后，可以分别从第一流道51和/或第二流道52回流到热源模块。例如，第一流道51的一端连接热交换模块2中管路的出口，另一端连接热源模块1的进口。例如，第二流道52的一端连接热交换模块2中管路的另一出口，另一端连接热源模块1的另一进口。也即第一流道51和第二流道52彼此不重合，从而独立地调整介质流量，以进一步提高介质流量的调整精度。

继续参照图2，在本实用新型另一个实施例中，第一流道51可以设置第一电磁阀53，第二流道52可以为第一流道51的旁路回路。旁路回路可以设置在第一电磁阀53的下游，并且旁路回路设置第二电磁阀(图中未示意)，同时主回路被旁路回路分流的部分设置第三电磁阀54。也就是说，第一电磁阀54控制主回路。当第一电磁阀54关闭时，介质无法回流到热源模块1。在第一电磁阀53和第二电磁阀都打开并且第三电磁阀54关闭时，介质可以同通过旁路回路回流到热源模块1。在第一电磁阀53和第三电磁阀54打开，第二电磁阀关闭时，介质可以通过主回路回流到热源模块1。例如，所述旁路回路为毛细管。通过旁路回路与主回路的配合，可以有效调节被冷却介质的回流量。

在本实用新型另一实施例中，回流模块5可以包括用于第一介质回流的流道，该流道例如可以设置开度可变的电磁阀。即控制模块3根据检测的当前温度与预设温度的差距，调整电磁阀的开度。从而既可以简化热交换控制系统的结构，也可以提高温度控制精度。

以下以一个具体的例子对此进行说明。

在该实施例中，假定控制模块3中热交换模块的预设温度在T1-T2的范围内,热交换模块2的当前温度为T0。如果T0小于T1，控制模块3在T1-T0大于1时可以将电磁阀打开至全开状态，并且在T1-T0小于1时将所述电磁阀打开至半开状态。当T0处于T1和T2之间时，控制模块3在T2-T0大于1时，将电磁阀打开至1/3开度，并且在T2-T0小于1时，将电磁阀打开至1/4开度。通过该实施例可知，采用开度可变的电磁阀的热交换控制系统可以进一步提高热交换模块2的温度控制精度，并能使热交换模块2的温度尽快达到预设温度，并且能够提高热交换控制系统的换热效率。

需要说明的是，上述当前温度与预设温度的差别以及由此针对电磁阀开度大小的控制，可以根据实际应用调整，不限于上述描述，因此不得对此做限制解释。

以上实施例可以彼此组合，并具有相应的效果。

本实用新型还提供了一种的加热装置，其包括上述任一实施例的热交换控制系统。应当了解，该加热装置具备与上述热交换控制系统相应的技术效果。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并不用于限制本实用新型，对于本领域技术人员而言，本实用新型可以有各种改动和变化。本实用新型的各个实施例在不违反逻辑的基础上均可相互组合。凡在本实用新型的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (11)

1.一种热交换控制系统，其特征在于，包括热源模块、输送模块、回流模块、热交换模块和控制模块；

其中，所述热源模块分别通过所述输送模块和所述回流模块连接所述热交换模块；

所述热源模块中的第一介质通过所述输送模块进入所述热交换模块，从而所述第一介质通过与所述热交换模块的热交换而将所述热源模块的热量传递给所述热交换模块，并且所述第一介质在冷却后通过所述回流模块回流到所述热源模块；

所述控制模块检测所述热交换模块的当前温度，并在所述当前温度低于预设温度时，增大所述回流模块中所述第一介质的流量。

2.根据权利要求1所述的热交换控制系统，其特征在于，所述控制模块在所述当前温度高于预设温度时减小所述回流模块中所述第一介质的流量。

3.根据权利要求1所述的热交换控制系统，其特征在于，所述回流模块包括供所述第一介质回流的第一流道和第二流道；其中，所述第一流道中所述第一介质的最大流量大于所述第二流道中所述第一介质的最大流量；

所述控制模块中所述热交换模块的预设温度在T1至T2的范围内；

所述控制模块在所述当前温度小于T1时打开所述第一流道，从而所述第一介质通过所述第一流道回流至所述热源模块，所述控制模块在所述当前温度大于T1小于T2时打开所述第二流道，并关闭所述第一流道，从而所述第一介质通过所述第二流道回流至所述热源模块。

4.根据权利要求3所述的热交换控制系统，其特征在于，所述控制模块在所述当前温度大于T2时关闭所述第一流道和所述第二流道。

5.根据权利要求4所述的热交换控制系统，其特征在于，所述第一流道的两端和所述第二流道的两端分别连接所述热源模块和所述热交换模块。

6.根据权利要求5所述的热交换控制系统，其特征在于，所述第一流道的横截面面积大于所述第二流道的横截面面积。

7.根据权利要求4所述的热交换控制系统，其特征在于，所述第一流道包括第一电磁阀，所述第二流道为所述第一流道的旁路回路，所述旁路回路设置在所述第一电磁阀的下游，并且所述旁路回路设置第二电磁阀，所述第一流道被所述旁路回路分流的部分设置第三电磁阀。

8.根据权利要求7所述的热交换控制系统，其特征在于，所述旁路回路为毛细管。

9.根据权利要求1所述的热交换控制系统，其特征在于，所述回流模块包括用于所述第一介质回流的流道，所述流道设置开度可变的电磁阀。

10.根据权利要求9所述的热交换控制系统，其特征在于，所述控制模块中所述热交换模块的预设温度在T1-T2的范围内,所述热交换模块的当前温度为T0；

所述控制模块在T1-T0大于1时将所述电磁阀打开至全开状态，并且在当T1-T0小于1时将所述电磁阀打开至半开状态；

当T0处于T1和T2之间时，所述控制模块在T2-T0大于1时，将所述电磁阀打开至1/3开度，并且在T2-T0小于1时，将所述电磁阀打开至1/4开度。

11.一种包括如权利要求1-10任意一项所述热交换控制系统的加热装置。