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Die vorliegende
Erfindung bezieht sich auf eine Wärmetauschanordnung zum
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Erwärmen von
Leitungswasser mittels eines Primärfluidums, umfassend einen
Plattenwärmetauscher,
der einen Plattenstapel aus Wärmetauschplatten
umfaßt,
die mit Durchgangslöchern
versehen sind, die Durchgangskanäle
im Plattenstapel bilden und zwischen denen Wärmetauschdurchgänge gebildet
sind, von denen einige einen Teil eines Satzes von Leitungswasserdurchgängen bilden,
die von Leitungswasser durchflossen werden, und andere einen Teil,
eines Satzes von Primärdurchgängen bilden,
die vom Primärfluidum
durchströmt
werden. Weiterhin umfaßt
die Wärmetauschanordnung
ein Ventil, das zur Steuerung einer Strömung des Primärfluidums durch
die Primärdurchgänge dient,
und einen länglichen
Temperatursensor zum Betätigen
des Ventils. In dem Plattenwärmetauscher
steht mindestens einer der Leitungswasserdurchgänge mit zwei ersten der Durchgangskanäle in Verbindung
und mindestens einer der Primärdurchgänge mit
zwei anderen der Durchgangskanäle.
Eine Einrichtung zur Beeinflussung der Strömung unterteilt einen der beiden ersten
Durchgangskanäle
in einen ersten und einen zweiten Teil und der Satz von Leitungswasserdurchgängen ist
in mindestens zwei in Reihe miteinander verbundene Gruppen unterteilt,
wobei die Leitungswasserdurchgänge
in diesen Gruppen parallel miteinander verbunden sind.
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Die
vorliegende Erfindung umfasst weiterhin ein Verfahren zur Steuerung
einer Strömung
eines Primärfluidums
durch eine Wärmetauscheranordnung
zum Erwärmen
von Leitungswasser mittels eines Primärfluidums, umfassend einen
Plattenwärmetauscher
und ein Ventil entsprechend der vorliegenden Beschreibung und mindestens
einen Temperatursensor zum Betätigen
des Ventils.
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Eine
Wärmetauscheranordnung
dieser Art, wie sie z. B. in der
EP-B-0 608 195 offenbart
ist, kann einen Teil einer Einheit zum Erwärmen von Leitungswasser in
einem Haus, alternativ in einer Wohnung, bilden. Das Primärfluidum,
mittels dessen das Leitungswasser erwärmt wird, kann z. B. aus öffentlichem
Heizwasser oder Wasser bestehen, das in einem zentralen Öl- oder
Gaswärmer
erwärmt
worden ist. Wird im folgenden Leitungswasser erwähnt, bedeutet das Leitungswasser,
das erwärmt
ist oder in der Wärmetauscheranordnung
erwärmt
worden ist. Weiterhin ist mit dem Ausdruck Zapfen das Zapfen von
Leitungswasser gemeint, das in der Wärmetauscheranordnung erwärmt worden
ist.
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Das
genannte Ventil dient zur Steuerung einer Strömung des Primärfluidums
durch die Primärdurchgänge im Plattenwärmetauscher
in Abhängigkeit
von der tatsächlichen
Temperatur des Leitungswassers. Der längliche Temperatursensor, der
die Temperatur des Leitungswasser erfasst, kann mit einer Substanz
gefüllt
sein, die eine Druckänderung
innerhalb des Temperatursensors in Abhängigkeit von der Temperatur
erzeugt, der sie ausgesetzt ist. Der Temperatursensor ist in einem
solchen Fall mit dem Ventil durch ein dünnes, sogenanntes Kapillarrohr verbunden,
durch das Druckänderungen
innerhalb des Temperatursensors an das Ventil übertragen werden, was wiederum
die Strömung
des Primärfluidums
durch die Wärmetauscheranordnung
beeinflusst.
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Das
Ventil kann von einer Art sein, die zwischen zwei unterschiedlichen
Startpunkten anpassbar ist, eine für jeden der beiden Betriebsfälle für die Wärmetauscheranordnung,
und die von jedem dieser beiden Startpunkte anpassbar ist. Mit Startpunkt
ist hier eine Einstellung zum Erzielen einer bestimmten Leitungswassertemperatur
unter bestimmten vorbestimmten Betriebsbedingungen gemeint, wie
etwa ein bestimmter Druck und eine bestimmte Temperatur des Primärfluidums.
Ein Betriebsfall dient dem Zapfen und der andere Betriebsfall dient
dem Unterbrechen des Zapfens, wobei im letzteren Fall das stationäre Leitungswasser
im Plattenwärmetauscher
bei einer bestimmten gewünschten
Temperatur gehalten werden soll. Das Ventil soll die Strömung des
Primärfluidums
in Abhängigkeit
einer tatsächlichen
Leitungswassertemperatur steuern.
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Bisher
waren in Wärmetauscheranordnungen
der beschriebenen Art verwendete Ventile relativ teuer und es ist
daher wünschenswert,
einfachere und kostengünstigere
Ventile zu verwenden. Dementsprechend ist es wünschenswert, daß eine Steuerung
eines Ventils in beiden oben erwähnten
Betriebsfällen
von ein und demselben Startpunkt für das Ventil möglich ist.
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Damit
ein solches einfacheres Ventil verwendet und eine gute Steuerung
des Primärfluidums
erreicht werden kann, ist es nötig,
daß der
Temperatursensor schnell betätigt
wird, wenn sich der Betriebsfall für die Wärmetauscheranordnung geändert hat. Der
Temperatursensor dient, wie erwähnt,
zum Erfassen der Leitungswassertemperatur und erfasst daher schnell
geänderte
Betriebsbedingungen zum Zapfen. Der Temperatursensor kann jedoch
so angeordnet sein, daß er
die Wassertemperatur im Plattenwärmetauscher
nicht mit hinreichender Genauigkeit erfassen kann, wenn das Zapfen
gerade beendet ist oder auch beim Unterbrechen des Zapfens. Ist
der Temperatursensor an einem ungeeigneten Ort in der Wärmetauscheranordnung
angeordnet, kann die Strömung
des Primärfluidums
nicht hinreichend schnell durch das Ventil gesteuert werden, wobei
das stationäre
Leitungswasser in der Wärmetauscheranordnung
auf eine Temperatur erwärmt
werden kann, die nahe bei derjenigen des Primärfluidums liegt. Öffentliches
Heizwasser kann z. B. eine Temperatur von 65 bis 90°C haben.
Dabei geht ein großer
Teil der Wärmeenergie
im Primärfluidum
verloren. Setzt das Zapfen wieder ein, besteht das große Risiko,
daß das Wasser
anfängt,
zu kochen, und wenn das Leitungswasser Kalk enthält, können sich Kalkreste an den Wärmetauscherplatten
absetzen.
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Es
ist vorgeschlagen worden, daß ein
Temperatursensor sowohl vom Leitungswasser als auch von dem Primärfluidum
betätigt
werden soll, wobei die oben erwähnten
Probleme vermieden werden können.
Z. B. beschreiben sowohl die dänische
Patentanmeldung
88 03153 als auch die dänische Patentschrift
DK
171 519 B1 einen separaten Wärmetauscher, der dazu dient,
einen länglichen
Temperatursensor zu betätigen.
Die Verwendung eines separaten Wärmetauschers
zum Betätigen
des Temperatursensors ist jedoch sowohl raum- als auch kostenaufwendig.
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EP 608 195 B1 beschreibt
einen Plattenwärmetauscher
in einer Wärmetauscheranordnung
der oben beschriebenen Art. Die Wärmetauschdurchgänge im Plattenwärmetauscher
sind in zwei Gruppen unterteilt, wobei eine Gruppe der Wärmetauscherdurchgänge von
Wasser und öffentlichem
Wasser in einer so genannten Diagonalströmung durchflossen wird und
die zweite Gruppe von Wärmetauscherdurchgängen in
einer so genannten Parallelströmung.
Weiterhin ist eine Strömungsbetätigungseinrichtung
in der Form einer speziellen Platte vorgesehen, die zwischen den
Gruppen vorgesehen ist. Die Platte unterteilt einen ersten Durchgangskanal
in zwei Teile und ist mit einem Rohr versehen, das sich durch einen
der Durchgangskanalteile erstreckt. Ein erster Teil des ersten Durchgangskanals
wird von Leitungswasser durchströmt
und ein zweiter Teil desselben wird von öffentlichem Wasser durchströmt. Im ersten
Durchgangskanalteil und im Rohr erstreckt sich ein Temperatursensor
zum gleichzeitigen Erfassen der Temperatur des Leitungswassers und
des öffentlichen
Wassers.
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In
einem Plattenwärmetauscher
nach der
EP 608 195
B1 müssen
drei unterschiedliche Arten von Wärmetauscherplatten verwendet
werden, um eine Diagonalströmung
und eine Parallelströmung
zu erreichen. Das ist von Nachteil im Hinblick auf die Kosten. Weiterhin
muss das Rohr mit der speziellen Platte zwischen den Gruppen in
einer flüssigkeitsdichten Weise
verbunden sein, so daß sich
Leitungswasser und öffentliches
Wärmewasser
in den jeweiligen Teilen des ersten Durchgangskanals nicht mischen
können.
Das impliziert wiederum zusätzliche
Kosten bei der Herstellung des Plattenwärmetauschers.
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Es
ist das Ziel der Erfindung, das oben erwähnte Problem einer schlechten
Steuerung des Leitungswassers in einer Wärmetauscheranordnung der ein gangs
erwähnten
Art zu lösen
und Probleme zu vermeiden, die im Hinblick auf eine Verbindung zwischen
einem Rohr und einer Platte in einem Plattenwärmetauscher nach der
EP 608195 B1 auftauchen.
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Dieses
Ziel kann nach der vorliegenden Erfindung dadurch erreicht werden,
daß die
Leitungswasserdurchgänge
in beiden Gruppen mit den ersten beiden Durchgangskanälen in Verbindung
stehen, daß die
Einrichtung zur Beeinflussung der Strömung mit einer Öffnung versehen
ist und daß der
Temperatursensor sich durch die Öffnung
auf eine solche Weise erstreckt, daß er sich sowohl im ersten
als auch im zweiten Teil der Durchgangskanäle befindet und die Öffnung im
wesentlichen schließt.
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Nach
der Erfindung erstreckt sich der Temperatursensor in einen Durchgangskanal,
der nur vom Leitungswasser durchströmt wird. Es ist daher nicht
notwendig, daß er
vollständig
dicht um den Temperatursensor in der Öffnung in der Einrichtung zur
Beeinflussung der Strömung
ist. Der Temperatursensor ist in dieser Anordnung so ausgestaltet,
daß er
ein Signal abgibt, das sowohl auf eine Temperatur des Leitungswassers
im ersten Teil des Durchgangskanals als auch auf eine Temperatur
des Leitungswassers im zweiten Teil des Durchgangskanals bezogen
ist. Eine solche, sogenannte repräsentative Temperatur ist niedriger
als die Auslasstemperatur des Leitungswassers, was bedeutet, daß, wenn
das Zapfen unterbrochen wird, das Ventil die Strömung des Primärfluidums
schneller schließt,
als wenn der Temperatursensor so ausgestaltet wäre, daß er die Auslasstemperatur
des Leitungswassers erfasst.
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Bei
Unterbrechungen im Zapfen wird das stationäre Leitungswasser im Durchgangskanal
um den Temperatursensor herum durch das Primärfluidum in den Primärdurchgängen erwärmt, wenn
der Temperatursensor betätigt
wird. In solchen Fällen
ist die vorliegende Erfindung von Vorteil, da die Strömung des
Primärfluidums
sehr gering gehalten werden kann, was zu einer ökonomischen Energieausbeute
führt.
Weiterhin kann die Temperatur im Plattenwärmetauscher auf einem niedrigen
Pegel gehalten werden, bei dem sich kein Kalk an den Wärmetauscherplatten
absetzt, und von dem aus das Leitungswasser leicht auf eine gewünschte Auslasstemperatur
erwärmt
werden kann, wenn das Zapfen einsetzt.
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In
einer bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung unterteilt eine weitere Einrichtung zur Beeinflussung
der Strömung
einen zweiten der beiden ersten Durchgangskanäle in zwei Teile, wobei der Satz
von Leitungswasserdurchgängen
in drei Gruppen unterteilt wird, die in Reihe miteinander verbunden
sind. Vorteilhafterweise wird der erste Teil des ersten Durchgangskanals
vom Leitungswasser durchströmt,
das schon mindestens eine der Gruppen der Leitungswasserdurchgänge passiert
hat, die in Reihe miteinander verbunden sind.
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Im
Gegensatz zur ersten erwähnten
Ausführungsform,
bei der der erste Teil des einen Durchgangskanals von nicht erwärmtem Leitungswasser durchströmt wird,
wird der eine Durchgangskanal in seinem ersten Teil von Leitungswasser
mit einer Temperatur durchströmt,
die höher
ist als die Einlasstemperatur des Leitungswassers in der zweiten
erwähnten
Ausführungsform.
Die so genannte repräsentative
Temperatur ist damit höher
als in der ersten erwähnten
Ausführungsform,
was unter anderem von Vorteil für
die Genauigkeit der Steuerung des Ventils und das Einstellen des
Startpunktes des Ventils ist.
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Nach
zwei weiteren Ausführungsformen
der Erfindung wird auch der Satz von primären Durchgängen in zwei, alternativ drei,
Gruppen unterteilt, die in Reihe miteinander verbunden sind.
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Sind
die Wärmetauscherplatten
im Plattenwärmetauscher
hauptsächlich
rechtwinklig und befinden sich die Durchgangslöcher in den Eckteilen der Wärmetauscherplatten,
wobei die Durchgangslöcher, die
die ersten beiden Durchgangskanäle
bilden, an derselben Seite der jeweiligen Wärmetauscherplatten angeordnet
sind, werden alle Wärmetauscherdurchgänge im Plattenwärmetauscher
in einer so genannten Parallelströmung durchströmt. Ein
solcher Plattenwärmetauscher
kann aus Wärmetauscherplatten
einer einzigen Art hergestellt werden, was im Hinblick auf die Kosten
von Vorteil ist. Alternativ können
die Durchgangslöcher,
die die beiden ersten Durchgangskanäle bilden, in den diagonal
gegenüberliegenden
Eckteilen der jeweiligen Wärmetauscherplatten
angeordnet sein, wobei alle Wärmetauscherdurchgänge im Plattenwärmetauscher
in der so genannten Diagonalströmung
durchströmt
werden. Ein solcher Plattenwärmetauscher
kann aus nur zwei Arten von Wärmetauscherplatten
hergestellt werden.
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Das
Verfahren nach der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß die Temperatur
des Leitungswassers an mindestens zwei unterschiedlichen Stellen
im Plattenwärmetauscher
durch einen oder mehrere Temperatursensoren erfasst wird und daß die Strömung des
Primärfluidums
durch die Primärdurchgänge durch
das Ventil auf der Grundlage der erfassten Temperaturwerte des Leitungswassers
gesteuert wird. Indem die Temperatur des Leitungswassers an zwei
verschiedenen Stellen im Plattenwärmetauscher erfasst wird, können un terschiedliche Werte
der Temperatur des Leitungswassers zum Betätigen des Ventils herangezogen
werden.
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Nach
dem Verfahren können
ein, zwei oder mehrere Temperatursensoren zum Erfassen der Leitungswassertemperatur
verwendet werden, wie es oben erwähnt wurde. Wird nur ein Temperatursensor verwendet,
ist er vorzugsweise von der erwähnten länglichen
Art. Werden mehrere Temperatursensoren verwendet, können diese
aus elektrischen Temperatursensoren, wie Thermistoren oder Thermoelementen
bestehen, z. B. von der Art, bei der der Widerstand sich in Abhängigkeit
von der Temperatur ändert,
der sie unterworfen werden. Diese elektrischen Sensoren können an
einer oder beiden Seiten der Einrichtung zur Beeinflussung der Strömung angeordnet
sein.
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In
einer Wärmetauscheranordnung,
die einen Plattenwärmetauscher
umfasst, in dem die Leitungswasserdurchgänge in beiden Gruppen mit den beiden
ersten Durchgangskanälen
in Verbindung stehen, kann die Temperatur des Leitungswassers im ersten
und zweiten Teil des einen der beiden ersten Durchgangskanäle erfasst
werden. Dies ist auch mit einem einzigen vorzugsweise länglichen
Temperatursensor möglich.
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Werden
zwei oder mehrere separate Temperatursensoren verwendet, kann die
Leitungswassertemperatur wenigstens in einem der Leitungswasserdurchgänge oder
in einem Durchgangskanal erfasst werden, der nicht mit dem einen
der beiden ersten Durchgangskanäle
ausgerichtet ist. Vorteilhafterweise kann die Temperatur des Leitungswassers
erfasst werden, nachdem es mindestens teilweise durch wenigstens
eine der Gruppen der in Reihe miteinander verbundenen Leitungswasserdurchgänge geströmt ist.
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Die
Erfindung wird weiter unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen
beschrieben, wobei 1 eine
Einheit zum Erwärmen
von Leitungswasser zeigt, umfassend eine Wärmetauscheranordnung nach einer
Ausführungsform
der Erfindung, und 2 bis 4 schematisch zwei unterschiedliche
Plattenwärmetauscher
für Wärmetauscheranordnungen nach
der Erfindung.
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1 zeigt eine Einheit 1 zum
Erwärmen von
Leitungswasser. Die Einheit 1 umfasst eine Wärmetauscheranordnung 2 mit
einem Plattenwärmetauscher 3 und
einem Ventil 4, das mit einem länglichen Temperatursensor über ein
Kapillarrohr 5 verbunden ist. In der Wärmetauscheranordnung 2 wird das
Leitungswasser von einem Primärfluidum
erwärmt,
wobei der tatsächliche
Wärmetausch
im Plattenwärmetauscher 3 stattfindet.
Der längliche
Temperatursensor wird z. B. mit Kohlendioxid gefüllt und auf eine solche Weise
innerhalb des Plattenwärmetauschers
angeordnet, daß er
auf eine repräsentative Leitungswassertemperatur
auf der Grundlage der Leitungswassertemperatur in unterschiedlichen
Teilen des Plattenwärmetauschers 3 reagiert.
Wird der Temperatursensor unterschiedlichen Temperaturen unterworfen, ändert sich
der Druck innerhalb des Temperatursensors, und diese Druckänderungen werden über das
Kapillarrohr an das Ventil 4 übertragen, das eine Strömung eines
Primärfluidums
durch den Plattenwärmetauscher 3 in
Gang setzt. In Abhängigkeit
von der repräsentativen
Temperatur des Leitungswassers, auf die der Temperatursensor reagiert,
erhöht
oder verringert des Ventil 4 die Strömung des Primärfluidums.
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Um
eine geeignete Auslasstemperatur des Leitungswassers während bestehender
Betriebsbedingungen, z. B. 55°C,
bei einer bestimmten Strömung
des Leitungswassers zu erhalten, ist das Ventil 4 mit einer
Einrichtung zur Anpassung seiner Startposition versehen. Eine bestimmte
Strömung
von Leitungswasser während
einer bestimmten Betriebsbedingung entspricht einer bestimmten Temperatur
des Leitungswassers, das den Plattenwärmetauscher verlässt. Die
Strömung
des Leitungswassers durch die Plattenwärmetauscheranordnung mit dem
Plattenwärmetauscher
wird vom Bedarf an den Zapfpunkten bestimmt, die die Einheit 1 mit
Wasser versorgt.
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In 2 und 3 ist eine mögliche Ausführungsform eines Plattenwärmetauschers 6 für eine Wärmetauscheranordnung
nach der Erfindung gezeigt. Der Plattenwärmetauscher 6 umfasst
einen Plattenstapel 7 von Wärmetauscherplatten 8,
die mit einem Druckmuster von Rillen und Graten versehen sind, sowie
zwei Endplatten 9, 10 und eine Einrichtung zum
Beeinflussen der Strömung
in der Form von Scheiben 11, 12. Jede Wärmetauscherplatte 8 ist rechtwinklig
und in ihren Eckteilen mit Durchgangslöchern 13, 14 versehen,
die die Durchgangskanäle
im Plattenstapel 7 bilden. Zwei der Durchgangskanäle 15, 16 sind
in 3 gezeigt. Genau
vor den beiden Durchgangskanälen 15, 16 befinden
sich Verbindungsflansche 17 bis 20 zur Verbindung
mit Rohren, die das Leitungswasser und das Primärfluidum zum Plattenwärmetauscher 6 hin
und von ihm weg führen, wenn
dieser ein Teil einer Wärmetauscheranordnung ist.
Zwischen den Wärmetauscherplatten 8 wird
ein Satz von Primärdurchgängen 21 und
ein Satz von Leitungswasserdurchgängen 22 gebildet,
die jeweils mit zwei der Durchgangskanäle in Verbindung stehen. Die
Primärdurchgänge 21 werden
vom Primärfluidum
durchströmt
und die Leitungswasserdurchgänge 22 werden
vom Leitungswasser durchströmt. Jeder
der Sätze
von Durchgängen 21 und 22 ist
in zwei miteinander verbundene Gruppen mittels der Scheiben 11, 12 unterteilt,
die an den Durchgangskanälen 15,16 angeordnet
sind. Innerhalb der Gruppen sind die Durchgänge 21 und 22 in
Reihe miteinander verbunden.
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Während des
Zapfens strömt
Primärfluidum in
den Plattenwärmetauscher 6 durch
den Verbindungsflansch 17 und einen ersten Teil des Durchgangskanals 15.
Das Primärfluidum
strömt
weiter durch die erste Gruppe von Primärdurchgängen 21 zu einem Teil 23 des
Plattenwärmetauschers 6,
der in 2 gezeigt ist.
Durch einen nicht gezeigten Durchgangskanal in diesem Teil 23 des
Wärmetauschers strömt das Primärfluidum 2 in
die zweite Gruppe von Primärdurchgängen 21 und
von dort durch einen zweiten Teil des Durchgangskanals 15 und
den Verbindungsflansch 18 aus dem Plattenwärmetauscher 6 heraus.
In entsprechender Weise strömt
das Leitungswasser in den Plattenwärmetauscher 6 durch den
Verbindungsflansch 19 durch einen ersten Teil des Durchgangskanals 16 in
die erste Gruppe von Leitungswasserdurchgängen 22. In einem
Teil 24 des Plattenwärmetauschers 6,
der in 2 gezeigt ist, strömt das Leitungswasser
durch einen nicht gezeigten Durchgangskanal weiter in die zweite
Gruppe von Leitungswasserdurchgängen 22 und
durch einen zweiten Teil des Durchgangskanals 16 und den
Verbindungsflansch 20 aus dem Plattenwärmetauscher 6 heraus.
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Die
Scheibe 12 ist mit einer Öffnung 25 versehen,
die einen Durchmesser hat, der einem Außendurchmesser eines Temperatursensors 26 entspricht,
der sich in dem Durchgangskanal 16 durch die Öffnung 25 erstreckt.
Der Temperatursensor 26 schließt im wesentlichen die Öffnung 25,
so daß die Scheibe 12 ihre
Funktion der Beeinflussung der Strömung beibehält. Eine geringe Leckage von
Leitungswasser durch die Öffnung 25 um
den Temperatursensor 26 herum kann akzeptabel sein, da
der Durchgangskanal 16 an beiden Seiten der Scheibe 12 mit Leitungswasser
befällt
ist.
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Beim
Zapfen ist das Leitungswasser im ersten Teil des Durchgangskanals 16 nicht
vom Primärfluidum
erwärmt
worden. Das Leitungswasser im zweiten Teil des Durchgangskanals 16 ist
durch alle Leitungswasserdurchgänge 22 geströmt und ist
auf die Auslasstemperatur des Leitungswassers erwärmt worden.
Während
des Zapfens erfasst der Sensor 26 dementsprechend zwei
unterschiedliche Temperaturen, das heißt die Einlass- und Auslasstemperatur des
Leitungswassers, und reagiert so auf eine sogenannte repräsentative
Temperatur. Eine solche repräsentative
Temperatur besteht nicht notwendigerweise aus einer mittleren Temperatur
zwischen der Einlass- und der Auslasstemperatur des Leitungswassers.
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Bei
Unterbrechungen des Zapfens kühlen das
stationäre
Leitungswasser und das Primärfluidum
im Plattenwärmetauscher 6 ab.
Das Absenken der Temperatur des Leitungswassers wird vom Temperatursensor 26 erfasst,
wobei das Ventil 4 in der Wärmetauscheranordnung geöffnet wird,
so daß das Primärfluidum
wiederum beginnt, durch die Primärdurchgänge 21 zu
strömen
und das stationäre
Leitungswasser in den Leitungswasserdurchgängen 22 zu erwärmen. Das
Primärfluidum,
das durch den Plattenwärmetauscher
strömt,
erwärmt
auch das stationäre
Leitungswasser im Durchgangskanal 16, bis die repräsentative
Temperatur so ist, daß der
Temperatursensor 26 das Ventil 4 schließt. Das
Leitungswasser im ersten Teil des Durchgangskanals 16 hat dabei
eine Temperatur, die höher
ist als die normale Einlasstemperatur des Leitungswassers, und das Leitungswasser
im zweiten Teil des Durchgangskanals 16 hat eine Tempe ratur,
die niedriger ist als die normale Auslasstemperatur des Leitungswassers während des
Zapfens.
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Statt
eines länglichen
Temperatursensors 26, wie er in 3 gezeigt ist, kann innerhalb des Rahmens
dieser Erfindung auch ein elektrischer Temperatursensor verwendet
werden. Solche Sensoren können
an einer Seite der Scheibe 25 oder an beiden Seiten derselben
verwendet werden. Werden elektrische Sensoren verwendet, ist natürlich keine Öffnung in
der Scheibe 25 vorgesehen.
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Es
ist möglich,
die Temperatur entweder an solchen ausgewählten Punkten zu erfassen oder eine
Anzahl von Sensoren im Leitungswasserdurchgang anzuordnen.
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4 zeigt schematisch die
Strömung
des Leitungswassers durch einen Plattenwärmetauscher 3 nach 1, umfassend mehrere gewöhnliche
Wärmetauscherplatten 27 und
zwei speziell gestaltete Wärmetauscherplatten 28, 29,
die dazu dienen, die Strömung
zu beeinflussen, indem sie weniger als vier Durchgangslöcher haben.
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Die
Wärmetauscherplatten 27 bis 29 und
die beiden Endplatten 30, 31 bilden einen Plattenstapel 32.
Die Wärmetauscherplatten 27 bis 29 stoßen aneinander
um die Durchgangslöcher
an, so daß ein Satz
von Leitungswasserdurchgängen 33 und
ein Satz von Primärdurchgängen 34 zwischen
den Wärmetauscherplatten 27 bis 29 gebildet
werden. Vier Durchgangskanäle 35 bis 38 erstrecken
sich in den Plattenstapel 32, von denen drei 35 bis 37 in 4 zu sehen sind.
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Eine
durchbrochene Linie 39 symbolisiert den Strömungsweg
des Leitungswassers durch den Plattenstapel 32. An der
Wärmetauscherplatte 28 wird
der Durchgangskanal 35 in zwei Teile unterteilt und an
der Wärmetauscherplatte 29 wird
der Durchgangskanal 36 in zwei Teile unterteilt, indem
die Wärmetauscherplatten 28 und 29 nicht
mit Durchgangslöchern
gerade vor den jeweiligen Durchgangskanälen 35 und 36 versehen
sind. Durch diese Unterteilung der Durchgangskanäle 35 und 36 werden
die Leitungswasserdurchgänge 33 in
drei Gruppen 40 von Leitungswasserdurchgängen unterteilt,
die miteinander in Reihe verbunden sind. Die Wärmetauscherplatte 29 und
eine benachbarte Wärmetauscherplatte
sind mit Öffnungen 41 versehen,
um die herum diese beiden Wärmetauscherplatten
dicht aneinander anliegen. Durch die Öffnungen 41 erstreckt sich
ein Temperatursensor in den Durchgangskanal 36, um im wesentlichen
die Öffnungen 41 zu
schließen.
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Eine
gepunktete Linie 42 zeigt die Strömungsrichtung des Primärfluidums
durch den Plattenstapel 32. Auch jeder dieser Durchgangskanäle 37 und 38 ist
in zwei Teile durch die Wärmetauscherplatten 28 und 29 unterteilt,
die keine Durchgangslöcher
gerade vor diesen beiden Durchgangskanälen haben. Dort werden ebenfalls
die Primärdurchgänge 34 in
drei Gruppen 43 unterteilt, die in Reihe miteinander verbunden
sind.
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Innerhalb
des Rahmens der folgenden Ansprüche
sind verschiedene Variationen der Erfindung möglich. Die Wärmetauscherdurchgänge für das Primärfluidum
müssen
nicht in dieselbe Anzahl von Gruppen unterteilt werden wie die Wärmetauscherdurchgänge für das Leitungswasser,
sondern können z.
B. Teil einer einzigen Gruppe sein, innerhalb derer alle Wärmetauscherdurchgänge parallel
miteinander verbunden sind. Die Anzahl der Wärmetauscher platten kann höher oder
geringer ausfallen als in 2 bis 4 dargestellt. Die Wärmetauscherplatten
können dauerhaft
miteinander an Anliegepunkten zwischen den Wärmetauscherplatten, z. B. durch
Schweißen, Löten oder
Kleben, verbunden sein. Alternativ können Stapel zwischen den Wärmetauscherplatten
angeordnet sein, wo diese zusammengehalten werden müssen, z.
B. mittels Bolzen und Muttern. In 4 ist zu
sehen, daß der
Temperatursensor in einem Durchgangskanal 36 angeordnet
sein kann, indem der Temperatursensor nur von erwärmten Leitungswasser
umgeben wird, das heißt
der Temperatursensor wird nicht von nicht erwärmten Leitungswasser umgeben.
Weiterhin muss der Temperatursensor nicht so angeordnet sein, daß er sich
an Seiten der Einrichtung zur Beeinflussung der Strömung gleich
lang erstreckt, sondern er kann sich länger in einem Teil des ersten
Durchgangskanals erstrecken als an einem anderen Teil desselben.
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In
Abhängigkeit
davon, wie die Wärmetauscherplatten
mit vier Durchgangslöchern
um die Durchgangslöcher
herum gepresst sind und wie die Wärmetauscherplatten mit weniger
als vier Durchgangslöchern,
die die Einrichtung zum Beeinflussen der Strömung darstellen, in den Teilen
gepresst sind, die einen Durchgangskanal in zwei Teile unterteilen, können zwei
Leitungswasserdurchgänge,
alternativ zwei Primärdurchgänge, im
Plattenwärmetauscher eng
beieinander an jeder Seite einer Wärmetauscherplatte angeordnet
sein, die eine Einrichtung zum Beeinflussen der Strömung bildet.
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Die
Wärmetauscherplatten
können
aus einer einzigen Platte geformt sein, können aber auch alternativ aus
einer Doppelplatte gebildet sein, so daß die Wärmetauscherplatte aus zwei
hauptsächlich
identischen Plattenelementen gebildet ist, die aneinander anliegen.
Solche Plattenelemente sind nur an be stimmten Stellen miteinander
verbunden, so daß zwischen
den Plattenelementen ein dünner
Zwischenraum gebildet wird, der mit der Umgebung des Plattenwärmetauschers
verbunden ist. Eine Leckage durch eines der Plattenelemente kann
außerhalb
des Plattenwärmetauschers
angezeigt werden, bevor beide Plattenelemente in einer Wärmetauscherplatte gebrochen
sind. Dadurch wird ein Vermischen von Leitungswasser und Primärfluidum
vermieden. Da der Plattenwärmetauscher
nach der Erfindung in seinem Wärmetauscherteil
nur aus Wärmetauscherplatten
gebildet sein kann, das heißt
ohne daß weitere Einrichtungen,
die zwischen dem Leitungswasser und dem Primärfluidum angeordnet sind, nötig sind, zeigt
die Erfindung große
Vorzüge
im Vergleich zum oben beschriebenen Stand der Technik. Z. B ist
es schwierig, einen Plattenwärmetauscher,
wie er in der
EP 608 195 81 beschrieben
ist, mit angemessenen Kosten zu produzieren, wenn sowohl die Wärmetauscherplatten
aus doppelten Platten als auch das Rohr für den Temperatursensor aus
doppelten Röhrenelementen
bestehen sollen. Eine solche Röhre
aus doppelten Röhrenelementen
mit einem dazwischenliegenden Zwischenraum, der mit der Umgebung
des Plattenwärmetauschers
in Verbindung steht, ist notwendig, um eine Leckage durch das Rohr
anzuzeigen, damit ein Vermischen von Wasser und Primärfluidum
vermieden wird.
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Werden
mehrere getrennte, d. h. elektrische, Temperatursensoren verwendet,
um die Temperatur des Leitungswassers zu erfassen, können diese
das Ventil mittels einer separaten Steuereinheit betätigen.