EP1740887A1 - Heat exchanger - Google Patents

Heat exchanger

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Publication number
EP1740887A1
EP1740887A1 EP05731238A EP05731238A EP1740887A1 EP 1740887 A1 EP1740887 A1 EP 1740887A1 EP 05731238 A EP05731238 A EP 05731238A EP 05731238 A EP05731238 A EP 05731238A EP 1740887 A1 EP1740887 A1 EP 1740887A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
valve
heat exchanger
housing
connection
exchanger according
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP05731238A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Atli Benonysson
Herman Boysen
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Danfoss AS
Original Assignee
Danfoss AS
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Filing date
Publication date
Family has litigation
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Application filed by Danfoss AS filed Critical Danfoss AS
Publication of EP1740887A1 publication Critical patent/EP1740887A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24D—DOMESTIC- OR SPACE-HEATING SYSTEMS, e.g. CENTRAL HEATING SYSTEMS; DOMESTIC HOT-WATER SUPPLY SYSTEMS; ELEMENTS OR COMPONENTS THEREFOR
    • F24D3/00—Hot-water central heating systems
    • F24D3/08—Hot-water central heating systems in combination with systems for domestic hot-water supply
    • F24D3/087—Tap water heat exchangers specially adapted therefore
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24D—DOMESTIC- OR SPACE-HEATING SYSTEMS, e.g. CENTRAL HEATING SYSTEMS; DOMESTIC HOT-WATER SUPPLY SYSTEMS; ELEMENTS OR COMPONENTS THEREFOR
    • F24D19/00—Details
    • F24D19/10—Arrangement or mounting of control or safety devices
    • F24D19/1006—Arrangement or mounting of control or safety devices for water heating systems
    • F24D19/1066—Arrangement or mounting of control or safety devices for water heating systems for the combination of central heating and domestic hot water
    • F24D19/1069—Arrangement or mounting of control or safety devices for water heating systems for the combination of central heating and domestic hot water regulation in function of the temperature of the domestic hot water

Definitions

  • the invention relates to a heat exchanger having a housing in which a primary side and a secondary side which is in heat-transferring connection with the primary side are arranged, the primary side having a primary flow path arranged between an inlet connection and an outlet connection, and a valve for controlling a fluid flow is provided through the primary flow path.
  • Such a heat exchanger is known for example from DE 197 02 897 C2.
  • Heat exchangers of this type are preferably used in connection with district heating systems.
  • the hot water provided by the district heating system flows through the primary side of the heat exchanger.
  • the secondary side of the heat exchanger is equipped with a hot water connection and a hot water supply.
  • the valve connected to the primary side When domestic water is drawn off, the valve connected to the primary side also opens, so that a stream of hot water can flow through the primary side.
  • heat is then transferred from the primary side to the secondary side in order to heat the domestic water.
  • the valve connected to the primary side is also used to regulate the temperature of the domestic water on the secondary side. If there is a large demand for process water on the secondary side, a corresponding amount of heat and, accordingly, a large volume of heating fluid must be supplied on the primary side. Similar considerations also apply when the heat exchanger is not used to heat domestic water, but rather to heat heating water in a heating circuit in a building.
  • the invention has for its object to make a heat exchanger system compact. 5 This object is achieved in a heat exchanger of the type mentioned in that the valve is designed as a built-in valve and is arranged in the housing with at least part of a valve housing.
  • valve which was previously arranged as a separate component in front of the heat exchanger, is shifted into the heat exchanger.
  • This enables a compact exterior to be achieved.
  • the construction of a heating or service water heating system containing a heat exchanger is also simplified. At least one piping between the valve and the housing of the heat exchanger is omitted. This not only keeps the heat exchanger compact. It is also designed to save material and is easy to install in industry.
  • the valve preferably has a valve element which interacts with a valve seat and can be flowed through through the valve seat.
  • the flow of the valve element through the valve seat has the advantage that the tendency of the valve element to vibrate is significantly less than in the reverse direction of flow. If the valve is arranged in the housing of the heat exchanger, a larger resonance body is available here. When the valve element flows through the valve seat, the larger resonance body no longer plays a role because the vibrations are smaller or can even be avoided entirely. Due to the larger mass in the area, noise is even reduced.
  • the valve is preferably arranged in the region of the inlet connection of the primary flow path, an actuating device being arranged on the side of the housing opposite the inlet connection.
  • the valve is therefore flowed from one side and actuated from the opposite side.
  • valve is arranged in the region of the outlet connection and the valve element has a closing spring which counteracts an actuating device.
  • the actuating device is arranged on the side of the housing opposite the outlet connection.
  • the cable routing away from the outlet connection is not obstructed or disturbed by the actuating device.
  • the valve is preferably arranged in a bore which forms an extension of the inlet or outlet connection. This facilitates manufacture. In any case, a hole or a corresponding opening must be provided which forms the inlet or outlet connection. From a manufacturing point of view, it is relatively simple to continue such a bore, possibly with a changed diameter, in order to also create a receiving space for the valve.
  • the valve is preferably connected to a connecting sleeve, the connecting sleeve and the valve being inserted into the housing from opposite sides.
  • the connecting sleeve then forms the possibility of connecting an inlet line or an outlet line. Such a connection is not hindered by the valve. Since the valve and the connecting sleeve are connected to each other, they secure each other in the housing. This simplifies the attachment of the connecting sleeve and valve to the housing of the heat exchanger.
  • connection can also be formed inside the housing of the heat exchanger, namely by holding the valve housing and turning the connecting sleeve (or vice versa).
  • a screw connection can absorb sufficient tensile forces so that there is no pressure limit inside the heat exchanger due to the fastening of the valve and the connecting sleeve on the
  • the connecting sleeve and / or the valve housing are preferably glued or soldered to the housing. Soldering is often preferred. This measure is useful for sealing the valve or the connecting sleeve. For secure attachment of the two elements in the housing gluing or soldering is no longer necessary. Alternatively, an interference fit can be used.
  • FIG. 1 shows a first embodiment of a heat exchanger
  • Fig. 3 shows a third embodiment of a heat exchanger
  • Fig. 4 shows a schematic section through a heat exchanger.
  • FIG. 1 schematically shows a heat exchanger 1 with a housing 2, in which a primary side 3 and a secondary side 4 are arranged.
  • the primary side has a flow path, not shown in FIG. 1, for a heat transfer fluid from an inlet connection 5 to an outlet connection 6.
  • the direction of flow is shown by arrows 7.
  • the secondary side also has a flow path for a liquid that is to be heated.
  • This flow path extends between an inlet connection 8 and an outlet connection 9.
  • a heat transfer surface takes place between the liquid flowing on the primary side 3 and the liquid flowing on the secondary side 4 via a schematically illustrated heat transfer surface 10.
  • 1 is highly schematic for reasons of clarity.
  • Fig. 4 shows somewhat more clearly how the flow paths are arranged.
  • the cavities 13, in which crosses are drawn, belong to the primary side 3.
  • the primary side 3 and the secondary side 4 are flowed through in countercurrent, so that optimum heat transfer takes place can reach from the primary side 3 to the secondary side 4.
  • a valve 14 is provided, the valve housing 15 of which is built into the housing 2.
  • the control of the liquid flow on the primary side 3 controls the heat supply to the heat exchanger 1 via the volume of this liquid. If, for example, process water is drawn off from the drain connection 9, colder process water flows to the supply connection 8. In this case, the valve 14 opens, so that an increased amount of heat is conveyed into the primary side 3 and can be transferred from there to the secondary side 4.
  • the valve 14 is designed as a built-in valve, the valve insert 15 of which is located inside the housing 2.
  • the valve insert 15 has a valve seat 16 with which a valve element 17 interacts, which is actuated by an actuating device 19 via a tappet 18.
  • the valve element When the valve element is moved towards the valve seat 16, the inflow of liquid is throttled to the primary side. If the valve element 17 is lifted off the valve seat 16, then a greater inflow of heat transfer fluid is permitted.
  • the valve insert 15 has lateral openings 20 through which the heat transfer fluid can flow out of the valve 14 when the valve element 17 has been lifted off the valve seat 16.
  • the valve 14 is arranged in a bore which forms a continuation of the inlet connection 5. You can therefore create the space for the valve 14 simply by making a bore in the housing 2 from the side of the actuator 19. If a drill with a stepped diameter is used, different diameters can be produced for the inlet connection 5 and for a housing bore 21. If the heat exchanger is soldered together from punched plates, the hole can also be made through punched holes in the plates. 5 The detailed structure of such a built-in valve is shown in Fig. 4. In the housing 2, a connecting sleeve 22 is attached, which receives the inlet port 5.
  • the connecting sleeve 22 can, for example, have a suitable internal thread 23, so that a screw connection between the connecting sleeve 22 and an inlet tube (not shown in more detail) for the heat transfer fluid can be produced on the primary side.
  • the valve housing 15 of the valve 14 is connected to the connecting sleeve 22 via an intermediate element 24.
  • the intermediate element 24 carries 5 the valve seat 16 at the same time.
  • a seal 25 between the connecting sleeve 22 and the intermediate element 24 ensures that liquid cannot pass the valve 14 when the valve element 17 bears against the valve seat 16, as shown.
  • the intermediate element 24 it is possible to connect the connecting sleeve 22 and the valve housing 15 to one another, for example to connect Screw. Such a connection then ensures a reliable fastening of the connecting sleeve 22 and valve housing 15 in the housing 2.
  • valve element 17 can be flowed through through the valve seat 16. This prevents the valve element 17 from starting to oscillate when the valve is increasingly throttled.
  • valve 14 is arranged in the area of the inlet connection 5. This permits a relatively simple actuation of the valve 14 from the side of the housing 2 opposite the inlet connection 5 by the actuating device 19.
  • Fig. 2 shows a modified embodiment of a heat exchanger, in which the same elements are provided with the same reference numerals.
  • the valve 14 is arranged in the area of the outlet 6 of the primary side 3.
  • valve element 17 In order to ensure that the valve element 17 is flowed through by the liquid flowing out of the outlet connection 6 through the valve seat 16, the valve element 17 is loaded by a closing spring 32 which is supported on a cage 29 which is arranged on the inner wall of the housing 2.
  • the cage 29 has openings 30 through which the liquid can flow to the outlet connection 6.
  • the actuating device 19 stresses the valve element 17 in the opening direction, ie the tappet 18 presses the valve element 17 away from the valve seat 16 against the force of the closing spring 32 in order to open the valve.
  • Fig. 3 shows a further embodiment of a heat exchanger, in which the same parts are provided with the same reference numerals.
  • valve 14 is also arranged in the region of the outlet connection 6.
  • the valve seat 16 also flows against it.
  • the actuating device 19 is now arranged on the same side as the outlet connection 6.
  • a T-piece 31 is provided, through which the plunger 18 is guided.

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Abstract

Disclosed is a heat exchanger (1) comprising a housing (2) in which a primary face (3) and a secondary face (4) are disposed, the secondary face (4) being in heat-exchanging contact with the primary face (3). The primary face (3) is provided with a primary flow path that is arranged between an inlet connection (5) and an outlet connection (6). A valve (14) is provided for controlling a fluid flow through the primary flow path. The aim of the invention is to design said heat exchanger in a compact manner. Said aim is achieved by embodying the valve (14) as a built-in valve while placing the valve (14) in the housing (2) by means of at least one part of a valve insert (15).

Description

Wärmetauscher heat exchangers
Die Erfindung betrifft einen Wärmetauscher mit einem Gehäuse, in dem eine Primärseite und eine mit der Primärseite in Wärme-übertragender Verbindung stehende Sekundärseite angeordnet sind, wobei die Primärseite einen zwischen einem Einlaßanschluß und einem Auslaßanschluß angeordneten primären Strömungspfad aufweist, und ein Ventil zur Steuerung eines Fluidstromes durch den primären Strömungspfad vorgesehen ist.The invention relates to a heat exchanger having a housing in which a primary side and a secondary side which is in heat-transferring connection with the primary side are arranged, the primary side having a primary flow path arranged between an inlet connection and an outlet connection, and a valve for controlling a fluid flow is provided through the primary flow path.
Ein derartiger Wärmetauscher ist beispielsweise aus DE 197 02 897 C2 bekannt.Such a heat exchanger is known for example from DE 197 02 897 C2.
Wärmetauscher dieser Art werden vorzugsweise in Verbindung mit Fernheizungs-Systemen verwendet. Das vom Fernheizungs-System bereit gestellte heiße Wasser durchströmt die Primärseite des Wärmetauschers. Die Sekundärseite des Wärmetauschers ist mit einem Brauchwasseranschluß und einer Brauchwasserzufuhr versehen. Wenn Brauchwasser gezapft wird, dann öffnet auch das mit der Primärseite in Verbindung stehende Ventil, so daß ein Strom von heißem Wasser durch die Primärseite fließen kann. Im Wärmetauscher wird dann Wärme von der Primärseite auf die Sekundärseite übertragen, um das Brauchwasser zu erwärmen. In vielen Fällen wird das mit der Primärseite verbundene Ventil auch verwendet, um die Temperatur des Brauchwassers auf der Sekundärseite zu regeln. Bei einem großen Bedarf an Brauchwasser auf der Sekundärseite muß auf der Primärseite entsprechend viel Wärme und dementsprechend ein großes Volumen von Heizungsflüssigkeit zugeführt werden. Ähnliche Überlegungen gelten auch dann, wenn der Wärmetauscher nicht zur Erwärmung von Brauchwasser verwendet wird, sondern zur Erwärmung von Heizungswasser in einem Heizungskreislauf eines Gebäudes.Heat exchangers of this type are preferably used in connection with district heating systems. The hot water provided by the district heating system flows through the primary side of the heat exchanger. The secondary side of the heat exchanger is equipped with a hot water connection and a hot water supply. When domestic water is drawn off, the valve connected to the primary side also opens, so that a stream of hot water can flow through the primary side. In the heat exchanger, heat is then transferred from the primary side to the secondary side in order to heat the domestic water. In many cases the valve connected to the primary side is also used to regulate the temperature of the domestic water on the secondary side. If there is a large demand for process water on the secondary side, a corresponding amount of heat and, accordingly, a large volume of heating fluid must be supplied on the primary side. Similar considerations also apply when the heat exchanger is not used to heat domestic water, but rather to heat heating water in a heating circuit in a building.
5 Vor allem dann, wenn kleinere Häuser, beispielsweise Einfamilienhäuser, an ein Fernheizungs-Netz angeschlossen werden, möchte man den für die Deckung des Wärmebedarfs des Hauses notwendigen Aufwand so gering wie möglich halten. Die Wärmetauscher nehmen aber bislang relativ viel Platz in Anspruch, zumal sie mit einer teilweise relativ aufwendigen Lei-0 tungsführung kombiniert werden müssen.5 Especially when smaller houses, for example single-family houses, are connected to a district heating network, one would like to keep the effort necessary to cover the heating requirements of the house as low as possible. So far, however, the heat exchangers have taken up a relatively large amount of space, especially since they have to be combined with a partially relatively complex ducting.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Wärmetauscheranlage kompakt zu gestalten. 5 Diese Aufgabe wird bei einem Wärmetauscher der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß das Ventil als Einbauventil ausgebildet und zumindest mit einem Teil eines Ventilgehäuses im Gehäuse angeordnet ist.The invention has for its object to make a heat exchanger system compact. 5 This object is achieved in a heat exchanger of the type mentioned in that the valve is designed as a built-in valve and is arranged in the housing with at least part of a valve housing.
Mit dieser Ausgestaltung verlagert man das Ventil, das bislang als ge- o trenntes Bauelement vor dem Wärmetauscher angeordnet war, in den Wärmetauscher hinein. Dadurch läßt sich ein kompaktes Äußeres erzielen. Auch der Aufbau einer einen Wärmetauscher enthaltenden Heizungsoder Brauchwassererwärmungsanlage wird vereinfacht. Es entfällt zumindest eine Verrohrung zwischen dem Ventil und dem Gehäuse des Wärme- 5 tauschers. Der Wärmetauscher wird dadurch nicht nur kompakt gehalten. Er ist auch materialsparend ausgebildet und einfach in der industriellen Montage.With this configuration, the valve, which was previously arranged as a separate component in front of the heat exchanger, is shifted into the heat exchanger. This enables a compact exterior to be achieved. The construction of a heating or service water heating system containing a heat exchanger is also simplified. At least one piping between the valve and the housing of the heat exchanger is omitted. This not only keeps the heat exchanger compact. It is also designed to save material and is easy to install in industry.
Bevorzugterweise weist das Ventil ein mit einem Ventilsitz zusammenwir- o kendes Ventilelement auf, das durch den Ventilsitz hindurch anströmbar ist. Die Anströmung des Ventilelements durch den Ventilsitz hindurch hat den Vorteil, daß die Schwingungsneigung des Ventilelements wesentlich geringer ist als bei der umgekehrten Durchströmungsrichtung. Wenn das Ventil im Gehäuse des Wärmetauschers angeordnet ist, steht hier zwar ein größerer Resonanzkörper zur Verfügung. Mit der Anströmung des Ventilelements durch den Ventilsitz hindurch spielt der größere Resonanzkörper aber keine Rolle mehr, weil die Schwingungen kleiner sind oder sogar ganz vermieden werden können. Aufgrund der größeren Masse in der Umgebung vermindert sich sogar die Geräuschbildung.The valve preferably has a valve element which interacts with a valve seat and can be flowed through through the valve seat. The flow of the valve element through the valve seat has the advantage that the tendency of the valve element to vibrate is significantly less than in the reverse direction of flow. If the valve is arranged in the housing of the heat exchanger, a larger resonance body is available here. When the valve element flows through the valve seat, the larger resonance body no longer plays a role because the vibrations are smaller or can even be avoided entirely. Due to the larger mass in the area, noise is even reduced.
Vorzugsweise ist das Ventil im Bereich des Einlaßanschluß des primären Strömungspfades angeordnet, wobei eine Betätigungseinrichtung auf der dem Einlaßanschluß gegenüberliegenden Seite des Gehäuses angeordnet ist. Das Ventil wird also von einer Seite aus angeströmt und von der gegenüberliegenden Seite aus betätigt. Dies ist konstruktiv eine relativ einfache Ausgestaltung, mit der eine günstige Strömungsführung auf der Primärseite erzielt werden kann.The valve is preferably arranged in the region of the inlet connection of the primary flow path, an actuating device being arranged on the side of the housing opposite the inlet connection. The valve is therefore flowed from one side and actuated from the opposite side. This is structurally a relatively simple configuration with which a favorable flow guidance on the primary side can be achieved.
In einer alternativen Ausgestaltung kann vorgesehen sein, daß das Ventil im Bereich des Auslaßanschluß angeordnet ist und das Ventilelement eine Schließfeder aufweist, der eine Betätigungseinrichtung entgegengewirkt. Auch mit dieser Ausgestaltung ist es möglich, das Ventilelement durch den Ventilsitz anströmen zu lassen, auch wenn das Ventil im Bereich des Ausgangsanschluß angeordnet ist. Im Ausgangsanschluß hat die die Primärseite des Wärmetauschers durchströmende Flüssigkeit eine niedrigere Temperatur, so daß die thermische Belastung des Ventils geringer ist.In an alternative embodiment it can be provided that the valve is arranged in the region of the outlet connection and the valve element has a closing spring which counteracts an actuating device. With this configuration, too, it is possible to allow the valve element to flow through the valve seat, even if the valve is arranged in the region of the outlet connection. In the outlet connection, the liquid flowing through the primary side of the heat exchanger has a lower temperature, so that the thermal load on the valve is lower.
Hierbei ist bevorzugt, daß die Betätigungseinrichtung auf der dem Auslaßanschluß gegenüberliegenden Seite des Gehäuses angeordnet ist. Hier gilt das gleiche, wie oben im Zusammenhang mit dem Einlaßan- schluß angegebene. Die Leitungsführung vom Auslaßanschluß weg wird durch die Betätigungseinrichtung nicht behindert oder gestört. Vorzugsweise ist das Ventil in einer Bohrung angeordnet, die eine Verlängerung des Ein- oder Auslaßanschluß bildet. Dies erleichtert die Herstellung. Man muß ohnehin eine Bohrung oder eine entsprechende Öffnung vorsehen, die den Ein- oder Auslaßanschluß bildet. Unter fertigungstechnischen Gesichtspunkten ist es relativ einfach, eine derartige Bohrung, gegebenenfalls mit einem geänderten Durchmesser, weiterzuführen, um auch einen Aufnahmeraum für das Ventil zu schaffen.It is preferred that the actuating device is arranged on the side of the housing opposite the outlet connection. The same applies here as stated above in connection with the inlet connection. The cable routing away from the outlet connection is not obstructed or disturbed by the actuating device. The valve is preferably arranged in a bore which forms an extension of the inlet or outlet connection. This facilitates manufacture. In any case, a hole or a corresponding opening must be provided which forms the inlet or outlet connection. From a manufacturing point of view, it is relatively simple to continue such a bore, possibly with a changed diameter, in order to also create a receiving space for the valve.
Vorzugsweise ist das Ventil mit einer Anschlußmuffe verbunden, wobei die Anschlußmuffe und das Ventil von einander entgegengesetzten Seiten in das Gehäuse eingesetzt sind. Die Anschlußmuffe bildet dann die Möglichkeit, eine Zulaufleitung oder eine Abflußleitung anzuschließen. Durch das Ventil wird ein derartiger Anschluß nicht behindert. Da das Ventil und die Anschlußmuffe miteinander verbunden sind, sichern sie sich gegenseitig im Gehäuse. Dies vereinfacht die Befestigung von Anschlußmuffe und Ventil am Gehäuse des Wärmetauschers.The valve is preferably connected to a connecting sleeve, the connecting sleeve and the valve being inserted into the housing from opposite sides. The connecting sleeve then forms the possibility of connecting an inlet line or an outlet line. Such a connection is not hindered by the valve. Since the valve and the connecting sleeve are connected to each other, they secure each other in the housing. This simplifies the attachment of the connecting sleeve and valve to the housing of the heat exchanger.
Hierbei ist bevorzugt, daß die Anschlußmuffe und das Ventilgehäuse mit- einander verschraubt sind. Eine Schraubverbindung läßt sich auch innerhalb des Gehäuses des Wärmetauschers bilden, wenn man nämlich das Ventilgehäuse festhält und die Anschlußmuffe dreht (oder umgekehrt). Eine Schraubverbindung kann ausreichende Zugkräfte aufnehmen, so daß man innerhalb des Wärmetauschers keine Druckgrenzen beachten muß, die durch die Befestigung des Ventils und der Anschlußmuffe amIt is preferred here that the connecting sleeve and the valve housing are screwed together. A screw connection can also be formed inside the housing of the heat exchanger, namely by holding the valve housing and turning the connecting sleeve (or vice versa). A screw connection can absorb sufficient tensile forces so that there is no pressure limit inside the heat exchanger due to the fastening of the valve and the connecting sleeve on the
Gehäuse gesetzt sind.Housing are set.
Vorzugsweise sind die Anschlußmuffe und/oder das Ventilgehäuse mit dem Gehäuse verklebt oder verlötet. Löten wird vielfach bevorzugt. Diese Maßnahme ist für die Abdichtung des Ventils bzw. der Anschlußmuffe sinnvoll. Für eine sichere Befestigung der beiden Elemente im Gehäuse ist ein Verkleben oder Verlöten nicht mehr erforderlich. Alternativ kann man auch eine Preßpassung verwenden.The connecting sleeve and / or the valve housing are preferably glued or soldered to the housing. Soldering is often preferred. This measure is useful for sealing the valve or the connecting sleeve. For secure attachment of the two elements in the housing gluing or soldering is no longer necessary. Alternatively, an interference fit can be used.
Die Erfindung wird im folgenden anhand von bevorzugten Ausführungs- beispielen in Verbindung mit der Zeichnung näher beschrieben. Hierin zeigen:The invention is described in more detail below on the basis of preferred exemplary embodiments in conjunction with the drawing. Show here:
Fig. 1 eine erste Ausführungsform eines Wärmetauschers,1 shows a first embodiment of a heat exchanger,
Fig. 2 eine zweite Ausführungsform eines Wärmetauschers,2 shows a second embodiment of a heat exchanger,
Fig. 3 eine dritte Ausführungsform eines Wärmetauschers undFig. 3 shows a third embodiment of a heat exchanger and
Fig. 4 einen schematischen Schnitt durch einen Wärmetauscher.Fig. 4 shows a schematic section through a heat exchanger.
Fig. 1 zeigt schematisch einen Wärmetauscher 1 mit einem Gehäuse 2, in dem eine Primärseite 3 und eine Sekundärseite 4 angeordnet sind. Die Primärseite weist einen in Fig. 1 nicht näher dargestellten Strömungspfad für eine Wärmeträgerflüssigkeit von einem Einlaßanschluß 5 zu einem Auslaßanschluß 6 auf. Die Durchströmungsrichtung ist durch Pfeile 7 dargestellt.1 schematically shows a heat exchanger 1 with a housing 2, in which a primary side 3 and a secondary side 4 are arranged. The primary side has a flow path, not shown in FIG. 1, for a heat transfer fluid from an inlet connection 5 to an outlet connection 6. The direction of flow is shown by arrows 7.
Die Sekundärseite weist ebenfalls einen Strömungspfad auf und zwar für eine Flüssigkeit, die erwärmt werden soll. Dieser nicht näher dargestellte Strömungspfad erstreckt sich zwischen einem Zulaufanschluß 8 und einem Ablaufanschluß 9. Über eine schematisch dargestellte Wärmeübertragungsfläche 10 erfolgt ein Wärmeübergang zwischen der auf der Primärseite 3 strömenden Flüssigkeit und der auf der Sekundärseite 4 strömenden Flüssigkeit. Die Darstellung der Fig. 1 ist aus Gründen der Übersichtlichkeit stark schematisch. Fig. 4 zeigt etwas deutlicher, wie die Strömungspfade angeordnet sind. Durch eine Vielzahl von gewellten Platten 11 , die an Berührungslinien 12 miteinander verbunden sind, werden kanalartige Hohlräume 13 erzeugt, die abwechselnd zur Primärseite 3 und zur Sekundärseite 4 gehören. In Fig. 4 ist dies schematisch durch Punkte und Kreuze dargestellt. Die Hohlräume 13, in denen Kreuze eingezeichnet sind, gehören zur Primärseite 3. Die Hohlräume 13, in denen Punkte dargestellt sind, gehören zur Sekundärseite 4. Die Primärseite 3 und die Sekundärseite 4 wer- den im Gegenstrom durchströmt, so daß man eine optimale Wärmeübertragung von der Primärseite 3 auf die Sekundärseite 4 erreichen kann.The secondary side also has a flow path for a liquid that is to be heated. This flow path, not shown, extends between an inlet connection 8 and an outlet connection 9. A heat transfer surface takes place between the liquid flowing on the primary side 3 and the liquid flowing on the secondary side 4 via a schematically illustrated heat transfer surface 10. 1 is highly schematic for reasons of clarity. Fig. 4 shows somewhat more clearly how the flow paths are arranged. A multiplicity of corrugated plates 11, which are connected to one another at contact lines 12, create channel-like cavities 13, which alternately belong to the primary side 3 and the secondary side 4. In Fig. 4 this is shown schematically by dots and crosses. The cavities 13, in which crosses are drawn, belong to the primary side 3. The cavities 13, in which dots are shown, belong to the secondary side 4. The primary side 3 and the secondary side 4 are flowed through in countercurrent, so that optimum heat transfer takes place can reach from the primary side 3 to the secondary side 4.
Zur Steuerung des Stroms der Heizungsflüssigkeit auf der Primärseite ist ein Ventil 14 vorgesehen, dessen Ventilgehäuse 15 in das Gehäuse 2 eingebaut ist. Die Steuerung des Flüssigkeitsstromes auf der Primärseite 3 steuert über das Volumen dieser Flüssigkeit die Wärmezufuhr zum Wärmetauscher 1. Wenn beispielsweise Brauchwasser aus dem Ablaufanschluß 9 gezapft wird, strömt kälteres Brauchwasser zum Zulaufanschluß 8 nach. In diesem Fall öffnet das Ventil 14, so daß eine erhöhte Wärmemenge in die Primärseite 3 gefördert wird und von dort auf die Sekundärseite 4 übertragen werden kann.To control the flow of the heating liquid on the primary side, a valve 14 is provided, the valve housing 15 of which is built into the housing 2. The control of the liquid flow on the primary side 3 controls the heat supply to the heat exchanger 1 via the volume of this liquid. If, for example, process water is drawn off from the drain connection 9, colder process water flows to the supply connection 8. In this case, the valve 14 opens, so that an increased amount of heat is conveyed into the primary side 3 and can be transferred from there to the secondary side 4.
Wie aus Fig. 1 zu erkennen ist, ist das Ventil 14 als Einbauventil ausgebildet, dessen Ventileinsatz 15 sich im Innern des Gehäuses 2 befindet. Der Ventileinsatz 15 weist einen Ventilsitz 16 auf, mit dem ein Ventilelement 17 zusammenwirkt, das über einen Stößel 18 von einer Betätigungseinrichtung 19 betätigt wird. Wenn das Ventilelement auf den Ventilsitz 16 zu bewegt wird, dann wird der Zustrom von Flüssigkeit in die Primärseite gedrosselt. Wenn das Ventilelement 17 vom Ventilsitz 16 abgehoben wird, dann wird ein stärkerer Zufluß von Wärmeträgerflüssigkeit erlaubt. Der Ventileinsatz 15 weist seitliche Öffnungen 20 auf, durch die die Wärmeträgerflüssigkeit aus dem Ventil 14 abfließen kann, wenn das Ventilelement 17 vom Ventilsitz 16 abgehoben worden ist.As can be seen from FIG. 1, the valve 14 is designed as a built-in valve, the valve insert 15 of which is located inside the housing 2. The valve insert 15 has a valve seat 16 with which a valve element 17 interacts, which is actuated by an actuating device 19 via a tappet 18. When the valve element is moved towards the valve seat 16, the inflow of liquid is throttled to the primary side. If the valve element 17 is lifted off the valve seat 16, then a greater inflow of heat transfer fluid is permitted. The valve insert 15 has lateral openings 20 through which the heat transfer fluid can flow out of the valve 14 when the valve element 17 has been lifted off the valve seat 16.
5 Das Ventil 14 ist in einer Bohrung angeordnet, die eine Fortsetzung des Einlaßanschluß 5 bildet. Man kann daher den Bauraum für das Ventil 14 einfach dadurch schaffen, daß man von der Seite der Betätigungseinrichtung 19 her eine Bohrung in das Gehäuse 2 einbringt. Wenn man einen Bohrer mit einem gestuften Durchmesser verwendet, kann man für den0 Einlaßanschluß 5 und für eine Gehäusebohrung 21 unterschiedliche Durchmesser erzeugen. Wenn der Wärmetauscher aus gestanzten Platten zusammengelötet wird, kann man die Bohrung auch durch gestanzte Löcher in den Platten erzeugen. 5 Der nähere Aufbau eines derartigen Einbau-Ventils geht aus Fig. 4 hervor. Im Gehäuse 2 ist eine Anschlußmuffe 22 befestigt, die den Einlaßanschluß 5 aufnimmt. Die Anschlußmuffe 22 kann beispielsweise ein geeignetes Innengewinde 23 aufweisen, so daß eine Schraubverbindung zwischen der Anschlußmuffe 22 und einem nicht näher dargestellten Zufluß- o röhr für die Wärmeträgerflüssigkeit auf der Primärseite hergestellt werden kann.5 The valve 14 is arranged in a bore which forms a continuation of the inlet connection 5. You can therefore create the space for the valve 14 simply by making a bore in the housing 2 from the side of the actuator 19. If a drill with a stepped diameter is used, different diameters can be produced for the inlet connection 5 and for a housing bore 21. If the heat exchanger is soldered together from punched plates, the hole can also be made through punched holes in the plates. 5 The detailed structure of such a built-in valve is shown in Fig. 4. In the housing 2, a connecting sleeve 22 is attached, which receives the inlet port 5. The connecting sleeve 22 can, for example, have a suitable internal thread 23, so that a screw connection between the connecting sleeve 22 and an inlet tube (not shown in more detail) for the heat transfer fluid can be produced on the primary side.
Das Ventilgehäuse 15 des Ventils 14 steht über ein Zwischenelement 24 mit der Anschlußmuffe 22 in Verbindung. Das Zwischenelement 24 trägt 5 gleichzeitig den Ventilsitz 16. Eine Dichtung 25 zwischen der Anschlußmuffe 22 und dem Zwischenelement 24 stellt sicher, daß Flüssigkeit nicht am Ventil 14 vorbei treten kann, wenn das Ventilelement 17 am Ventilsitz 16 anliegt, wie dargestellt.The valve housing 15 of the valve 14 is connected to the connecting sleeve 22 via an intermediate element 24. The intermediate element 24 carries 5 the valve seat 16 at the same time. A seal 25 between the connecting sleeve 22 and the intermediate element 24 ensures that liquid cannot pass the valve 14 when the valve element 17 bears against the valve seat 16, as shown.
o Über das Zwischenelement 24 ist es möglich, die Anschlußmuffe 22 und das Ventilgehäuse 15 miteinander zu verbinden, beispielsweise zu ver- schrauben. Eine derartige Verbindung sichert dann eine zuverlässige Befestigung von Anschlußmuffe 22 und Ventilgehäuse 15 im Gehäuse 2. Zusätzlich ist es möglich, sowohl das Ventilgehäuse 15 oder ein damit verbundenes Außengehäuse 26 als auch die Anschlußmuffe 22 über eine Lötverbindung 27, 28, die auch durch eine Klebeverbindung ersetzt werden kann, mit dem Gehäuse 2 zu verbinden.o Via the intermediate element 24, it is possible to connect the connecting sleeve 22 and the valve housing 15 to one another, for example to connect Screw. Such a connection then ensures a reliable fastening of the connecting sleeve 22 and valve housing 15 in the housing 2. In addition, it is possible to both the valve housing 15 or an outer housing 26 connected to it and the connecting sleeve 22 via a soldered connection 27, 28, which is also by means of an adhesive connection can be replaced to connect to the housing 2.
Das Ventilelement 17 ist bei der Ausgestaltung nach den Fig. 1 und 4 durch den Ventilsitz 16 anströmbar. Man vermeidet dadurch, daß das Ven- tilelement 17 zu schwingen beginnt, wenn das Ventil zunehmend gedrosselt wird.In the embodiment according to FIGS. 1 and 4, the valve element 17 can be flowed through through the valve seat 16. This prevents the valve element 17 from starting to oscillate when the valve is increasingly throttled.
Bei der Ausgestaltung nach Fig. 1 ist das Ventil 14 im Bereich des Einlaßanschluß 5 angeordnet. Dies erlaubt eine relativ einfache Ansteuerung des Ventils 14 von der dem Einlaßanschluß 5 gegenüberliegenden Seite des Gehäuses 2 durch die Betätigungseinrichtung 19.1, the valve 14 is arranged in the area of the inlet connection 5. This permits a relatively simple actuation of the valve 14 from the side of the housing 2 opposite the inlet connection 5 by the actuating device 19.
Fig. 2 zeigt eine abgewandelte Ausführungsform eines Wärmetauschers, bei der gleiche Elemente mit den gleichen Bezugszeichen versehen sind. Hier ist das Ventil 14 im Bereich des Auslaß 6 der Primärseite 3 angeordnet.Fig. 2 shows a modified embodiment of a heat exchanger, in which the same elements are provided with the same reference numerals. Here the valve 14 is arranged in the area of the outlet 6 of the primary side 3.
Um sicherzustellen, daß das Ventilelement 17 durch den Ventilsitz 16 von der aus dem Auslaßanschluß 6 abströmenden Flüssigkeit angeströmt wird, ist das Ventilelement 17 von einer Schließfeder 32 belastet, die sich an einem Käfig 29 abstützt, der an der Innenwand des Gehäuses 2 angeordnet ist. Der Käfig 29 weist Öffnungen 30 auf, durch die die Flüssigkeit zum Auslaßanschluß 6 abfließen kann. Die Betätigungseinrichtung 19 beansprucht das Ventilelement 17 in Öffnungsrichtung, d.h. der Stößel 18 drückt das Ventilelement 17 gegen die Kraft der Schließfeder 32 vom Ventilsitz 16 weg, um das Ventil zu öffnen.In order to ensure that the valve element 17 is flowed through by the liquid flowing out of the outlet connection 6 through the valve seat 16, the valve element 17 is loaded by a closing spring 32 which is supported on a cage 29 which is arranged on the inner wall of the housing 2. The cage 29 has openings 30 through which the liquid can flow to the outlet connection 6. The actuating device 19 stresses the valve element 17 in the opening direction, ie the tappet 18 presses the valve element 17 away from the valve seat 16 against the force of the closing spring 32 in order to open the valve.
Fig. 3 zeigt eine weitere Ausgestaltung eines Wärmetauschers, bei dem gleiche Teile mit den gleichen Bezugszeichen versehen sind.Fig. 3 shows a further embodiment of a heat exchanger, in which the same parts are provided with the same reference numerals.
Bei dieser Ausgestaltung ist das Ventil 14 ebenfalls im Bereich des Auslaßanschluß 6 angeordnet. Es wird auch durch den Ventilsitz 16 ange- strömt. Im Gegensatz zu der Ausgestaltung nach Fig. 2 ist die Betätigungseinrichtung 19 nun auf der gleichen Seite angeordnet, wie der Auslaßanschluß 6 auch. Hierzu ist ein T-Stück 31 vorgesehen, durch das der Stößel 18 geführt ist. In this embodiment, the valve 14 is also arranged in the region of the outlet connection 6. The valve seat 16 also flows against it. In contrast to the embodiment according to FIG. 2, the actuating device 19 is now arranged on the same side as the outlet connection 6. For this purpose, a T-piece 31 is provided, through which the plunger 18 is guided.

Claims

Patentansprüche claims
1. Wärmetauscher mit einem Gehäuse, in dem eine Primärseite und eine mit der Primärseite in Wärme-übertragender Verbindung ste- hende Sekundärseite angeordnet sind, wobei die Primärseite einen zwischen einem Einlaßanschluß und einem Auslaßanschluß angeordneten primären Strömungspfad aufweist und ein Ventil zur Steuerung eines Fluidstromes durch den primären Strömungspfad vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventil (14) als Einbau- ventil ausgebildet und zumindest mit einem Teil eines Ventileinsatzes (15) im Gehäuse (2) angeordnet ist.1. Heat exchanger with a housing in which a primary side and a secondary side which is in heat-transmitting connection with the primary side are arranged, the primary side having a primary flow path arranged between an inlet connection and an outlet connection and a valve for controlling a fluid flow through the primary flow path is provided, characterized in that the valve (14) is designed as a built-in valve and is arranged in the housing (2) with at least part of a valve insert (15).
2. Im Wärmetauscher nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß das Ventil (14) ein mit einem Ventilsitz (16) zusammenwirkendes Ventilelement (17) aufweist, das durch den Ventilsitz (16) hindurch anströmbar ist.2. In the heat exchanger according to claim 1, characterized in that the valve (14) has a valve element (17) which interacts with a valve seat (16) and can be flowed through through the valve seat (16).
3. Wärmetauscher nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventil (14) im Bereich des Einlaßanschluß (5) des primären Strömungspfades angeordnet ist, wobei eine Betätigungseinrichtung (19) auf der dem Einlaßanschluß (5) gegenüberliegenden Seite des Gehäuses (2) angeordnet ist.3. Heat exchanger according to claim 1 or 2, characterized in that the valve (14) is arranged in the region of the inlet connection (5) of the primary flow path, an actuating device (19) on the side of the housing (2) opposite the inlet connection (5) ) is arranged.
4. Wärmetauscher nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventil (14) im Bereich des Auslaßanschluß (6) angeordnet ist und das Ventilelement (17) eine Schließfeder (32) aufweist, der eine Betätigungseinrichtung (19) entgegengewirkt.4. Heat exchanger according to claim 1 or 2, characterized in that the valve (14) is arranged in the region of the outlet connection (6) and the valve element (17) has a closing spring (32) which counteracts an actuating device (19).
5. Wärmetauscher nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Betätigungseinrichtung (19) auf der dem Auslaßanschluß (6) gegenüberliegenden Seite des Gehäuses (2) angeordnet ist. 5. Heat exchanger according to claim 4, characterized in that the actuating device (19) on the outlet connection (6) opposite side of the housing (2) is arranged.
6. Wärmetauscher nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventil (14) in einer Bohrung (21 ) angeordnet ist, die eine Verlängerung des Ein- oder Auslaßanschluß (5, 6) bildet.6. Heat exchanger according to one of claims 1 to 5, characterized in that the valve (14) is arranged in a bore (21) which forms an extension of the inlet or outlet connection (5, 6).
5 7. Wärmetauscher nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventil (14) mit einer Anschlußmuffe (22) verbunden ist, wobei die Anschlußmuffe (22) und das Ventil (14) von einander entgegengesetzten Seiten in das Gehäuse (2) eingesetzt0 sind.5 7. Heat exchanger according to one of claims 1 to 6, characterized in that the valve (14) is connected to a connecting sleeve (22), the connecting sleeve (22) and the valve (14) from opposite sides in the housing ( 2) are inserted.
8. Wärmetauscher nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlußmuffe (22) und der Ventileinsatz (15) miteinander verschraubt sind.5 9. Wärmetauscher nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlußmuffe (22) und/oder das Ventilgehäuse (15) mit dem Gehäuse (2) verklebt oder verlötet sind.8. Heat exchanger according to claim 7, characterized in that the connecting sleeve (22) and the valve insert (15) are screwed together. 5. 9. Heat exchanger according to claim 7 or 8, characterized in that the connecting sleeve (22) and / or the valve housing (15) are glued or soldered to the housing (2).
o 10. Wärmetauscher nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlußmatte (22) und/oder das Ventilgehäuse (15) mit dem Gehäuse (2) über eine Preßpassung miteinander verbunden sind. 10. Heat exchanger according to one of claims 7 to 9, characterized in that the connection mat (22) and / or the valve housing (15) with the housing (2) are connected to one another via an interference fit.
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