專利名稱：換熱器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種換熱器，它有設(shè)置在入口接頭和出口接頭之間的初級側(cè)流動路徑和設(shè)置在流入接頭和回流接頭之間的次級側(cè)流動路徑，在初級側(cè)流動路徑和次級側(cè)流動路徑之間的傳熱表面裝置，以及溫度傳感器。
背景技術(shù)：
這樣一種換熱器例如應用在一個遠程供熱系統(tǒng)中，以便加熱流過次級側(cè)流動路徑的用水。加熱所需的熱量通過所述遠程供熱網(wǎng)的載熱流體供給。這種載熱流體流過初級側(cè)流動路徑。所述初級側(cè)流動路徑和次級側(cè)流動路徑在一個載熱外殼內(nèi)導熱相連，從而可通過所述傳熱表面裝置進行傳熱。類似地，可用這樣一種換熱器加熱用于給一棟建筑供暖的用水，在此，熱量取自于一個遠程供熱網(wǎng)。
為了在出口處能夠盡可能精確地調(diào)節(jié)溫度，人們根據(jù)在次級側(cè)取走的熱量控制在初級側(cè)的載熱流體流量。下面以在換熱器中被加熱的用水為例詳細闡述這一點。一旦用水在次級側(cè)的回流接頭處取出，冷的用水就接著流入所述流入接頭中。與之相對應地，載熱流體實際上必須同時能夠流過初級側(cè)的流動路徑，以便能夠?qū)⒆銐虻臒崃總鬟f給次級側(cè)。
為了控制或甚至調(diào)節(jié)在初級側(cè)控制流體流量的閥門，經(jīng)常需要溫度傳感器，以借助它可進行這樣的控制調(diào)節(jié)。
國際專利公開文獻WO02/070976A1公開了本文開頭部分所述類型的一種換熱器，其中，所述溫度傳感器具有一個封裝的腔室，其內(nèi)有一種可膨脹的液體或一種可膨脹的氣體。這樣的封裝腔室與所述換熱器導溫地連接。該傳感器要么可設(shè)置在換熱器的外側(cè)要么可設(shè)置在換熱器之中，在該處它可感受到初級側(cè)溫度和次級側(cè)溫度。由所述封裝腔室內(nèi)擠出的液體或氣體直接作用在一個閥上，以便打開或關(guān)閉該閥。所述溫度傳感器的表面有一個與換熱器的最大表面匹配的延伸段。因此，所述溫度傳感器需要比較大的安裝空間，并且不能順利地提供控制流過初級側(cè)流動路徑的載熱流體流量所需的信息。
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于提供一種可節(jié)省空間地測量溫度并仍能提供滿意結(jié)果的可能性。
上述技術(shù)問題在本文前言所述類型的換熱器中是這樣解決的，即，該溫度傳感器設(shè)置成在所述次級側(cè)流動路徑中的回流接頭處與所述傳熱表面裝置接觸或距離所述傳熱表面裝置一個小距離。
借助這樣的設(shè)計，一方面直接在所述次級側(cè)流動路徑的回流接頭中測得溫度。所述溫度傳感器因此能夠在從初級側(cè)到次級側(cè)的傳熱結(jié)束的位置處測得流過該流動路徑的用水的溫度。因此，可借助這樣一種溫度傳感器較快或較精確地調(diào)節(jié)輸送到流動通過所述次級側(cè)流動路徑的流體中的熱量。所述溫度傳感器也感知較快的溫度變化。這樣的變化并非直接在流過次級側(cè)流動路徑的流體中形成，而是也在周圍尤其是初級側(cè)產(chǎn)生。這樣的影響通過傳熱表面裝置要么在溫度傳感器與該傳熱表面裝置接觸的情況下直接作用在該溫度傳感器上，要么在溫度傳感器與該傳熱表面裝置有一定間距的情況下以很小的延遲時間作用在該溫度傳感器上。無論如何都可以很迅速地對溫度變化給出測量結(jié)果。避免了因在回流接頭配件處的較大金屬質(zhì)量給溫度傳感器造成的直接影響。這種大的金屬質(zhì)量對溫度變化反應相當遲鈍。與之相應地，也不需要初級流體來加熱這些配件。當例如終止從次級側(cè)的流動路徑中抽取用水時，溫度傳感器就可能更快地變熱，因為它更好地被初級側(cè)影響。
優(yōu)選的是，所述入口接頭、出口接頭、流入接頭和回流接頭構(gòu)成一個四邊形的四個頂點，并且所述溫度傳感器設(shè)置在該四邊形中。由此可簡便地確保初級側(cè)的溫度影響作用在溫度傳感器上。因此，所述溫度傳感器不會被回流接頭“遮蔽”。當這些溫度接頭(Temperaturanschlüsse)還可從初級側(cè)作用到溫度傳感器上時，可以更快地調(diào)節(jié)并首先是迅速地關(guān)閉初級側(cè)的閥門。
優(yōu)選的是，所述初級側(cè)流動路徑和所述次級側(cè)流動路徑具有相反的流動方向。由于所述溫度傳感器與所述次級側(cè)流動路徑的回流接頭相鄰，因此，基于所述兩個流動路徑具有相反的流通方向，所述溫度傳感器也會感測到初級側(cè)流動路徑的入口接頭處的溫度。這樣一來，在調(diào)節(jié)流過初級側(cè)的流量時也可兼顧到初級側(cè)的溫度影響，而并不必將溫度傳感器完全裝入初級側(cè)中。
優(yōu)選的是，所述四邊形優(yōu)選從所述回流接頭出發(fā)有一較長的邊和一較短的邊，其中，所述入口接頭限定所述較短邊的長度，所述溫度傳感器設(shè)置成比靠近所述較長邊更靠近所述較短邊。由此確保初級側(cè)的溫度影響由一部分流入換熱器中并流過初級側(cè)的的載熱介質(zhì)引起。通過相對于入口接頭設(shè)置所述溫度傳感器，可加重初級側(cè)溫度對于溫度傳感器的影響。
所述溫度傳感器優(yōu)選與所述回流接頭的壁不傳熱地連接。該回流接頭的壁通常由一種金屬例如黃銅構(gòu)成。如果溫度傳感器例如通過相對于回流接頭的壁保持一個較小的距離而在此實現(xiàn)不傳熱的連接，則可使溫度傳感器直接和較快地受到所述次級側(cè)流動路徑的出口處的流體的影響。具有相應較大熱慣性的較大金屬質(zhì)量的影響卻可減小。
所述溫度傳感器優(yōu)選設(shè)計成電子傳感器。因此，它產(chǎn)生與溫度相關(guān)的電信號。這種信號很容易進行電子處理，從而可以電子方式調(diào)節(jié)連續(xù)流量。所述溫度傳感器也可考慮設(shè)計成其他類型。
所述溫度傳感器優(yōu)選設(shè)置在所述換熱器的外殼中的鉆孔內(nèi)。這樣可以比較簡單地放置和安裝所述溫度傳感器。


下面借助若干優(yōu)選實施例并結(jié)合附圖詳細說明本發(fā)明，附圖中圖1是一個換熱器的概略視圖；圖2是第二種實施形式的換熱器的概略視圖；圖3A和圖3B是表示熱反應的概略視圖；圖4是表示溫度傳感器在換熱器中位置的概略視圖。
具體實施例方式
圖1中僅簡略示出的換熱器1具有一個外殼2。該外殼2具有用實線表示的初級側(cè)流動路徑5的一個入口接頭3和一個出口接頭4，以及用虛線表示的次級側(cè)流動路徑8的一個流入接頭6和一個回流接頭7。所述流動路徑5，8通過一個傳熱表面裝置9相互鄰接。
圖1僅僅為概略視圖。在真正的換熱器中，例如通過將多塊波紋狀或弧狀板上下相互疊置，使得在橫截面內(nèi)形成一種蜂房結(jié)構(gòu)，就能實現(xiàn)初級側(cè)流動路徑5和次級側(cè)流動路徑8。其中一些“蜂房”屬于初級側(cè)流動路徑5，而其余的“蜂房”則屬于次級側(cè)流動路徑8。所述傳熱表面裝置由這些蜂房的腔壁構(gòu)成。
所述回流接頭7與一個圖中以一個閥11表示的水龍頭10連接。當閥11打開時，水就流過次級側(cè)的流動路徑8。所述水在流入接頭6處有例如10℃至15℃的低溫，在水龍頭處則會有例如50℃的高溫。與之相應地，在將用水從水龍頭10中抽取出時，必須保證與之同步地有足夠的熱量通過初級側(cè)流動路徑5輸入。
為了控制流過初級側(cè)流動路徑5的流量，設(shè)有一個閥12并用一個控制裝置13來控制該閥。該控制裝置13又從一個設(shè)置在回流接頭7處的溫度傳感器14那里得到溫度信息。所述溫度傳感器14插入所述外殼2的鉆孔15內(nèi)，確切地說這樣設(shè)置，即，使得所述溫度傳感器14處于次級側(cè)流動路徑8內(nèi)。該次級側(cè)流動路徑8在圖4中用字母“K”表示，而初級側(cè)流動路徑5在圖4中則用字母“W”表示。從圖4中也可看到傳熱表面裝置9。在圖4中示出了對所述溫度傳感器14進行布置的兩種用一條虛線相互分隔開的可行方案。所述溫度傳感器14在左側(cè)相對于傳熱表面裝置9具有一定的小間距，而在右側(cè)則與傳熱表面裝置9接觸。這兩種實施方式都可以使溫度傳感器也受到初級側(cè)溫度的影響。
如從圖1中可看到的那樣，所述入口接頭3、出口接頭4、流入接頭6和回流接頭7構(gòu)成一個矩形的四個頂點，并且所述溫度傳感器14設(shè)置在該矩形中。也可看出，該矩形有短邊和長邊。其中，短邊例如由入口接頭3限定和由回流接頭7限定。所述溫度傳感器14設(shè)置成比靠近在回流接頭7和出口接頭4之間的長邊更靠近所述在回流接頭7和入口接頭3之間的短邊。與之相應地，雖然所述溫度傳感器14主要受到回流接頭7中的溫度影響，但其也受到流入入口接頭3中的載熱流體的溫度影響。所述初級側(cè)流動路徑5的一部分5a在圖中被示出緊鄰溫度傳感器14地經(jīng)過。與之相應地，所述溫度傳感器14在一定程度上由于傳熱也受到初級側(cè)流體的溫度影響。熱輻射在此只起到次要的作用。
所述溫度傳感器14設(shè)計成電子傳感器，最簡單的情形是一種PTC電阻。它的電阻值隨溫度發(fā)生變化。當然也可以采用半導體傳感器，它的電流/電壓特性隨溫度發(fā)生改變。
由溫度傳感器14測得的溫度由控制裝置13來分析，該控制裝置根據(jù)所述溫度控制在出口接頭4處的閥12。
所述溫度傳感器14不需要很多位置，這樣，即便在采用這樣一種溫度傳感器14的情況下也不必明顯地增大換熱器1的尺寸。所述溫度傳感器14不被回流接頭7遮蔽。也可優(yōu)選將溫度傳感器14設(shè)置成與回流接頭7和出口接頭4之間的連接線成一個45℃至90℃的夾角，或者與回流接頭7和入口接頭3之間的連接線成一個0℃至45℃的夾角。對夾角的選擇同時也確定了初級側(cè)溫度對于控制所述閥12有多大的影響。
圖2表示換熱器1的一種變型實施形式。與圖1中所示相同和相應的元件用相同的附圖標記來表示。
與圖1所示設(shè)計不同的是，所述溫度傳感器14現(xiàn)在不再設(shè)計成電子傳感器，而是溫度位移傳感器。因此，它含有容積隨溫度改變的充填物。該溫度傳感器14通過一毛細導管16與閥12連接。
但除此之外，所述溫度傳感器14的布置情況與圖1中所示完全一樣。
另一不同點在于，所述入口接頭3和出口接頭4設(shè)置在所述外殼2的同一側(cè)。次級流動路徑8的流入接頭6和回流接頭7則設(shè)置在相對側(cè)。
對比圖3A和3B可看出，圖3A中示出的在對溫度變化產(chǎn)生反應之前流逝的正常滯后時間Td縮減到接近零(圖3B)。這其中的原因在于，所述溫度傳感器14直接位于次級側(cè)的流體流中，而沒有與較大質(zhì)量接觸。當設(shè)置該溫度傳感器14(當然也可以是多個溫度傳感器)時，可更快地對溫度變化發(fā)生響應，并且視其距初級側(cè)的距離，可將初級側(cè)溫度的影響一并囊括考慮進到所述調(diào)節(jié)中。
在所述連接區(qū)域有更大的金屬質(zhì)量和流體質(zhì)量。此處的溫度只能緩慢地平衡。但當溫度傳感器14與接頭配件區(qū)域有距離時，則不需要初級側(cè)的溫度來加熱該緩沖區(qū)。
權(quán)利要求
1.一種換熱器，它有設(shè)置在入口接頭和出口接頭之間的初級側(cè)流動路徑和設(shè)置在流入接頭和回流接頭之間的次級側(cè)流動路徑，有在所述初級側(cè)流動路徑和次級側(cè)流動路徑之間的傳熱表面裝置，以及溫度傳感器，其特征在于，該溫度傳感器設(shè)置成在所述次級側(cè)流動路徑中的回流接頭(7)處與所述傳熱表面裝置(9)接觸或距離所述傳熱表面裝置(9)一個小距離。
2.按照權(quán)利要求1所述的換熱器，其特征在于，所述入口接頭(3)、出口接頭(4)、流入接頭(6)和回流接頭(7)構(gòu)成一個四邊形的四個頂點，并且所述溫度傳感器(14)設(shè)置在該四邊形中。
3.按照權(quán)利要求2所述的換熱器，其特征在于，所述初級側(cè)流動路徑(5)和所述次級側(cè)流動路徑(8)具有相反的流動方向。
4.按照權(quán)利要求3所述的換熱器，其特征在于，所述四邊形從所述回流接頭(7)出發(fā)有一較長的邊和一較短的邊，其中，所述入口接頭(3)限定所述較短邊的長度，所述溫度傳感器(14)設(shè)置成比靠近所述較長邊更靠近所述較短邊。
5.按照權(quán)利要求1至4中任一項所述的換熱器，其特征在于，所述溫度傳感器(14)與所述回流接頭(7)的壁不傳熱地連接。
6.按照權(quán)利要求1至5中任一項所述的換熱器，其特征在于，所述溫度傳感器(14)設(shè)計成電子傳感器。
7.按照權(quán)利要求1至6中任一項所述的換熱器，其特征在于，所述溫度傳感器(14)設(shè)置在所述換熱器(1)的外殼(2)中的鉆孔(15)內(nèi)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種換熱器(1)，它有設(shè)置在入口接頭(3)和出口接頭(4)之間的初級側(cè)流動路徑(5)和設(shè)置在流入接頭(6)和回流接頭(7)之間的次級側(cè)流動路徑(8)，有在初級側(cè)流動路徑(5)和次級側(cè)流動路徑(8)之間的傳熱表面裝置(9)，以及溫度傳感器(14)。為了能節(jié)省空間地測出溫度并且同時能得到滿意的測量結(jié)果，按照本發(fā)明，該溫度傳感器設(shè)置成在所述次級側(cè)流動路徑(8)中的回流接頭(7)處與所述傳熱表面裝置(9)接觸或距離所述傳熱表面裝置(9)一個小距離。
文檔編號F24D19/00GK1946971SQ200580012589
公開日2007年4月11日 申請日期2005年4月21日 優(yōu)先權(quán)日2004年4月26日
發(fā)明者阿特利·貝諾伊森 申請人:丹佛斯公司