專利名稱：帶有傳感器加速器的加熱系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種特別適合于小區(qū)加熱系統(tǒng)的設(shè)置，小區(qū)加熱系統(tǒng)連接到熱交換器以供應(yīng)熱的家庭用水。該設(shè)置引入加速器，加速器被定位和調(diào)適成確保溫度傳感器快速響應(yīng)，且至少在熱的家庭用水流出的備用期間減少熱交換器中的熱損失。
背景技術(shù)：
在提供熱水用于例如包括一個家庭房屋的住房或者多個家庭房屋的住宅的較小系統(tǒng)的典型設(shè)置中，這種系統(tǒng)通常包括諸如熱交換器的多個加熱裝置和諸如(但不限于)散熱器和地板加熱系統(tǒng)的多個加熱裝置。熱交換器通常適于加熱家庭用水，特別是作為熱水流出的水，例如在沐浴中等。管線網(wǎng)絡(luò)在裝置之間傳送傳熱介質(zhì)，該網(wǎng)絡(luò)包括連接到加熱裝置和熱交換器主側(cè)的供應(yīng)網(wǎng)絡(luò)，其中，傳熱介質(zhì)可為水。通常由第一調(diào)節(jié)裝置來調(diào)節(jié)到熱交換器的流量，第一調(diào)節(jié)裝置因此為恒溫器，其包括溫度傳感器和用于調(diào)整到選定設(shè)置點的裝置。包括提取管線和水供應(yīng)管線的熱水提取管線系統(tǒng)連接到熱交換器的副側(cè)，其中， 熱水提取管線優(yōu)選地連接到在需要時流出熱水的裝置。溫度傳感器定位成與熱交換器的副側(cè)中的熱提取水熱連通。第一流量調(diào)節(jié)裝置響應(yīng)于由溫度傳感器測量的溫度而調(diào)整到熱交換器主側(cè)的流體流量以通過調(diào)整該流量獲得被測量溫度的(可調(diào)整)設(shè)置點。在熱水提取系統(tǒng)備用期間，存在兩種情況。第一種情況是在無流到主側(cè)的情況下的流量調(diào)節(jié)，其導(dǎo)致顯著長的響應(yīng)時間來打開主流供使用者得到所需溫度的熱自來水。特別是在由于控制器的比例特性，熱水流出低的情況下。第二種情況是確保到主側(cè)的恒定(可選地動態(tài))流，由于熱交換器持續(xù)地加熱，這導(dǎo)致能量損失。這常常涉及組合的流量和壓力調(diào)節(jié)，和恒溫器。但這種系統(tǒng)，特別是對于慢傳感器，具有需要能量且相對于溫度傳感器在時間上延遲的缺陷。其消耗能量來加熱熱交換器副側(cè)中的水，且這與溫?zé)釡囟葌鞲衅鳁U所用的時間組合，意味著其在溫度傳感器達(dá)到特定溫度之前消耗一定量的能量，其中，由第一流量調(diào)節(jié)裝置開始流量調(diào)節(jié)。如果傳感器溫度能維持在更高水平，那么此時間和能量可被降低，從而導(dǎo)致熱和因此能量更少的浪費。另一問題在于當(dāng)熱水流出時，調(diào)節(jié)延遲可在調(diào)節(jié)開始之前使得水過熱，這是令人不舒服的且造成能量浪費。這也帶來熱交換器中鈣結(jié)垢的風(fēng)險。已知的折衷辦法是引入傳感器加速器，其中，除了與自熱交換器副側(cè)的提取水成熱接觸之外，溫度傳感器也定位成其與進(jìn)給到熱交換器的熱交換介質(zhì)成熱交換接觸，且其中熱交換介質(zhì)的(較小)恒定流進(jìn)給到熱交換器。這在備用期間‘觸發(fā)’溫度傳感器到更高溫度，且因此更快速地調(diào)節(jié)到熱交換器主側(cè)的流，從而降低能量損失。該系統(tǒng)還確保了使用者高的舒適度，因為熱交換器將在備用期間被加熱，從而很快給予所需熱水流出。但是，對于使用者而言，熱交換器的這種持續(xù)加熱將給使用者造成成本，這是不利的。其它系統(tǒng)引入具有顯著更快響應(yīng)的不同類型的溫度傳感器，但即使是對于這樣的系統(tǒng)，根據(jù)本發(fā)明的設(shè)置帶來益處。常常，該系統(tǒng)將由系統(tǒng)中有冷水而延遲和/或通常延遲僅是在冷系統(tǒng)中進(jìn)行熱交換所用的時間。存在解決這些問題的系統(tǒng)，但它們通常引入大量常常相對先進(jìn)且昂貴的零件。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明通過引入一種系統(tǒng)來解決這些問題，該系統(tǒng)包括供應(yīng)管線網(wǎng)絡(luò)，其適于將傳熱介質(zhì)傳送到至少一個加熱裝置，該系統(tǒng)還包括熱交換器，該熱交換器具有主側(cè)和副側(cè)， 其中該主側(cè)與供應(yīng)管線流體連通且該副側(cè)優(yōu)選地連接到水供應(yīng)且進(jìn)一步連接到用于流出熱水的裝置。到主側(cè)的流量受到第一流量調(diào)節(jié)裝置控制，第一流量調(diào)節(jié)裝置包括溫度傳感器，其中溫度傳感器與第一傳感器部段成熱接觸，第一傳感器部段適于接收來自副側(cè)的輸出流體，且其中第一傳感器部段與第二傳感器部段成熱接觸。這種具有第一傳感器部段和第二傳感器部段的設(shè)置也被稱作傳感器加速器，且只要存在通過供應(yīng)管線的流動，溫度傳感器就保持在某最低溫度，當(dāng)家庭用水從副側(cè)流出時，這會加速其響應(yīng)。由于許多家庭具有在供應(yīng)管線中的恒定流，第二傳感器部段優(yōu)選地形成供應(yīng)管線網(wǎng)絡(luò)的部分且定位于供應(yīng)管線網(wǎng)絡(luò)與主側(cè)的連接的下游。在本發(fā)明的一實施例中，第一傳感器部段形副側(cè)的提取管線的部分。在第二實施例中，第一傳感器部段至少部分地形成熱交換器的部分，該溫度傳感器至少部分地集成到熱交換器中，這使得設(shè)置更緊湊。這優(yōu)選地通過將溫度傳感器至少部分地定位于提取管線的出口中或出口附近來進(jìn)行。供應(yīng)管線然后有利地集成于熱交換器中使得第二傳感器部段在熱交換器內(nèi)。或者，供應(yīng)管線包括旁通管線，旁通管線包括第二傳感器部段使得第二傳感器部段在熱交換器內(nèi)。為了確保通過供應(yīng)管線的恒定流，在一實施例中，旁通管線將供應(yīng)管線連接到主側(cè)的返回管線系統(tǒng)，或者替代地連接到主側(cè)。為了能調(diào)整通過此旁路管線的流，其優(yōu)選地包括優(yōu)選地可調(diào)整的流動限制器或第
二流量調(diào)節(jié)裝置。


圖1為根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)設(shè)置的系統(tǒng)。圖2為引入傳感器加速器的系統(tǒng)。圖3為傳感器加速器的圖示。圖4為引入傳感器加速器的根據(jù)本發(fā)明的第一實施例。圖5為引入傳感器加速器和旁通管線的第一位置的根據(jù)本發(fā)明的第二實施例。圖6為引入傳感器加速器和旁通管線的第二位置的根據(jù)本發(fā)明的替代實施例。圖7為引入至少部分地位于熱交換器內(nèi)的溫度傳感器的根據(jù)本發(fā)明的實施例的
第一設(shè)置。圖8為引入了至少部分地位于熱交換器內(nèi)的溫度傳感器根據(jù)本發(fā)明的實施例的
第二設(shè)置。
具體實施例方式圖1示出根據(jù)提供熱水以用于例如包括一個家庭房屋的住房或多個家庭房屋的住宅的較小系統(tǒng)的現(xiàn)有技術(shù)的典型設(shè)置。該系統(tǒng)包括諸如熱交換器(1)的多個熱交換裝置和諸如(但不限于)散熱器和地板加熱系統(tǒng)的多個加熱裝置(7)。熱交換器(1)通常適于加熱家庭用水，特別是將作為熱水流出的水，例如用于沐浴等。管線網(wǎng)絡(luò)在裝置之間傳送傳熱介質(zhì)，該網(wǎng)絡(luò)包括連接到加熱裝置(7)的供應(yīng)網(wǎng)絡(luò) (4)和返回網(wǎng)絡(luò)(10)，其中，傳熱介質(zhì)可為水。供應(yīng)管線(4)分為連接到熱交換器(1)主側(cè)(2)的主供應(yīng)分支(5)和連接到加熱裝置(7)的第二供應(yīng)分支(6)。通過主供應(yīng)分支(5)的流量由第一流量調(diào)節(jié)裝置(11)來調(diào)節(jié)，第一流量調(diào)節(jié)裝置(11)為諸如恒溫器，其包括溫度傳感器(13)和用于調(diào)整到選定設(shè)置點的裝置。加熱裝置(7 )自然地包括調(diào)節(jié)裝置，諸如恒溫器，如本領(lǐng)域中熟知的那樣。熱水提取管線系統(tǒng)包括提取管線(8)和水供應(yīng)管線(9)，該熱水提取管線系統(tǒng)連接到熱交換器(1)的副側(cè)(3)，其中熱水提取管線(8)優(yōu)選地連接到在需要時流出熱水的裝置。溫度傳感器(13)定位成與熱交換器(1)的副側(cè)(3)中的熱提取水熱連通。第一流量調(diào)節(jié)裝置(1)響應(yīng)于溫度傳感器(13)所測量的溫度來調(diào)整到熱交換器 (1)主側(cè)(2)的流體流量，通過調(diào)整該流量以獲得所測量溫度的(可調(diào)整的)設(shè)置點。在熱水提取系統(tǒng)備用期間，存在兩種情況，一種情況為流量控制且第二種為恒溫控制。在流量控制中，在備用期間并無到主側(cè)(2)的流，這導(dǎo)致使用者得到所需溫度的熱自來水需要顯著長的響應(yīng)時間。在恒溫控制中，在備用期間確保到主側(cè)(2)的恒定(可選地動態(tài))流動，這導(dǎo)致能量損失，因為熱交換器(1)被持續(xù)地加熱。所圖示的系統(tǒng)還具有需要能量和相對于溫度傳感器(13)時間延遲的缺陷。其消耗能量來加熱該熱交換器(1)副側(cè)(3)中的水，且這與溫?zé)嵩摐囟葌鞲衅?13)所用的時間的組合意味著其在溫度傳感器(13)達(dá)到該溫度之前消耗一定量的能量，其中，由第一流量調(diào)節(jié)裝置(11)開始流量調(diào)節(jié)。如果溫度傳感器(13)的溫度能維持在更高溫度，那么此時間和能量可降低，從而得到更少的熱浪費和因此更少的能量浪費。另一問題在于當(dāng)熱水流出時，調(diào)節(jié)延遲可在調(diào)節(jié)開始之前使水過熱，這是令人不舒服的且造成能量浪費。這也帶來熱交換器(1)中鈣結(jié)垢的風(fēng)險。已知的折衷辦法是引入傳感器加速器(12)，如其在圖2中所圖示的那樣，其中，主供應(yīng)分支(5)的一部段與提取管線(8)的一部段成熱接觸，且溫度傳感器(13)的桿與提取管線(8 )的此部段中的流體成熱接觸。以此方式，通過在主供應(yīng)分支(5 )中具有(小)流量， 溫度傳感器(13)與在供應(yīng)管線(4)中流動，至少流經(jīng)供應(yīng)管線(4)的第一分支(5)的傳熱介質(zhì)成熱接觸。在圖3中示出傳感器加速器(12)的設(shè)置，其中，溫度傳感器(13)桿插入到提取管線(8)的部段內(nèi)，提取管線(8)的該部段在下文中被稱作第一傳感器部段(15)，其與供應(yīng)管線(4)的一部分熱接觸，供應(yīng)管線(4)的此部分在下文中被稱作第二傳感器部段(16)。第一傳感器部段(15)然后封閉于第二傳感器部段內(nèi)，其與因此在第一傳感器部段周圍流動的傳熱介質(zhì)接觸，從而傳熱給熱水流出管線的此部段內(nèi)的熱水，且由此傳熱給溫度傳感器。本發(fā)明在圖4中看出且引入了傳感器加速器(12)的替代設(shè)置，其中，第二傳感器部段(16)連接到加熱裝置(7)的供應(yīng)管線(4)，而不是如現(xiàn)有技術(shù)中那樣在進(jìn)給傳熱介質(zhì)給熱交換器(1)的主供應(yīng)分支(5)處。在此設(shè)置中，由加熱裝置(7)所需的流影響溫度傳感器(13)的溫度，且其由此在備用期間確保了到熱交換器(1)的流基本上被關(guān)閉。特殊地但并非排他性地，已知如果加熱裝置(7)包括地板加熱系統(tǒng)，那么常常在供應(yīng)管線(4)中存在基本上恒定的流且這在備用期間至少最小化或甚至關(guān)閉到熱交換器(1)主側(cè)(2)的流。在某些時期，諸如冷時期，如冬天，到加熱系統(tǒng)的恒定的基本上高流率確保了在備用期間很少熱從熱交換器(1)損失，因為加熱裝置(7)確保了溫度傳感器的高溫，因此實際上剛好沒有到主側(cè)的流。但是，維持了流出水時溫度調(diào)節(jié)快速響應(yīng)的優(yōu)點，因為通過第二傳感器部段(16)的流確保了溫度傳感器(13)的桿基本上高的最低備用溫度。在其它時期，諸如在溫?zé)釙r期，如夏天，該系統(tǒng)具有到熱交換器(1)主側(cè)(2)的恒定流的優(yōu)點，因為到加熱裝置(7)的流量小，從而帶來快速遞送熱水的舒適。在一年中具有小流量的家庭還具有維持溫度調(diào)節(jié)快速響應(yīng)優(yōu)點的優(yōu)點。特殊地，但非排他性地，在加熱裝置(7)中無地板加熱或者只是無到它的基本恒定流的系統(tǒng)中，該系統(tǒng)有利地可包括旁通管線(17)，旁通管線(17)將供應(yīng)管線(4)連接到返回管線系統(tǒng)(10)，到供應(yīng)管線(4)的連接在傳感器加速器(12)的下游。由第二流量調(diào)節(jié)裝置(18)來調(diào)節(jié)通過旁通管線(17)的流量在選定設(shè)置點，見圖5。這給予通過至少供應(yīng)管線 (4)且因此通過第二傳感器部段(16)和傳感器加速器(12)且獨立于加熱裝置(7)操作條件的恒定流。在圖6中看到的替代設(shè)置中，旁通管線(17)連接到熱交換器(1)的主側(cè)(2)。這確保了在備用期間的被加熱的熱交換器(1)，但同樣具有比不包括傳感器加速器(12)的系統(tǒng)顯著改進(jìn)的調(diào)節(jié)響應(yīng)時間。由于流出期間快速遞送熱水，這提高了舒適性，但仍具有在熱交換器(1)中減少的熱浪費。在本發(fā)明的更先進(jìn)的實施例中，傳感器加速器(12)集成于熱交換器(1)中。在圖7中的熱交換器系統(tǒng)中，供應(yīng)管線(4)直接連接到熱交換器(1)且從熱交換器 (1)到加熱裝置(7)。在備用期間，來自供應(yīng)管線(4)的熱將通過熱交換器(1)傳到溫度傳感器(13)，溫度傳感器(13)定位于副側(cè)(3)到提取管線(8)的出口或至少與該出口成熱接觸。通過將供應(yīng)管線(4)到熱交換器的附連定位于到提取管線(8)的出口附近，使得僅熱交換器(1)的有限部分被流經(jīng)供應(yīng)管線(4)的熱傳熱介質(zhì)加熱，且這將會影響溫度傳感器(13)。以此方式，形成集成的傳感器加速器(12)，其具有在在副側(cè)(3)中到提取管線 (8)的出口中的第一傳感器部段(16)和為熱交換器(1)內(nèi)的供應(yīng)管線(4)的部分的第二傳感器部段(16)。在圖8中示出此系統(tǒng)的替代，其中，供應(yīng)管線(4)并非直接連接到熱交換器(1)，而是通過小旁路管線(20)連接，也在溫度傳感器(13)附近，在副側(cè)(3)中到提取管線(8)的出口中。
權(quán)利要求
1.一種包括供應(yīng)管線網(wǎng)絡(luò)(4)的系統(tǒng)，所述供應(yīng)管線網(wǎng)絡(luò)(4)適于將傳熱介質(zhì)傳送到至少一個加熱裝置(7)，所述系統(tǒng)還包括熱交換器(1)，所述熱交換器(1)具有主側(cè)(2)和副側(cè)(3)，其中，所述主側(cè)(2)與供應(yīng)管線(4)流體連通，且到所述主側(cè)(2)的流量受到第一流量調(diào)節(jié)裝置(14)控制，所述第一流量調(diào)節(jié)裝置(14)包括溫度傳感器(13)，其特征在于，所述溫度傳感器(13)與第一傳感器部段(15)熱接觸，所述第一傳感器部段(15)適于接收自所述副側(cè)(3)的輸出流體，所述第一傳感器部段(15)與第二傳感器部段 (16)熱接觸。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述第二傳感器部段(16)形成所述供應(yīng)管線網(wǎng)絡(luò)(4)的部分且定位于所述供應(yīng)管線網(wǎng)絡(luò)(4)到所述主側(cè)(2)的連接的下游。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述第一傳感器部段(16)形成所述副側(cè) (3)的提取管線(8)的部分。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述第一傳感器部段(15)至少部分地形成所述熱交換器(1)的部分，所述溫度傳感器(13)至少部分地集成于所述熱交換器(1)中。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述溫度傳感器(13)至少部分地定位于所述提取管線(8 )的出口中或所述出口附近。
6.根據(jù)權(quán)利要求4或5之一所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述供應(yīng)管線(4)集成于所述熱交換器(1)中使得所述第二傳感器部段(16)在所述熱交換器(1)內(nèi)。
7.根據(jù)權(quán)利要求4或5之一所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述供應(yīng)管線(4)包括旁通管線 (20),所述旁通管線(20)包括第二傳感器部段(16)使得所述第二傳感器部段(16)在所述熱交換器(1)內(nèi)。
8.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的系統(tǒng)，其特征在于，旁通管線(17)將所述供應(yīng)管線(4)連接到所述主側(cè)(2)的返回管線系統(tǒng)(10)。
9.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的系統(tǒng)，其特征在于，旁通管線(17)將所述供應(yīng)管線(4)連接到所述主側(cè)(2)。
10.根據(jù)權(quán)利要求8或9所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述旁通管線(17)包括第二流量調(diào)節(jié)裝置(18)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種特別適合于小區(qū)加熱系統(tǒng)的設(shè)置，小區(qū)加熱系統(tǒng)連接到熱交換器用于供應(yīng)熱的家庭用水。該設(shè)置引入加速器，加速器被定位和調(diào)適成確保溫度傳感器的快速響應(yīng)，且至少在熱的家庭用水流出的備用期間減少熱交換器中的熱損失。
文檔編號F24D19/10GK102538050SQ20111035450
公開日2012年7月4日 申請日期2011年11月10日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月10日
發(fā)明者H.博伊森, J.E.托爾森 申請人:丹福斯有限公司