專利名稱：閥裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及閥裝置，其具有閥和閥促動裝置，該閥控制傳熱介質通過熱交換器裝置的流動，熱交換器裝置包括主側和副側，閥促動裝置包括恒溫元件，由副側上的溫度對該恒溫元件起作用且能由溫度和/或壓力影響裝置對該恒溫元件起作用。
背景技術：
這種閥裝置例如從DE 2421 810 Al已知。此處，閥為散熱器閥。為了獲得夜間恒溫器(night setkick)，由加熱裝置來加熱該恒溫元件。加熱裝置作用于該閥的外殼上，熱空氣從外殼到達該恒溫元件。DE 33 11 4 93 Al示出一種閥裝置，其總是被制成散熱器閥。此處，提供恒溫元件，其并不受室溫直接影響而是受到電加熱元件影響。加熱元件受到PI-控制器控制， PI-控制器連接到具有所需值設置的溫度傳感器。DE 38 21 813 Cl公開了一種恒溫閥，其適合用于加熱系統(tǒng)，其中，恒溫元件的有效體積能由促動裝置改變以實現(xiàn)夜晚恒溫器，夜晚恒溫器僅在調整過程中需要能量。對控制傳熱流體流動的閥使用恒溫元件來控制證明是有價值的。在下文被稱作 “恒溫閥”的閥不僅可結合用作散熱器的熱交換器應用，而且也結合用于自來水加熱器的熱交換器應用。在這種自來水加熱器中，例如從小區(qū)加熱設施或加熱系統(tǒng)供應主側。恒溫閥形成控制回路的部分。就此而言，恒溫元件具有其對于由外部影響所造成的變化(例如環(huán)境溫度的變化)相對快速反應的優(yōu)點。舉例而言，在房間中的溫度不僅能由于自散熱器散熱而改變，而且也由于太陽輻射或房間中大量人而改變。恒溫元件的缺點在于它們具有基本上成比例的控制行為的事實。這造成在大部分情況下，保持控制偏差，即，預定所需溫度值與實際獲得的標稱值出現(xiàn)誤差。也能以不同方式來控制閥，例如，利用馬達。但是，馬達通常具有其反應相對較慢的缺點。可能利用較大馬達來獲得快速反應。除了將常常不提供所需速度的事實之外，馬達也具有昂貴且需要相對較大空間的缺點。

發(fā)明內容
本發(fā)明是基于提供具有快速反應的良好控制行為的任務。利用在介紹中所提到的閥裝置，解決了這個任務，因為溫度和/或壓力影響裝置能受到可從閥或熱交換器裝置獲得的物理值影響。因此，恒溫元件不僅受到副側上的溫度控制。這將會導致由P控制特征所造成的恒定控制偏差。相反，還影響到恒溫元件的效果，因為改變了恒溫元件中主導的壓力和/或溫度。這種改變并非受時間控制以造成夜晚恒溫器或者再次增加所需值用于白天溫度。相反，影響的目的是為了改變恒溫元件的控制特征，這是由于物理參數(shù)的原因，其變化因此能考慮在內。優(yōu)選地，提供控制裝置來檢測在閥處的控制偏差且根據控制偏差來控制溫度和/或壓力影響裝置。此實施例能使得整體構件流動受控制。根據控制裝置的工作方法，在某些情形下能使得差分構件流動受控制。因此，能實現(xiàn)PI控制或甚至PID控制。這種控制所需的物理值能在閥或熱交換器裝置處檢測，而沒有問題。舉例而言，可提供壓力傳感器來檢測在恒溫元件中的壓力。溫度和/或壓力影響裝置對于恒溫元件中的壓力做出反應。比較這個實際壓力與所需壓力，所需壓力應與熱交換器裝置副側上主導的溫度相關。當實際壓力并不對應于所需壓力時，啟用溫度和/或壓力影響裝置且改變恒溫元件中的壓力直到實現(xiàn)了更好的相關性。即使經常并不能實現(xiàn)兩個壓力之間的完全相關性，基本上證實了恒溫元件的控制特征。還提出閥具有閥桿且桿傳感器確定桿的位置，溫度和/或壓力影響裝置對桿移位做出反應。而且此處，桿移位，即，閥元件相對于閥座的實際位置能進行校正以獲得在副側的實際溫度與所需溫度之間更好的相關性?？商峁z測實際溫度的熱交換器裝置副側上的溫度傳感器和檢測實際溫度與所需溫度之間差異的比較器，溫度和/或壓力影響裝置對該差異做出反應。當恒溫元件已經配備了遠程傳感器時，額外地向遠程傳感器提供溫度傳感器。溫度和/或壓力影響裝置然后也作用于恒溫元件上，且目的是為了減小控制偏差。優(yōu)選地，恒溫元件具有連接件，連接件通往外部，額外罐連接到該連接件，溫度和/ 或壓力影響裝置作用于該額外罐上。由于多種原因，這個實施例可為有利的。例如在散熱器恒溫閥頂部內的可用空間不足以容納該溫度和/或壓力影響裝置的情況下，可有利地將溫度和/或壓力影響裝置定位于不同位置。額外罐的另一優(yōu)點在于此處可提供更大的工作介質體積，其大小隨著溫度變化而改變。利用溫度和/或壓力影響裝置，即使較小的壓力或溫度變化可允許對恒溫元件造成較大影響。優(yōu)選地，溫度和/或壓力影響裝置能以供應熱的狀態(tài)或吸熱的狀態(tài)操作。因此，當吸熱時溫度和/或壓力影響裝置能冷卻該恒溫元件或者當供應熱時溫度和/或壓力影響裝置能加熱該恒溫元件。這提供影響恒溫元件的額外機會。特別優(yōu)選地，溫度和/或壓力影響裝置包括珀爾貼元件。珀爾貼元件能加熱或冷卻，兩種功能都利用供應到珀爾貼元件的相對應的電流而容易地設置。在一特別優(yōu)選的實施例中，提出熱交換器裝置制成自來水加熱器，其具有在主側上的主入口和主出口和在副側上的副入口和副出口，由此能從副出口接出升高溫度的自來水。自來水的溫度由溫度傳感器在副出口處檢測。此溫度然后控制該閥，該閥布置于主側， 在主入口中或主出口中。對于自來水加熱器，在熱水的接出過程的開始時出現(xiàn)相對較大的溫度變化。這些溫度變化能利用恒溫元件相對快速地平衡。此外，溫度和/或壓力影響裝置有利地用于減小永久控制偏差。優(yōu)選地，溫度和/或壓力影響裝置受到主入口處的溫度影響。然后此溫度為在熱交換器裝置處的物理值，利用它來減小控制偏差。在一特別優(yōu)選的實施例中，提出溫度和/或壓力影響裝置包括在主入口與恒溫元件之間的熱傳導連接件。然后自主入口的溫度實際上通過熱傳導連接件而直接轉移到恒溫元件。以此相對簡單的方式，確保了閥獲得改進的閥行為。優(yōu)選地，熱傳導連接件由金屬絲(特別地銅)制成，其與主入口和恒溫元件進行熱傳導接觸。在最簡單的情況下，金屬絲能繞主入口纏繞若干次且也繞恒溫元件纏繞若干次。當使用銅或具有同樣良好熱傳導性質的金屬時，能以簡單方式實現(xiàn)優(yōu)良的控制行為。在替代或額外實施例中，熱傳導連接件能為管，特別地為連接到主入口的毛細管。 在此情況下，使用熱交換器上的壓差來驅動流體通過該管，因此運輸熱。


在下文中，結合附圖基于優(yōu)選實施例對本發(fā)明展開描述，附圖示出 圖1為閥裝置的示意圖2為帶有閥裝置的熱交換器裝置； 圖加為圖2中的熱交換器裝置的修改的實施例； 圖3為解釋閥的打開行為的示意圖； 圖4為解釋修改的打開行為的示意圖； 圖5為根據圖1的修改的實施例；以及圖6為另一熱交換器裝置。
具體實施例方式根據圖1的閥裝置1具有閥2，閥2具有閥元件3和閥座4。閥元件3固定到閥桿 5上。閥桿5由恒溫元件6促動。在恒溫元件6中布置工作介質7，工作介質7的體積隨著溫度改變。工作介質7可為液體或氣態(tài)或者流體與氣體的混合物。其可為固體物質，諸如蠟。吸收介質也是可能的。不同工作介質的當前清單不應認為是全部的。打開彈簧8以遠離閥座4的一定力作用于閥元件3上。在恒溫元件6中的壓力在關閉方向中抵抗打開彈簧的力。閥2控制傳熱介質從入口 9向出口 10的流動，出口 10以未詳細示出的方式連接到熱交換器，例如散熱器或自來水加熱器。根據圖1的實施例的下文描述假定此散熱器加熱房間11，在房間11中布置遠程傳感器12，遠程傳感器12由毛細管13連接到恒溫元件6。 當房間11中的溫度升高時，在遠程傳感器12中的工作介質7膨脹且通過毛細管13移位到恒溫元件6內。因此，在恒溫元件內的體積膨脹使得閥桿5接近閥元件3進一步朝向閥座 4且節(jié)流傳熱流體到熱交換器內的入口。因此，房間11中的溫度不再進一步升高或甚至降低。當房間11中的溫度降低時，在遠程傳感器12中的工作介質7的體積減小，使得打開彈簧8能使閥元件3再次遠離閥座4移動。因此，傳熱流體的入口增加。當恒溫元件6位于房間11中時，常常不需要遠程傳感器12。這種恒溫元件作為比例控制(P控制)工作。這種P控制具有永久控制偏差。為了減小這種永久控制偏差，提供溫度和/或壓力影響裝置14來作用于恒溫元件 6上或者提供經由管15連接到恒溫元件6的額外罐16。額外罐16也包含工作介質7。額外罐16連接到珀爾貼元件17，珀爾貼元件17受到控制裝置18控制。珀爾貼元件17能在供應熱時加熱額外罐16和在吸熱時冷卻額外罐16。珀爾貼元件17也可放置于中立狀態(tài)，其中，其既不從額外罐16吸熱也不向額外罐16供應熱。誤差F對控制裝置18起作用，此處示意性地示出。通常，此誤差為由恒溫元件6造成的控制偏差。存在證實誤差F的不同方式。壓力傳感器19能布置于恒溫元件6中以檢測工作介質7中的壓力。能使用桿傳感器20，其檢測桿5的位置和因此檢測桿移位，即，在桿5的預期所需位置與桿5的實際實現(xiàn)位置之間的差異。也能使用額外溫度傳感器21，其檢測房間11中的實際溫度且比較該實際溫度與所需溫度。三個傳感器19-21連接到控制裝置18，出于清楚原因，未示出這些連接。盒100表示在其中示出一個或多個傳感器19-21 的線路的相對于控制裝置18的位置。當然，珀爾貼元件17 (或另一溫度控制裝置)也能直接布置于恒溫元件6處。在此情況下，恒溫元件6的效果也可獨立于房間11中溫度的影響而改變。特別地，能減小由永久控制偏差所造成的誤差。還將維持表征恒溫元件6的快速反應用于控制閥2。圖2示出一實施例，其中此處僅示意性地示出的閥2被示出與自來水加熱器22連接。自來水加熱器22為熱交換器，其具有主側23和副側對。主側23包括主入口 25和主出口 26。副側包括副入口 27和副出口 28。主側23例如連接到小區(qū)加熱設施或者室內加熱系統(tǒng)。在副側M上，消費者能接熱水。在副側出口 28中布置溫度傳感器四，溫度傳感器四連接到恒溫元件6。當消費者接熱水時，在副出口觀中的溫度降低且閥2打開更大使得在主側23上加熱流體的流量能增加。熱傳導連接件30布置于主入口 25與恒溫元件6之間。在最簡單的情況下，熱傳導連接件30由銅線31或者具有良好熱傳導性的不同材料的線做出，其繞主入口 25且也繞恒溫元件纏繞。其也可為填充了水或另一流體的管31a (圖加)，流體接管傳熱，例如通過熱傳導或對流。因此，恒溫元件6接收主入口 25的近似溫度。在圖加中，與圖2相同和在功能上相同的元件被提供相同的附圖標記。利用熱交換器22上的壓差，能驅動流體通過毛細管 31a。現(xiàn)利用圖3和圖4來詳細地解釋功能。圖3和圖4示出閥特征，其中傳感器溫度沿著X軸且打開程度沿著Y軸。在圖3中，線32(實)示出恒溫元件6的正常操作行為。當恒溫元件6的溫度升高時，線32移位到線33。當恒溫元件6的溫度降低時，線32移位到線 34。根據恒溫元件的操作點(例如，其中閥2打開的點)，能設置恒溫元件6的溫度使得由溫度傳感器所檢測的副出口觀的溫度對于所有操作點相同。這以豎直線35示出。呈恒溫元件溫度變化形式的I鏈路的引入允許降低控制回路中的放大而不會增加永久偏差。換言之，在副出口觀處的自來水的溫度偏差減小或甚至完全移除。這再次造成控制回路增加的穩(wěn)定性。這在圖4中示出。而且此處線32示出恒溫元件6的正常操作狀態(tài)，線33示出在恒溫元件6升高溫度下的操作行為且線34示出在恒溫元件6降低溫度下的操作行為。在圖3和圖4的右邊，示出傳感器四的溫度，且在上方為主側23上的流量?？煽闯鼍€36傾斜，即，熱自來水在副出口處的溫度偏差大于根據圖3的實施例中的情況。但是，其仍在可接受的范圍內。圖5示出基本上對應于圖1的閥裝置的示意圖。相同和在功能上相同的元件因此被提供相同的附圖標記。對恒溫元件6的影響裝置1 做出修改。在此實施例中，影響裝置14只是影響工作介質7中的壓力。為此目的，額外罐16連接到示意性地示出的壓力影響裝置37，壓力影響裝置37同樣受到控制裝置18控制。壓力影響裝置37影響恒溫元件6中的工作介質7 的壓力。為此目的，能例如改變填充了工作介質7的額外罐16中的體積。壓力影響裝置37 能具有不同實施例。其因此例如能為泵，伺服促動器或膜促動器。
圖6示出一實施例，其為根據圖2的實施例的進一步發(fā)展。與圖2相同的元件因此被提供相同的附圖標記。另外對于自來水加熱器22，根據圖6的熱交換器裝置具有額外的熱交換器40，提供熱交換器40用于供應加熱系統(tǒng)中的散熱器41。泵42生成傳熱介質通過散熱器41和熱交換器40的副側43的強制循環(huán)。熱交換器44的主側44也連接到主入口 25和主出口沈， 其例如屬于小區(qū)加熱設施。在主側44上的傳熱介質的流動受到閥45的控制，閥45同樣由恒溫元件46促動或以不同方式，例如由電驅動馬達促動。恒溫元件46受到副側43上的溫度傳感器47影響?？刂谱詠硭訜崞?2的閥2的恒溫元件6連接到主入口 48和主出口 49，且因此熱交換器40的主側44上的熱對其起作用。這是考慮夏天與冬天之間不同的溫度條件進行小區(qū)加熱的有利方式。因此，例如，在冬天小區(qū)加熱設施的傳熱介質的溫度為100°C。另外，散熱器41必須被供應熱使得熱交換器40起作用。由于熱傳導連接件30作用于熱交換器40的主側44 上，具有用用自來水加熱器22的閥2的恒溫元件6，這給出受控制的控制回路的恒溫器的減小的溫度偏差和因此增加的比例帶(P-band)。在夏天，自小區(qū)加熱設施的傳熱介質的溫度通常更低。其例如為65°C。在夏天，散熱器41并不工作。因此，熱交換器40必須不工作，因為實際上房屋并無熱要求。這意味著恒溫元件6并不由熱交換器40的主側44加熱。這導致正常的控制偏差。
權利要求
1.一種閥裝置，其具有閥和閥促動裝置，所述閥控制傳熱介質通過熱交換器裝置的流動，所述熱交換器裝置包括主側和副側，所述閥促動裝置包括恒溫元件，由所述副側上的溫度對所述恒溫元件起作用且能由溫度和/或壓力影響裝置對所述恒溫元件起作用，其特征在于，所述溫度和/或壓力影響裝置(14)能受到可從所述閥( 或所述熱交換器裝置獲得的物理值影響。
2.根據權利要求1所述的閥裝置，其特征在于，提供控制裝置(18)以檢測所述閥O) 處的控制偏差且根據所述控制偏差來控制所述溫度和/或壓力影響裝置(14)。
3.根據權利要求1或2所述的閥裝置，其特征在于，提供壓力傳感器(18)以檢測在所述恒溫元件(6)中的壓力，所述溫度和/或壓力影響裝置(14)對所述壓力做出反應。
4.根據權利要求1至3之一所述的閥裝置，其特征在于，所述閥( 具有閥桿(5)且桿傳感器00)確定所述桿的位置，所述溫度和/或壓力影響裝置(14)對桿移位做出反應。
5.根據權利要求1至4之一所述的閥裝置，其特征在于，在所述熱交換器裝置的所述副側(11，24)上提供溫度傳感器以檢測實際溫度，且提供比較器以檢測所述實際溫度與所需溫度之間的差異，所述溫度和/或壓力影響裝置(14)對所述差異做出反應。
6.根據權利要求1至5之一所述的閥裝置，其特征在于，所述恒溫元件(6)具有通往外部的連接件(15)，額外罐(16)連接到所述連接件(15)，所述溫度和/或壓力影響裝置(14) 作用于所述額外罐(16)上。
7.根據權利要求1至6之一所述的閥裝置，其特征在于，所述溫度和/或壓力影響裝置 (14)能以供應熱的狀態(tài)或吸熱狀態(tài)操作。
8.根據權利要求7所述的閥裝置，其特征在于，所述溫度和/或壓力影響裝置(14)被制成珀爾貼元件。
9.根據權利要求1至8之一所述的閥裝置，其特征在于，所述熱交換器裝置被制成為自來水加熱器(22)，其在所述主側上具有主入口 0 和主出口 06)且在所述副側 (24)上具有副入口 (XT)和副出口(觀)，由此能從所述副出口 08)接出具有升高溫度的自來水。
10.根據權利要求9所述的閥裝置，其特征在于，所述溫度和/或壓力影響裝置(30)受到所述主入口 05)處溫度的影響。
11.根據權利要求10所述的閥裝置，其特征在于，所述溫度和/或壓力影響裝置(30) 包括在所述主入口 0 與所述恒溫元件(6)之間的熱傳導連接件(31)。
12.根據權利要求10或11所述的閥裝置，其特征在于，所述熱傳導連接件(31)能為管，特別地為連接到所述主入口 05)的毛細管。
13.根據權利要求11所述的閥裝置，其特征在于，所述熱傳導連接件(31)由金屬絲制成，特別地為銅，其與所述主入口 0 與所述恒溫元件(6)成熱傳導接觸。
全文摘要
本發(fā)明涉及閥裝置(1)，其具有閥(2)和閥促動裝置，閥(2)控制傳熱介質通過熱交換器裝置的流動，熱交換器裝置包括主側和副側(11)，閥促動裝置包括恒溫元件(6)，由副側(11)上的溫度對恒溫元件(6)起作用且能由溫度和/或壓力影響裝置(14)對恒溫元件(6)起作用。本發(fā)明力圖以快速反應實現(xiàn)良好控制行為。為此目的，溫度和/或壓力影響裝置(14)能受到可從閥(2)或熱交換器裝置獲得的物理值影響。
文檔編號G05D23/275GK102460334SQ201080032999
公開日2012年5月16日 申請日期2010年5月26日 優(yōu)先權日2009年5月26日
發(fā)明者貝諾尼森 A., E. 托爾森 J., 扎加爾 T. 申請人:丹福斯有限公司