專利名稱：將住宅中熱水排出裝置的熱交換器連接到遠(yuǎn)程供熱管網(wǎng)上的裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于將住宅中的熱水排出裝置的熱交換器或可能是住宅中的加熱裝置連接到遠(yuǎn)程供熱管網(wǎng)上的裝置，其具有根據(jù)熱水排出裝置流量控制的第一閥門和根據(jù)排出的熱水溫度控制的第二閥門，這兩個(gè)閥門設(shè)置在遠(yuǎn)程供熱管網(wǎng)與熱交換器初級(jí)端之間，熱交換器次級(jí)端與熱水排出裝置連接。
在這類(DE 199 07 509 A1)已知裝置中第一閥門和第二閥門處于串聯(lián)。第一閥門根據(jù)設(shè)置在冷水輸送管道中的熱交換器初級(jí)端上的節(jié)流閥上的壓力降進(jìn)行控制。第二閥門通過溫度探頭控制，溫度探頭測(cè)量熱交換器次級(jí)端上的熱水溫度。由此在初級(jí)回路中的流量、溫度和壓差變化時(shí)實(shí)現(xiàn)盡可能精確地調(diào)節(jié)排出熱水溫度并在熱交換器次級(jí)回路中的冷水溫度變化時(shí)通過排出裝置排出的熱水溫度對(duì)于給定的排出量盡可能地保持恒定。此外熱交換器中初級(jí)側(cè)的流量應(yīng)該確定熱交換器即刻的次級(jí)側(cè)流量。
在已知情況中，在熱交換器次級(jí)端排出量給定的情況下對(duì)熱交換器初級(jí)端流量的調(diào)節(jié)產(chǎn)生在初級(jí)端給定初始溫度例如70℃情況下的合適的流量，并完全打開由溫度控制的第二閥門。當(dāng)初始溫度升高時(shí)，根據(jù)初級(jí)端流量控制的第一閥門繼續(xù)保持相同的開啟度，而對(duì)于由溫度控制的第二閥門kv值減小，因此初級(jí)端流量也等于為保持次級(jí)側(cè)溫度通過熱交換器傳遞的熱量。因此在熱交換器初級(jí)端為最高初始溫度時(shí)根據(jù)溫度控制的第二閥門的開啟度是小的。
此外，因?yàn)閮蓚€(gè)串聯(lián)閥門的全部倒數(shù)kv值的平方等于兩個(gè)閥門倒數(shù)kv值的平方和，所以根據(jù)溫度控制的閥門kv值構(gòu)成整個(gè)kv值的大部分，使得根據(jù)溫度控制的閥門P-范圍(比例范圍)必須是寬的，以便對(duì)于熱交換器次級(jí)端在小排出流量時(shí)實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的(無波動(dòng)的)熱水溫度調(diào)節(jié)。
本發(fā)明的目的在于，提出文首所述類裝置，該裝置能夠更好地利用遠(yuǎn)程供熱管網(wǎng)的能力并能夠以簡(jiǎn)單的方式精確而穩(wěn)定地調(diào)節(jié)排出熱水的溫度。
按照本發(fā)明這個(gè)目的這樣實(shí)現(xiàn)，即將第一閥門與第二閥門并聯(lián)連接。通過這種方式實(shí)現(xiàn)兩個(gè)閥門根據(jù)排出量的比例控制。這兩個(gè)閥門的并聯(lián)連接具有優(yōu)點(diǎn)即能夠防止在小排出量情況下排出熱水溫度的波動(dòng)。此外對(duì)于并聯(lián)連接閥門整個(gè)kv值等于各閥門kv值的和。因此根據(jù)溫度控制的閥門kv值只占整個(gè)kv值的較小部分，因此與串聯(lián)連接閥門相比能夠以較小的比例范圍實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的溫度調(diào)節(jié)。
如果假定兩個(gè)閥門并聯(lián)連接時(shí)的整個(gè)kv值與串聯(lián)連接時(shí)的kv值相等，以便傳遞相等的熱量，則串聯(lián)連接閥門的比例范圍必需兩倍于并聯(lián)連接閥門的比例范圍。因此如果假定并聯(lián)連接閥門具有與串聯(lián)連接閥門相同穩(wěn)定性的時(shí)候，并聯(lián)連接閥門能夠以簡(jiǎn)單的方式實(shí)現(xiàn)精確的溫度調(diào)節(jié)。
使用可以根據(jù)排出裝置流量控制的第一閥門具有優(yōu)點(diǎn)，即初級(jí)側(cè)的流量可以迅速地調(diào)節(jié)到即刻的熱水排出量。
當(dāng)閥門串聯(lián)時(shí)，一個(gè)閥門的總流量不可能超出由最小閥門所限定的極限值。因此當(dāng)終止熱水排出時(shí)，根據(jù)熱水排出裝置流量控制的第一閥門關(guān)閉初級(jí)側(cè)流量。則根據(jù)溫度控制的第二閥門失去作用。
當(dāng)閥門并聯(lián)時(shí)，初級(jí)側(cè)的總流量等于通過兩個(gè)閥門的流量和。因此當(dāng)終止熱水排出時(shí)，根據(jù)流量控制的第一閥門關(guān)閉，使得總流量減小。而根據(jù)溫度控制的閥門繼續(xù)工作并這樣調(diào)節(jié)，使其探頭溫度等于所期望的排出溫度。熱交換器和其初級(jí)循環(huán)保持加熱，使得在打開排出裝置時(shí)立刻流出熱水。
當(dāng)存在加熱裝置時(shí)最好考慮將第一閥門作為優(yōu)先閥門，通過該閥門加熱裝置也與遠(yuǎn)程供熱管網(wǎng)連接并且該閥門在排出熱水時(shí)節(jié)流或關(guān)閉通向加熱裝置的熱水流量。
該優(yōu)先閥門最好為三通閥，該閥門可以通過膜片根據(jù)排出裝置流量進(jìn)行控制。當(dāng)排出熱水時(shí)壓力在膜片的一側(cè)下降。同時(shí)使遠(yuǎn)程供熱管網(wǎng)到加熱裝置的熱水輸送節(jié)流或關(guān)閉，以便取水側(cè)更好地利用遠(yuǎn)程供熱管網(wǎng)提供熱水的能力。
第一閥門的閉鎖部件可以與伺服驅(qū)動(dòng)裝置連接，該伺服驅(qū)動(dòng)裝置在壓力下降時(shí)在熱交換器的副管道中起到調(diào)節(jié)閉鎖部件的作用。
根據(jù)此目的，第一閥門的閉鎖部件與膜片的一側(cè)在殼體部件中連通而膜片的另一側(cè)與熱交換器的副管道連通。當(dāng)排出熱水時(shí)膜片面對(duì)優(yōu)先閥門的一側(cè)壓力下降，使通向加熱裝置的連接被節(jié)流而熱交換器初級(jí)端的流量增加。
該副管道最好是熱交換器的冷水輸送管道而膜片與位于冷水輸送管道中的第三閥門的閉鎖部件連接。由此提高膜片的使用壽命。根據(jù)功能膜片也可以設(shè)置在熱水側(cè)。
所有閥門最好具有公共的殼體。這將實(shí)現(xiàn)沒有較長(zhǎng)管道和內(nèi)部連接的非常緊湊的裝置結(jié)構(gòu)。與此相對(duì)應(yīng)，與單個(gè)結(jié)構(gòu)部件通過多根管道連接相比使裝配費(fèi)用降低。
具體地講，該裝置可以這樣構(gòu)成，即第一閥門具有長(zhǎng)圓柱形殼體部件，在該殼體中第一閥門的閉鎖部件可以在縱向上進(jìn)行調(diào)節(jié)并且伺服驅(qū)動(dòng)裝置的殼體部件這樣安置在第一閥門的一端，使膜片與第一閥門殼體部件縱軸同軸地設(shè)置，伺服驅(qū)動(dòng)裝置的殼體部件同時(shí)構(gòu)成第三閥門的殼體部件，第二閥門的殼體部件與安裝在其上的用于控制第二閥門的溫度調(diào)節(jié)器橫交于第一閥門殼體部件設(shè)置，溫度調(diào)節(jié)器的溫度探頭與熱交換器的熱水出口建立熱力學(xué)連接，而第二閥門連接第一閥門的入口和其與熱交換器連接的出口。
另外，第四閥門的殼體部件可以安置在第一閥門和第二閥門的殼體部件上并橫交于該殼體部件，該第四閥門位于與入口壓力連接的第一和第二閥門的入口端并可以根據(jù)第一和第二閥門的入口端與出口端之間的壓差進(jìn)行控制。
在此壓差調(diào)節(jié)器的殼體部件可以與第四閥門的殼體部件連接，該壓差調(diào)節(jié)器具有一個(gè)與第四閥門的閉鎖部件連接的膜片，該膜片在一側(cè)承受第一和第二閥門的入口壓力而在另一側(cè)承受第一和第二閥門出口壓力。
下面借助于優(yōu)選的實(shí)施例結(jié)合附圖詳細(xì)描述本發(fā)明。附圖所示為

圖1為按照本發(fā)明裝置的實(shí)施例原理圖，該裝置通過熱水排出裝置的熱交換器和加熱裝置連接到遠(yuǎn)程供熱管網(wǎng)和冷水管網(wǎng)，圖2為圖1中按照本發(fā)明裝置的結(jié)構(gòu)側(cè)視圖，圖3為圖2中的III-III截面圖，圖4為圖2中的IV-IV截面圖，圖5為圖4中的V-V截面圖。
按照?qǐng)D1，熱交換器1和由一個(gè)或多個(gè)加熱器組成的加熱裝置2可以通過按照本發(fā)明的裝置3連接到遠(yuǎn)程供熱管網(wǎng)FW和冷水管網(wǎng)KW上。熱交換器1和加熱裝置2位于住宅的房間里。
熱交換器1的初級(jí)端通過來自遠(yuǎn)程供熱管網(wǎng)FW的熱水輸送管道4與裝置3的出口接頭5連接。熱交換器1的初級(jí)端出口通過回水管道6與遠(yuǎn)程供熱管網(wǎng)的回水管道FR連接。熱交換器1次級(jí)端9的熱水出口通過管道10與由一個(gè)或多個(gè)熱水閥門組成的熱水排出裝置WW連接。
熱水HW的第三出口接頭11與加熱裝置2的入口端連接，加熱裝置的回水管道HR同樣與管道6連接。
裝置3在入口端具有用于遠(yuǎn)程供熱管網(wǎng)FW的入口接頭12和連接冷水管網(wǎng)KW的入口接頭13。
在這里也可以參照?qǐng)D2至5，裝置3包括第一閥門14，該閥門在這里為三通閥形式的優(yōu)先閥門并具有一個(gè)入口15和兩個(gè)出口16和17。與優(yōu)先閥門14的入口15和出口16并聯(lián)的第二閥門18具有一個(gè)入口19和一個(gè)出口20。優(yōu)先閥門14出口17與出口接頭11連接。閥門14和18的入口15和19通過閥門21與入口接頭12連接。閥門14和18的出口16和20相互連接并與出口接頭5連接。此外裝置3包括一個(gè)溫度調(diào)節(jié)器22。這個(gè)調(diào)節(jié)器通過管道23與溫度探頭24連接，溫度探頭具有膨脹材料并且在熱交換器1的次級(jí)側(cè)出口上測(cè)量排出熱水的溫度，而閥門18或者說其閉鎖部件根據(jù)膨脹材料的膨脹比例這樣控制或調(diào)節(jié)以克服可調(diào)節(jié)的理論值彈簧25(見圖5)的力，使通過閥門18的遠(yuǎn)程供熱管網(wǎng)FW的熱水流量這樣調(diào)節(jié)，使熱交換器1出口的溫度與通過熱水排出裝置WW的排出量無關(guān)地持續(xù)保持恒定，即等于所調(diào)節(jié)的理論值。
此外裝置3在與冷水管網(wǎng)KW連接的入口接頭13與出口接頭7之間包括另一閥門26，其閥門閉鎖部件27與伺服驅(qū)動(dòng)裝置28連接，該伺服驅(qū)動(dòng)裝置在熱交換器1的副管道、此處為冷水管道8的壓力下降時(shí)起到調(diào)節(jié)閥門閉鎖部件27的作用。伺服驅(qū)動(dòng)裝置28包括殼體部件30中的膜片29，該膜片在一側(cè)與閥門26的閥門閉鎖部件27連接而在另一側(cè)通過閥桿31與優(yōu)先閥門14的閥門閉鎖部件32連接。通道通過閥門閉鎖部件27和膜片29從膜片29的一側(cè)延伸到另一側(cè)。
當(dāng)通過熱水排出裝置WW達(dá)到最大熱水排出量時(shí)閥門26出口側(cè)的壓力P2(參見圖4)相對(duì)于閥門26入口側(cè)的冷水壓力P1劇烈下降，使得伺服驅(qū)動(dòng)裝置28將從優(yōu)先閥門14的中心入口15到通過出口接頭11與加熱裝置2相連接的出口17的通道關(guān)閉，并將從中心入口15到通過出口接頭5和輸送管道4與熱交換器1初級(jí)端相連接的出口16的通道完全打開。由此最大熱水流量在完全打開閥門21時(shí)通過優(yōu)先閥門14流到熱交換器1。但是當(dāng)終止(關(guān)閉)從熱交換器1排出熱水時(shí)，閥門26通過伺服驅(qū)動(dòng)裝置28將優(yōu)先閥門14換接到另一終端位置，在這個(gè)位置出口16關(guān)閉而出口17完全打開，使得來自遠(yuǎn)程供熱管網(wǎng)FW的最大熱水流量可以通過打開的閥門21和優(yōu)先閥門14流向加熱裝置2。當(dāng)通過熱水排出裝置WW的熱水排出達(dá)到中間值的時(shí)候優(yōu)先閥門14的閉鎖部件32對(duì)此占據(jù)中間位置，在這個(gè)位置來自遠(yuǎn)程供熱管網(wǎng)FW的熱水輸送通過優(yōu)先閥門14相應(yīng)地被分配到熱交換器1和加熱裝置2。
閥門21通過壓差調(diào)節(jié)器33進(jìn)行控制。壓差調(diào)節(jié)器33一邊通過閥門21而另一邊通過壓力探頭34測(cè)量一方面是入口15和19的公共連接點(diǎn)與另一方面是兩個(gè)閥門14和18的出口16和20的公共連接點(diǎn)之間的壓差，該探頭通過管道35和入口接頭36與設(shè)置在壓差調(diào)節(jié)器33中的膜片的37的一側(cè)處于連接。膜片37的同一側(cè)通過壓力彈簧38加載并通過空心閥桿39與閥門21的閥門閉鎖部件40處于連接。閥門14和18的入口15，19通過穿過閥門閉鎖部件40的空心閥桿39與膜片37另一側(cè)處于連接。通過壓差調(diào)節(jié)器33將兩個(gè)閥門14，18并聯(lián)連接的入口端壓力與并聯(lián)連接出口端的壓力進(jìn)行比較，并且閥門21或其閥門閉鎖部件40這樣控制以克服作為理論值發(fā)生器作用的彈簧38的力，使閥門14，18并聯(lián)連接的壓差與輸入到裝置3的遠(yuǎn)程供熱管網(wǎng)FW的壓力波動(dòng)無關(guān)地保持恒定。
裝置3具有非常緊湊的結(jié)構(gòu)，因?yàn)樗虚y門具有一個(gè)公共的殼體。因此優(yōu)先閥門14具有長(zhǎng)圓柱形殼體部件41，在該殼體部件中閉鎖部件32可以在縱向上調(diào)節(jié)并在其一端安置伺服驅(qū)動(dòng)裝置28的殼體部件30。伺服驅(qū)動(dòng)裝置28的膜片29與殼體部件41的縱軸同軸地設(shè)置。伺服驅(qū)動(dòng)裝置28的殼體部件30同時(shí)構(gòu)成閥門26的殼體部件。橫交于優(yōu)先閥門14的殼體部件41安置閥門18的殼體部件42，其中在殼體部件42上與閥門18的操縱機(jī)構(gòu)同軸地設(shè)置溫度調(diào)節(jié)器22。閥門21的殼體部件43設(shè)置在兩個(gè)閥門14和18的殼體部件41，42上并橫交于殼體部件41，42。此外壓差調(diào)節(jié)器33的殼體部件44與閥門21的殼體部件43連接。
權(quán)利要求
1.用于將住宅中的熱水排出裝置(WW)的熱交換器(1)或可能是住宅中的加熱裝置(2)連接到遠(yuǎn)程供熱管網(wǎng)(FW)上的裝置(3)，其具有根據(jù)熱水排出裝置(WW)流量控制的第一閥門(14)和根據(jù)排出的熱水溫度控制的第二閥門(18)，這兩個(gè)閥門設(shè)置在遠(yuǎn)程供熱管網(wǎng)(FW)與熱交換器(1)初級(jí)端之間，熱交換器次級(jí)端(9)與熱水排出裝置連接，其特征在于，第一閥門(14)和第二閥門(18)并聯(lián)連接。
2.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，當(dāng)存在加熱裝置(2)時(shí)該第一閥門(14)是優(yōu)先閥門，通過該閥門加熱裝置(2)也與遠(yuǎn)程供熱管網(wǎng)(FW)連接并且該閥門在排出熱水時(shí)節(jié)流或關(guān)閉通向加熱裝置(2)的熱水流量。
3.如權(quán)利要求2所述的裝置，其特征在于，該優(yōu)先閥門(14)為三通閥，該閥門可以通過膜片(29)根據(jù)熱水排出裝置(WW)的流量進(jìn)行控制。
4.如權(quán)利要求2所述的裝置，其特征在于，該第一閥門(14)的閉鎖部件(32)與伺服驅(qū)動(dòng)裝置(28)連接，該伺服驅(qū)動(dòng)裝置在壓力下降時(shí)在熱交換器(1)的副管道(8)中起到調(diào)節(jié)閉鎖部件(32)的作用。
5.如權(quán)利要求3所述的裝置，其特征在于，該第一閥門(14)的閉鎖部件(32)與膜片(29)的一側(cè)在殼體部件(30)中連通而膜片(29)的另一側(cè)與熱交換器(1)的副管道(8)連通。
6.如權(quán)利要求5所述的裝置，其特征在于，該副管道(8)是熱交換器(1)的冷水輸送管道而膜片(29)與位于冷水輸送管道(8)中的第三閥門(26)的閉鎖部件(27)連接。
7.如權(quán)利要求4和6所述的裝置，其特征在于，該所有閥門(14，18，26)具有一個(gè)公共的殼體。
8.如權(quán)利要求7所述的裝置，其特征在于，該第一閥門(14)具有長(zhǎng)圓柱形殼體部件(41)，在該殼體中第一閥門(14)的閉鎖部件在縱向上是可調(diào)節(jié)的并且伺服驅(qū)動(dòng)裝置(28)的殼體部件(30)這樣安置在第一閥門的一端，使膜片(29)與第一閥門(14)殼體部件(41)縱軸同軸地設(shè)置，伺服驅(qū)動(dòng)裝置(28)的殼體部件(30)同時(shí)構(gòu)成第三閥門(26)的殼體部件，第二閥門(18)的殼體部件(42)與安裝在其上的用于控制第二閥門(18)的溫度調(diào)節(jié)器(22)橫交于第一閥門(14)的殼體部件(41)設(shè)置，溫度調(diào)節(jié)器(22)的溫度探頭(24)與熱交換器(1)的熱水出口建立熱力學(xué)連接，而第二閥門(18)連接第一閥門(14)的入口(15)和其與熱交換器(1)連接的出口(16)。
9.如權(quán)利要求8所述的裝置，其特征在于，該第四閥門(21)的殼體部件(43)安置在第一閥門(14)和第二閥門(18)的殼體部件(41，42)上并橫交于殼體部件(41，42)，該第四閥門位于與入口壓力連接的第一和第二閥門(14，18)的入口端并可以根據(jù)第一和第二閥門(14，18)的入口端(15，19)與出口端(16，20)之間的壓差進(jìn)行控制。
10.如權(quán)利要求9所述的裝置，其特征在于，該壓差調(diào)節(jié)器(33)的殼體部件(44)與第四閥門(21)的殼體部件(43)連接，該壓差調(diào)節(jié)器具有一個(gè)與第四閥門(21)的閉鎖部件(40)連接的膜片(37)，該膜片在一側(cè)承受第一和第二閥門(14，18)的入口壓力而在另一側(cè)承受第一和第二閥門(14，18)的出口壓力。
全文摘要
對(duì)于一種已知的用于將住宅中的熱水排出裝置(WW)的熱交換器(1)或可能是住宅中的加熱裝置(2)連接到遠(yuǎn)程供熱管網(wǎng)(FW)上的裝置(3)，其具有根據(jù)熱水排出裝置(WW)流量控制的第一閥門(14)和根據(jù)排出的熱水溫度控制的第二閥門(18)。這兩個(gè)閥門(14，18)串聯(lián)在遠(yuǎn)程供熱管網(wǎng)(FW)與熱交換器(1)初級(jí)端之間。熱交換器(1)次級(jí)端(9)與熱水排出裝置(WW)連接。當(dāng)兩個(gè)閥門串聯(lián)時(shí)，根據(jù)溫度進(jìn)行控制的閥門的k
文檔編號(hào)F24D19/00GK1418307SQ01806562
公開日2003年5月14日 申請(qǐng)日期2001年3月12日 優(yōu)先權(quán)日2000年3月14日
發(fā)明者J·J·莫爾貝克, T·斯克塔 申請(qǐng)人:丹福斯有限公司