[发明专利]热交换器

说明书

本发明涉及一种热交换器，包括一个外壳，在该外壳内设有一个具有在前行接头与回程接头之间的第一流动路径的一次侧和一个具有在流入接头与排出接头之间的第二流动路径的二次侧，以及包括一个控制载热流体通过一次侧的流量的阀。

这种热交换器例如应用在建筑物内，它供给来自一个供热系统网的热量。由供热系统网提供的载热液体流过一次侧。在一个连接在回程接头下游的水龙头处可提取的生活用水在流过二次侧时被加热。这类似地适用于当不是加热生活用水而是加热供暖用水来给建筑物供暖的情况下。

尤其在由供热系统网供给的建筑物比较小时，例如较小的独家住宅，人们希望将热交换器所需要的结构空间保持得尽可能小。当然这只能有限地达到。需要铺设管道，以便将前行接头和回程接头与供热系统网连接起来。流入接头必须与生活水源例如饮水系统连接。排出接头必须与住宅内部的热水管道连接。

EP0111673B1介绍了一种热交换器，它设计为油冷却器。一次侧被应冷却的油流过。一次侧设计在外壳的内部。在外壳内部布置多个构成热交换器二次侧的管道。这些管道可被冷却水流过。为了控制冷却水量设有一个阀，它的阀件可借助膨胀材料元件从阀座推开，当一次侧进口的温度上升时，膨胀材料元件膨胀。因此，受一次进口的温度亦即油温的作用，所述油冷却器实现对于二次侧入口亦即冷却水量的控制。

本发明的目的是设计一种紧凑的热交换器。

上述目的通过一种前言所述类型的热交换器采取下列措施达到：所述阀有一个包括膨胀材料元件的操纵装置，该膨胀材料元件受二次侧温度的作用。

采用这种设计可以直接控制阀，不必担忧结构空间的显著增大。所述膨胀材料元件在温度增高时膨胀以及在温度下降时收缩。可以利用这种体积变化相应地控制阀，阀控制载热流体通过一次侧的流量。在这里是一种比较简单的关系。当为了提取热的生活用水打开一个水龙头，例如热水龙头时，较冷的水流入输入接头内。一旦较冷的水到达膨胀材料元件，便使它改变其体积。可以利用这种体积变化将阀打开。阀的开启促使热的载热流体流过一次侧并可将其热量传给在二次侧的生活用水。这种热传导导致生活用水相应地提高温度，这一点又可被膨胀材料元件直接感受到。由此发生的膨胀材料元件的体积增大又可以直接被用于阀的节流。由此形成一个小的调节回路，它能比较迅速地工作，以及可在外部亦即在热交换器外壳的外部无需更多结构性费用的情况下工作。因此，人们采取比较简单的措施就可将二次侧的水温保持为恒定。

在这里优选地将膨胀材料元件设在排出接头的区域内。由此膨胀材料元件原则上可感受到生活用水离开热交换器时的温度。这一温度应相当于一个额定值。因此可以直接充分利用膨胀材料元件的作用，不必考虑在沿流动方向流过时在膨胀材料元件之后再进一步加热生活用水。

另外比较有利的是膨胀材料元件与阀直接耦合。因此节省传力件，例如一种通过软管或其他管道的液体的液压传输装置，或一根机械顶杆。若膨胀材料元件与阀直接耦合，则可以充分利用热交换器外壳内部的结构空间。

优选地所述膨胀材料元件有一种不可压缩的膨胀材料。在这种情况下得到一种单值的行程-温度关系，亦即属于膨胀材料元件的每一个温度对应一个确定的体积，这一体积可以直接传输给阀而没有操纵阀。对于显示出一种可压缩特性的充气装置，得到的是一种温度-力特性，所以温度-行程特性还与作用在阀上的外力有关。

优选地所述膨胀材料由蜡或一种液体构成。不仅蜡而且液体均有充分的不可压缩特性。蜡或相应的液体因温度造成的体积改变，足以将阀按需要的程度开启或关闭。

在这里特别优选地，膨胀材料元件在热交换器内可平行于其作用方向定位。因此，通过改变膨胀材料元件在热交换器内的位置，可以实施预调。换句话说，可以通过在热交换器内移动膨胀材料元件调整温度的额定值，亦即液体在排出接头处应有的温度。这种移动可例如这样实现，即，将膨胀材料元件旋入热交换器的外壳内。因此，通过绕螺旋轴线旋转膨胀材料元件，可以达到期望的位置改变。

还比较有利的是，所述阀和操纵装置布置在就外壳而言的相同高度上。因此可以实现短的行程，也就是说，温度对操纵装置与阀之间的传动件可以保持小的影响。

优选地，阀装在前行接头上，以及所述前行接头和排出接头设置成与外壳的一个公共边上相邻。简单地说，前行接头、回程接头、流入接头和排出接头构成一个四边形优选地一个矩形的四个角点，其中，两个流动路径分别“对角”延伸。在这种情况下可以保证，将前行接头和排出接头布置在四边形的短边上，所以它们彼此靠近，这足以保持操纵装置与阀之间短的传动距离。