[发明专利]组合热泵与公共饮水供给设施的装置的安全热交换器

说明书

技术领域

本发明涉及用于组合热泵与饮水供给设施的装置的安全热交换 器，其具有饮用水的主循环回路、具有不会造成健康威胁的防冻材料 的第二级安全循环回路，和具有冷却剂的第三级循环回路。

背景技术

DE 102004061441B4公开了用于饮用水保护区的热交换器。出于 安全原因，提出了第三种中间循环回路以便能够操作具有饮用水的主 要循环，旨在保护饮用水保护区的饮用水。

DE 2834442A1也公开了饮用水供给设施与用来获取热量的热交 换器的组合，为了获得基于热泵系统的内部热量，部分水从被中央供 水设施的管网中排出，热量用热交换器从该中央供水设施的管网中散 出。作为预防措施，热储存装置在从管网中撤出的部分水量的热泵与 热交换器之间被提供。当在中央供水设施管道内预期有一个很低的流 速时，该储存装置应该确保夜间热量的产生在有限的时间内是独立的。 一旦发生泄漏该中间存储装置无法避免冷却剂进入与饮用水接触。

DE 2930484A1也提出了在饮用水设施中使用热泵。热交换器用配 件与饮用水管道连为一体。主水管应被设置为环路以便确保在该主水 管中连续的供热。循环泵可以用来循环设置在环路中的主要的供水管 道中的饮用水。可以根据饮用水的温度控制循环泵。

DE 2926578A1涉及用于饮用水供给的安全热交换器。应该避免 直接加热饮用水和生产用水，因为冷却剂和饮用水仅仅被单层壁隔开， 产生了冷却剂冲破该单层壁且进入饮用水的危险。热交换器被配置为 至少一个热管来热传递，其中位于液体容器外部的热管的端部被设置 在冷却剂流经的冷却剂容器。该冷却剂容器经由热管延伸通过的双层 壁与流体容器连接。热管具有相对于饮用水是中性的填料。泄漏通过 效率的降低间接地表示。因此当使用热泵来保护饮用水时，将鼓励熟 练的技工采用充满饮用水或无害的酒精的双层壁冷却盘管。但是，仅 此并不能完全满足保护饮用水的规则要求，因为如果冷却剂的循环回 路和中间循环回路发生泄漏时，冷却剂可不注意地转移到饮用水中。

DE 7927266U1公开了用于热泵的冷凝器，其具有被外部管道环 绕的内部管道。封闭的环形空间充满了水并且与超压安全阀和开关装 置连接。

AT 375770B也公开了具有压力指示器的任意的双层壁的冷却盘 管，其中冷却盘管包含作为分离液体的水。从油中损耗的热量将被用 来加热不会与油接触的生产用水。压力指示器不适于不能防冻的非增 压的主要介质。

在DE 2926578A1中，至少一个热管被用于热传递，其中位于液 体容器外部的热管的端部被设置在冷却剂流经的冷却容器中。该冷却 容器通过双层壁与液体容器连接。热管延伸穿过双层壁。这样的布置 形成了安全的热交换器，其确保冷却剂与饮用水分离并且防止冷却剂 进入液体。这种安全的布置被监测，一旦发生泄漏，其间接地显示效 率降低。

在密闭的热管循环回路中，有极高的传导率的中间循环回路在冷 却剂与饮用水之间被连接。该中间循环回路由热管构成。该热管是空 的或是装满水。然而，该热管也可能装满酒精。以这种方式，该热管 有相对于饮用水是中性的或无害的填料。

因此，当使用热泵时，鼓励熟练的技工采用中间循环回路来保护 饮用水，其中该中间循环回路装满饮用水或无害的酒精。但是，仅此 并不能完全满足保护饮用水的要求，因为如果冷却剂循环回路和中间 循环回路发生泄漏，冷却剂可能不经注意地转移到饮用水中。

最后，在DE 1020040614441B4中公开的热泵具有不是主要设计 来保护饮用水的中间循环回路。相反，主循环回路装满饮用水来保护 地下水。该中间循环回路设计了防冻的布置，并且因此装满对饮用水 供应被视为是有害的浓盐水或水-乙二醇混合物。因此，DE 1020040614441B4专门提出了具有充满饮用水的地热收集器的热交换 器系统，其中热交换器通常可防冻。因此该安全热交换器是温控的。 当达到允许的冷却温度时通过恒温阀打开的返回管路被提供。此外， 该中间循环回路具有大小足以实际可防冻的循环系统。

为此原因，饮用水实际上不能达到完全安全，因为饮用水的循环 回路直接与水-乙二醇循环回路接触。如果中间循环回路和主循环回路 发生泄漏，水-乙二醇混合物可能进入饮用水中。饮用水供给中的乙二 醇被认为是造成健康威胁的物质。因此，该热交换器不适于组合热泵 与公共饮水供给设施的装置。

发明内容