close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Патент РФ 2334929

код для вставки
РОССИЙСКАЯ ФЕДЕРАЦИЯ
(19)
RU
(11)
2 334 929
(13)
C2
(51) МПК
F28D 9/02 (2006.01)
F28F 27/00 (2006.01)
ФЕДЕРАЛЬНАЯ СЛУЖБА
ПО ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ,
ПАТЕНТАМ И ТОВАРНЫМ ЗНАКАМ
(12)
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ
(21), (22) За вка: 2006140220/06, 21.04.2005
(72) Автор(ы):
БЕНОНЮССОН Атли (DK)
(24) Дата начала отсчета срока действи патента:
21.04.2005
(73) Патентообладатель(и):
ДАНФОСС А/С (DK)
R U
(30) Конвенционный приоритет:
26.04.2004 DE 102004020293.1
(45) Опубликовано: 27.09.2008 Бюл. № 27
2 3 3 4 9 2 9
(56) Список документов, цитированных в отчете о
поиске: WO 02070976 A, 12.09.2002. WO 0142729
A, 14.06.2001. GB 2382646 A, 04.06.2003. DE
3643952 A, 09.07.1987. RU 2001376 C1,
15.10.1993.
(85) Дата перевода за вки PCT на национальную фазу:
27.11.2006
2 3 3 4 9 2 9
R U
(87) Публикаци PCT:
WO 2005/103572 (03.11.2005)
C 2
C 2
(86) За вка PCT:
DK 2005/000275 (21.04.2005)
Адрес дл переписки:
191002, Санкт-Петербург, а/ 5, ООО "Л пунов
и партнеры", пат.пов. Ю.В.Кузнецовой
(54) ТЕПЛООБМЕННИК
(57) Реферат:
Изобретение относитс к области теплотехники,
и
может
быть
использовано
в
системе
централизованного
теплоснабжени дл нагревани технической воды. Теплообменник
содержит канал первичного контура, помещенный
между входным
соединением и
выходным
соединением,
канал
вторичного
контура,
помещенный между соединением с подающим
трубопроводом и соединением с обратным
трубопроводом,
теплопередающее
устройство
между каналом первичного контура и каналом
вторичного контура, а также датчик температуры.
Датчик температуры помещен внутри канала
вторичного контура у соединени с обратным
трубопроводом, причем
датчик температуры
контактирует с теплопередающим устройством или
находитс на небольшом рассто нии от него.
Техническим результатом изобретени вл етс экономи пространства
при
измерении
температуры при получении удовлетворительных
результатов. 6 з.п. ф-лы, 5 ил.
Страница: 1
RU
C 2
C 2
2 3 3 4 9 2 9
2 3 3 4 9 2 9
R U
R U
Страница: 2
RUSSIAN FEDERATION
RU
(19)
(11)
2 334 929
(13)
C2
(51) Int. Cl.
F28D 9/02 (2006.01)
F28F 27/00 (2006.01)
FEDERAL SERVICE
FOR INTELLECTUAL PROPERTY,
PATENTS AND TRADEMARKS
(12)
ABSTRACT OF INVENTION
(21), (22) Application: 2006140220/06, 21.04.2005
(72) Inventor(s):
BENONJuSSON Atli (DK)
(24) Effective date for property rights: 21.04.2005
(73) Proprietor(s):
DANFOSS A/S (DK)
(30) Priority:
26.04.2004 DE 102004020293.1
R U
(45) Date of publication: 27.09.2008 Bull. 27
(85) Commencement of national phase: 27.11.2006
2 3 3 4 9 2 9
(86) PCT application:
DK 2005/000275 (21.04.2005)
(87) PCT publication:
WO 2005/103572 (03.11.2005)
Mail address:
191002, Sankt-Peterburg, a/ja 5, OOO
"Ljapunov i partnery", pat.pov. Ju.V.Kuznetsovoj
2 3 3 4 9 2 9
R U
(57) Abstract:
FIELD: heating.
SUBSTANCE: invention is referred to thermal
engineering and may be used in district heating
systems for heating service water. Heat exchanger
contains primary circuit channel located between
inlet and outlet connections, secondary circuit
channel located between supply pipeline assembly
and return pipeline assembly, heat-conducting
device between primary circuit channel and
secondary
circuit
channel,
and
temperature
sensor. Temperature sensor is located between
secondary circuit channels close to connection
with return pipeline. Besides, temperature sensor
contacts with heat-conducting device or situates
at small distance from it.
EFFECT: space saving in heat exchanger when
temperature is measured and good results are
achieved.
Страница: 3
EN
7 cl, 5 dwg
C 2
C 2
(54) HEAT EXCHANGER
RU 2 334 929 C2
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
Изобретение относитс к теплообменнику с каналом первичного контура, который
помещен между входным и выходным соединением, каналом вторичного контура, который
помещен между соединением к подающему трубопроводу и соединением к обратному
трубопроводу, теплопередающим устройством между первичным и вторичным контуром, а
также датчиком температуры.
Такой теплообменник примен етс , например, в системе централизованного
теплоснабжени дл нагревани технической воды, котора течет через вторичный контур.
Необходимое дл нагревани тепло подводитс посредством жидкого теплоносител из
сети централизованного теплоснабжени . Жидкий теплоноситель течет в первичном
контуре. Первичный и вторичный контуры прилегают друг к другу в корпусе дл теплоносител , они наход тс в теплопроводной св зи, так что перенос тепла
осуществл етс через теплопередающее устройство. Аналогичным образом с помощью
такого теплообменника можно нагревать техническую воду дл отоплени здани , причем и
в этом случае источником тепла вл етс сеть централизованного теплоснабжени .
Чтобы как можно точнее установить температуру на выходе, поток жидкого
теплоносител в первичном контуре регулируют в зависимости от количества тепла,
которое отбираетс во вторичном контуре. По сним это на примере технической воды,
котора нагреваетс в теплообменнике. Поскольку вода отбираетс у соединени обратного трубопровода к вторичному контуру, через соединение с подающим
трубопроводом притекает холодна техническа вода. Соответственно, чтобы во
вторичный контур переносилось достаточное количество тепла, жидкий теплоноситель
практически одновременно должен протекать в первичном контуре.
Чтобы управл ть и даже регулировать тот клапан, который управл ет потоком жидкости
в первичном контуре, во многих случа х необходим датчик температуры, который
позвол ет осуществить такое регулирование.
Так, в WO 02/070976 А1 показан теплообменник названного вначале типа, в котором
датчик температуры имеет закрытую камеру. Внутри камеры находитс расшир юща с жидкость или расшир ющийс газ. Закрыта камера находитс в теплопроводной св зи с
теплообменником. Камера может помещатьс либо снаружи, либо внутри теплообменника.
Здесь на камеру действует температура первичного контура и температура вторичного
контура. Жидкость или газ, который вытесн етс из закрытой камеры, действует
непосредственно на клапан, чтобы открыть или закрыть его. Датчик температуры имеет
размеры, которые рассчитаны на большую площадь теплообменника. Таким образом, дл размещени датчика требуетс относительно большое пространство. Обеспечить выдачу
данных, которые необходимы дл управлени потоком жидкого теплоносител в первичном
контуре, в таких услови х не так просто.
В основе данного изобретени лежит задача предложить компактное устройство дл определени температуры, которое в то же врем давало бы удовлетворительные
результаты.
В случае теплообменника названного выше типа эта задача решаетс благодар тому,
что датчик температуры помещен в канал вторичного контура у соединени с обратным
трубопроводом таким образом, что он контактирует с теплопередающим устройством или
находитс на небольшом рассто нии от него.
Така конструкци , во-первых, позвол ет регистрировать температуру непосредственно
в точке соединени канала вторичного контура с обратным трубопроводом. Таким образом,
датчик позвол ет определ ть температуру технической воды, котора течет в канале там,
где заканчиваетс теплопередача из первичного контура во вторичный. Итак, с помощью
такого датчика можно сравнительно быстро и точно регулировать подвод тепла к
жидкости, котора протекает в канале вторичного контура. Датчик температуры
воспринимает также сравнительно быстрые изменени , которые происход т не
непосредственно в протекающей в канале вторичного контура жидкости, но и в
окружающей среде, в частности, в первичном контуре. Эти вли ни через
теплопередающее устройство действуют либо непосредственно на датчик, если он
Страница: 4
DE
RU 2 334 929 C2
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
контактирует с этим устройством, либо с небольшой задержкой, если между ними
существует какой-то промежуток. В любом случае обеспечиваетс очень быстра реакци на изменение температуры. Непосредственное вли ние на датчик больших масс металла,
которые имеютс в районе фитингов у присоединени обратного трубопровода,
предотвращаетс . Большие массы металла реагируют на изменени температуры намного
медленнее. Соответственно жидкость из первичного контура дл нагревани этих фитингов
не нужна. Например, если отбор технической воды из канала вторичного контура
закончилс , то датчик температуры нагреваетс быстрее, так как обеспечиваетс лучшее
вли ние на него со стороны первичного контура.
Предпочтительно входное присоединение, выходное присоединение, соединение с
подающим трубопроводом и соединение с обратным трубопроводом должны образовывать
углы четырехугольника, внутри которого помешен датчик температуры. Это позвол ет
простым способом обеспечить вли ние на датчик температуры первичного контура. Итак,
датчик присоединени к обратному трубопроводу не «экранируетс ». Поскольку на датчик
вли ет также температура первичного контура, достигаетс быстрое регулирование и,
прежде всего, быстрое закрытие клапана в этом контуре.
Жидкость в каналах первичного и вторичного контура предпочтительно должна
протекать в противоположных направлени х. Так как датчик температуры находитс возле
соединени обратного трубопровода с каналом вторичного контура, а жидкость в каналах
протекает в противоположных направлени х, на датчик вли ет также температура входного
присоединени канала первичного контура. Благодар этому при регулировании потока в
первичном контуре можно учесть также вли ние температуры первичного контура, без
полного встраивани датчика в этот контур.
Предпочтительно упом нутый четырехугольник, начина от соединени обратного
трубопровода, должен иметь более длинную и более короткую сторону, причем входное
соединение ограничивает короткую сторону, а датчик температуры помещен ближе к
короткой стороне, чем к длинной. Благодар этому обеспечиваетс вли ние температуры
со стороны части протекающего через первичный контур теплоносител , который поступает
в теплообменник. Помещение датчика температуры относительно входного присоединени позвол ет оценить вли ние на датчик температуры первичного контура.
Предпочтительно теплопроводной св зи между датчиком и стенкой присоединени к
обратному трубопроводу быть не должно. Стенка этого соединени обычно
изготавливаетс из металла, например латуни. Если в этом месте теплопроводна св зь с
датчиком отсутствует, например, благодар тому, что он находитс на некотором
рассто нии от упом нутой стенки, то достигаетс непосредственное и относительно
быстрое вли ние на датчик со стороны жидкости у выхода канала вторичного контура.
Напротив, вли ние больших масс металла с соответственно большей термической
инерцией уменьшаетс .
Датчик температуры предпочтительно выполнить в виде электронного датчика. Таким
образом, электронный датчик выдает электрические сигналы, которые завис т от
температуры. Такие сигналы легко обрабатываютс электрическими схемами, это
позвол ет использовать дл регулировани потока электрические цепи. Можно
использовать и другие виды датчиков температуры.
Предпочтительно датчик помещен в отверстие корпуса теплообменника. Этот вариант
размещени и монтажа датчика температуры вл етс относительно простым.
Далее изобретение описываетс более подробно на основе предпочтительных
примеров реализации, описание сопровождаетс чертежами. На чертежах показано
следующее:
фиг.1 - схематичное изображение теплообменника;
фиг.2 - втора конструктивна форма теплообменника в схематичном представлении;
фиг.3 - схематичное изображение дл объ снени теплообмена;
фиг.4 - схематичное изображение дл объ снени положени датчика температуры в
теплообменнике.
Страница: 5
RU 2 334 929 C2
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
Схематично изображенный на фиг.1 теплообменник 1 имеет корпус 2, входное
соединение 3 и выходное соединение 4 канала 5 первичного контура, который обозначен
сплошными лини ми, а также соединение к подающему трубопроводу 6 и соединение к
обратному трубопроводу 7 канала 8 вторичного контура, который обозначен
штрихпунктирными лини ми. Каналы 5, 8 прилегают друг к другу через теплопередающее
устройство 9.
На фиг.1 теплообменник изображен лишь в схематичном виде. В реальных
теплообменниках канал 5 первичного контура и канал 8 вторичного контура реализуетс ,
например, следующим образом: друг на друга накладываютс гофрированные или гнутые
листы, в результате в сечении возникает сотова структура. В этом случае одни из этих
«сот» относ тс к каналу 5 первичного контура, другие - к каналу 8 вторичного
контура. Теплопередающее устройство образуетс стенками сот.
Соединение 7 соединено с точкой 10 отбора, котора в данном случае представлена
клапаном 11. Когда клапан 11 открываетс , в канале 8 вторичного контура течет вода. У
соединени к подающему трубопроводу вода имеет более низкую температуру, например
10-15°С, в точке же отбора температура воды должна составл ть, например, 50°С.
Соответственно одновременно с отбором технической воды через точку отбора 10
необходимо позаботитьс о том, чтобы через канал 5 первичного контура подводилось
достаточное количество тепла.
Дл регулировани потока воды в канале 5 первичного контура предусмотрен клапан 12,
которым управл ет устройство 13. Управл ющее устройство 13, в свою очередь, получает
данные о температуре от датчика температуры 14, который помещен на соединении к
обратному трубопроводу 7. При этом датчик 14 вставлен в отверстие 15 корпуса 2,
причем так, чтобы он находилс в канале 8 вторичного контура. На фиг.4 этот канал
обозначен буквами K, канал 5 первичного контура - буквами W. На фиг.4 показана также
конструкци теплопередающего устройства 9. На фиг.4 представлены два варианта
помещени датчика 14, они отделены друг от друга пунктирной линией. С левой стороны
между теплопередающим устройством 9 и датчиком 14 имеетс определенный зазор, с
правой стороны датчик соприкасаетс с устройством 9. При обоих вариантах
обеспечиваетс вли ние на датчик также температуры первичного контура.
Как видно из фиг.1, соединени 3, 7, 4 и 6 образуют четыре угла пр моугольника.
Датчик температуры 14 помещен внутри этого пр моугольника. Из этого чертежа также
видно, что упом нутый пр моугольник имеет короткую и длинную сторону. Коротка сторона ограничиваетс , например, соединением 7 к обратному трубопроводу и входным
соединением 3. Датчик 14 помещен ближе к этой короткой стороне между соединени ми 7
и 3, чем к длинной стороне между соединени ми 7 и 4. Соответственно, хот на датчик
14 в основном вли ет температура в соединении 7 к обратному трубопроводу, на него
также воздействует температура жидкого теплоносител , который подаетс через входное
соединение 3. Часть 5а первичного потока 5 изображена таким образом, что она проходит
вблизи датчика 14. Соответственно благодар теплопроводности на датчик 14 в
определенной степени вли ет также температура жидкости, протекающей в первичном
контуре. Тепловое излучение играет здесь второстепенную роль.
Датчик температуры 14 выполнен в виде электронного датчика. В простейшем случае
речь идет о позисторе, сопротивление которого мен етс в зависимости от температуры.
Конечно, можно использовать и полупроводниковые датчики, характеристики которых
мен ютс в зависимости от температуры.
Определенна датчиком 14 температура анализируетс управл ющим устройством 13,
которое в зависимости от этой температуры управл ет наход щимс у выходного
соединени 4 клапаном 12.
Датчик температуры 14 много места не занимает, поэтому при применении такого
датчика 14 габаритные размеры теплообменника 1 увеличиваютс незначительно. Датчик
14 не экранируетс соединением 7 к обратному трубопроводу. Предпочтительно поместить
его под углом от 45° до 90° к линии, соедин ющей соединение 7 и соединение 4, или под
Страница: 6
RU 2 334 929 C2
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
углом от 0 до 45° к линии, котора соедин ет соединение 3 и соединение 7. От выбора
этого угла, нар ду с другими факторами, зависит, как сильно будет вли ть температура
первичного контура на управление клапаном 12.
На фиг.2 показана немного измененна конструкци теплообменника 1. Одинаковые и
соответствующие элементы обозначены здесь так же, как и на фиг.1.
В отличие от исполнени в соответствии с фиг.1 датчик 14 в данном случае выполнен
не в виде электронного датчика, а в виде термосилового датчика. Он содержит
наполнение, объем которого измен етс в зависимости от температуры. Датчик
температуры 14 посредством капилл рной трубки 16 соединен с клапаном 12.
В остальном датчик температуры 14 размещаетс точно так же, как показано на фиг.1.
Еще одно различие заключаетс в том, что входное соединение 3 и выходное
соединение 4 помещают с одной и той же стороны корпуса 2. С противоположной стороны
размещаетс соединение 6 к подающему трубопроводу и соединение 7 к обратному
трубопроводу канала 8 вторичного контура.
Из сопоставлени фиг.3А и 3B видно, что нормальное врем нечувствительности Тd
(см. фиг.3А), которое проходит до начала реагировани на изменени температуры,
снижаетс почти до нул (фиг.3B). Это св зано с тем, что датчик температуры 14
помещен пр мо в поток жидкости, котора протекает во вторичном контуре, причем без
контакта с большими массами. В случае помещени датчика температуры 14 (естественно,
можно использовать и несколько датчиков) ответ на изменение температуры наступает
намного раньше, в зависимости от рассто ни до первичного контура в регулирование
можно вовлечь и этот контур.
В районе соединени имеетс больша масса металла и жидкости. В этом месте
температура будет постепенно увеличиватьс . Однако, если датчик температуры 14 будет
помещен на некотором рассто нии от фитинга, то надобность в тепле из первичного
контура дл нагревани этого буфера отпадет.
Формула изобретени 1. Теплообменник с каналом первичного контура, помещенным между входным и
выходным соединением, каналом вторичного контура, помещенным между соединением с
подающим трубопроводом и соединением с обратным трубопроводом, теплопередающим
устройством между каналом первичного контура и каналом вторичного контура, а также с
датчиком температуры, отличающийс тем, что датчик температуры (14) помещен внутри
канала (8) вторичного контура у соединени (7) с обратным трубопроводом так, что он
контактирует с теплопередающим устройством (9) или находитс на небольшом рассто нии
от него.
2. Теплообменник по п.1, отличающийс тем, что входное соединение (3), выходное
соединение (4), соединение (6) с подающим трубопроводом и соединение (7) с обратным
трубопроводом образуют углы четырехугольника, а датчик температуры (14) помещен
внутри этого четырехугольника.
3. Теплообменник в соответствии по п.2, отличающийс тем, что потоки в канале (5)
первичного контура и канале (8) вторичного контура направлены в противоположные
стороны.
4. Теплообменник по п.3, отличающийс тем, что указанный четырехугольник, начина от соединени (7) обратного трубопровода, имеет более длинную и более короткую
сторону, причем входное соединение (3) ограничивает короткую сторону, а датчик
температуры (14) помещен ближе к короткой стороне, чем к длинной.
5. Теплообменник по любому из пп.1-4, отличающийс тем, что датчик температуры (14)
не находитс в теплопроводной св зи со стенкой соединени (7) с обратным
трубопроводом.
6. Теплообменник по любому из пп.1-4, отличающийс тем, что датчик температуры (14)
выполнен в виде электронного датчика.
7. Теплообменник по любому из пп.1-4, отличающийс тем, что датчик температуры (14)
Страница: 7
CL
RU 2 334 929 C2
помещен в отверстие (15) корпуса (2) теплообменника (1).
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
Страница: 8
RU 2 334 929 C2
Страница: 9
DR
RU 2 334 929 C2
Страница: 10
RU 2 334 929 C2
Страница: 11
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
0
Размер файла
267 Кб
Теги
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа