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非饮用水加热单元
    【技术领域】
     本发明涉及一种应用于供热设备中的非饮用水加热单元。背景技术 在供热设备中通常还必须对非饮用水进行加热。为此已知的是， 或者设置可加热 非饮用水的水存储器， 或者使用热交换器， 其中， 根据连续式加热器的类型， 利用处于加热 循环中的加热介质对非饮用水加热。
     因此， 在传统的供热设备中， 将用于对非饮用水加热的系统集成在加热设备或锅 炉中。
     发明内容 在新型的供热设备中经常使用多个热源， 例如一个锅炉和一个太阳能设备。对于 这种由很多构件组成的加热设备， 将用于非饮用水加热的系统集成在特定的设备部分中是 较为困难的。 因此， 本发明的目的在于提出一种非饮用水加热单元， 其可以方便地集成在供 热系统中， 并将所有用于非饮用水加热的主要构件都集成在一个单元中。
     本发明的目的通过一种非饮用水加热单元得以实现， 该装置设计应用于供热设备 中， 其具有 ： 至少一个热交换器， 热交换器具有用于加热介质的第一流路和用于待加热非饮 用水的第二流路 ； 和用于加热介质的第一循环泵， 其与热交换器的第一流路相连接并固定 在热交换器上， 其中， 第二循环泵是可固定在热交换器上的， 并用作已加热非饮用水的环流 泵。
     根据本发明的非饮用水加热单元是一种将用于非饮用水加热的主要构件集成在 其中的结构单元。该结构单元特别是热交换器， 其具有用于加热介质的第一流路和用于待 加热非饮用水的第二流路。加热介质优选可以是加热循环水， 其由锅炉或例如由水存储器 供给。 另外， 该非饮用水加热单元还具有用于加热介质的循环泵， 该循环泵与热交换器的第 一流路相连接并固定在热交换器上。 循环泵用于向热交换器输送加热介质， 其中， 通过接通 或关闭循环泵， 必要时还有循环泵的转速控制器， 根据用于加热非饮用水的热量需求， 可以 对向热交换器输送加热介质进行调整或调节。
     此外， 优选将所需要的传感器以及用于控制非饮用水加热的控制单元集成在非饮 用水加热单元中。必要时还可以将所需要的阀门和 / 或其他的液压构件集成在非饮用水加 热单元中， 从而将非饮用水加热单元看作是一种结构单元， 其可以被预组装地提供， 并集成 在供热系统中。 非饮用水加热单元优选具有仅用于向外与外部管道相连接所需要的管道接 口， 即， 特定的一个用于加热介质的入口、 一个用于加热介质的出口、 一个用于待加热非饮 用水的入口和一个用于待加热非饮用水的出口。 非饮用水加热单元内部的流动控制通过管 道和 / 或优选集成的连接组件或连接接头来进行， 其中， 设置任意的一个或多个流路或流 动通道， 并使其与热交换器相连接。这种连接件或连接接头可以优选作为塑料组件通过注 塑成型制成。
     另外， 根据本发明， 在非饮用水加热单元中， 第二循环泵固定在热交换器上， 或者 是可在热交换器上固定的， 该循环泵作为用于已加热非饮用水的环流泵。这种非饮用水加 热单元优选具有附加的管道接口， 用以连接需要供应非饮用水的建筑物的一个或多个循环 管道。 这种循环管道在建筑物中通常在距离非饮用水加热单元最远的对非饮用水的采样点 上分岔， 以便非饮用水能够在整个管道系统中进行循环， 从而使管道系统中始终充满已加 热的非饮用水， 并因此可以避免在采样点上对非饮用水采样时的等待时间。
     根据本发明， 现在用于非饮用水循环所需要的环流泵不是单独安装在供热系统 中， 而是集成在非饮用水加热单元中， 从而使循环泵可以成为预组装单元的元件。在此， 还 可以在热交换器上固定第二循环泵， 或第二循环泵在热交换器上是可固定的， 因此可以将 热交换器看作非饮用水加热单元的承载元件。
     根据本发明， 可以将第二循环泵作为环流泵固定地集成在非饮用水加热单元中。 替代地， 还可以将非饮用水加热单元模块化地构成， 从而将作为环流泵的第二循环泵可选 地固定在热交换器上。为此， 在热交换器上或在与热交换器相连接的连接接头上设置相应 的接口或固定插口， 从而在需要这种环流泵时， 可以可选地将第二循环泵固定在这些接口 或固定插口上。循环泵可以利用附属的构件， 例如传感器和其他连接件， 构成循环模块， 该 模块可以可选地集成在非饮用水加热单元中， 在此， 在非饮用水加热单元中已经存在用于 连接循环模块或其构件的相应的接口和紧固件。
     优选第二循环泵流动控制地与热交换器相连接， 使得循环管道通过循环泵通入热 交换器的第二流路中， 从而可以将已循环的非饮用水再次引入热交换器中， 并在那里被加 热。 通过对第二循环泵的一体化， 即将环流泵集成在非饮用水加热单元中， 可以进一步简化 供热设备的安装， 因为没有单独的设备部件， 特别是没有单独的用于非饮用水循环的泵必 须被安装在供热设备或建筑物中， 而是可以作为预组装的非饮用水加热单元的元件与其他 用于非饮用水加热所需要的构件一起容易地组装为结构单元。同样优选将用于循环， 也就 是循环泵的控制器和有可能需要的传感器一起集成在非饮用水加热单元中。这种将控制 器、 泵和所需要的传感元件一体化在非饮用水加热单元中的优点还在于， 可以使在组装非 饮用水加热单元时所要建立的电气连接的数量最少， 因为优选只需要建立一个供应电源。
     第一循环泵优选通过第一接口与热交换器的第一流路相连接， 并通过第二接口与 用于加热介质的管道接口相连接。因此， 优选循环泵的吸入管接件与用于加热介质的管道 接口相连接， 而压力管接件与热交换器的第一流路相连接。 然后， 将例如用于连接锅炉或水 存储器的外部管道连接在管道接口上。 在此， 该管道接口优选构造为标准化的接口， 特别是 作为插头接口或具有螺纹， 以便能够容易地建立与外部管道的连接。
     优选第二循环泵通过第一接口与用于循环管道的管道接口相连接， 并通过第二接 口与用于非饮用水管道的管道接口或与热交换器的第二流路相连接。 也就是说， 外部管道， 特别是循环管道， 必须仅与非饮用水加热单元的管道接口相连接。环流泵与其他非饮用水 循环所需要的套管 (Verrohrung) 已经集成在非饮用水加热单元中。管道接口也优选以标 准化的方式构造为插塞连接或螺丝连接， 以便能够容易地建立与外部管道的连接。特别优 选将如上所述的第二循环泵直接与热交换器的第二流路相连接。在此， 适当地将第二循环 泵的压力管接件通入热交换器的第二流路中， 以便将循环的非饮用水导入热交换器中， 并 在那里对其再次加热。特别优选热交换器是板式热交换器。这种板式换热器的制造成本低廉， 在内部在 第一和第二流路之间提供较大的导热面， 并且还是本身稳定的， 从而可以使其构成非饮用 水加热单元的中央承载构件。因此， 可以将诸如连接接头、 连接件、 循环泵等所有其余的构 件固定在热交换器上， 从而可以去掉附加的承载结构。板式热交换器以公知的方式由相互 间隔的板构成堆， 其中， 第一和第二流路通常在板之间交替前进， 从而使第一和第二流路分 别被通过其进行热传递的板彼此分开。
     循环泵优选安装在热交换器上， 使得第一和 / 或第二循环泵的转动轴线平行于热 交换器的板延伸。 这可以使非饮用水加热单元具有特别紧凑的结构， 在此， 泵与热交换器的 板平行地取向。
     还优选的是， 第一和第二循环泵设置在热交换器的两个彼此相对的侧面上。也就 是说， 热交换器位于两个循环泵之间， 并因此构成中央承载组件。通过这种设置， 一方面可 以简化两个循环泵与作为承载元件的热交换器的连接， 另一方面可以使整个非饮用水加热 单元的结构特别紧凑。
     优选， 循环泵固定在其上的彼此相对的侧面由板式热交换器的外板组成。在这些 板中优选构造位于热交换器中的两个流路的连接口， 使循环泵可以在这里流动控制地连接 这些侧面的连接口， 同时可以在这些侧面上固定在热交换器。 根据另一种优选的实施方式， 在热交换器上， 在第二流路 ( 即用于非饮用水的流 路 ) 的出口上安装连接接头， 其具有用于非饮用水管道的管道接口， 并与第二循环泵的接 口相连接。因此， 该连接接头在内部具有 T 形的流动通道， 其中， 第一支管 (Schenkel) 通向 管道接口， 第二支管通向循环泵， 第三支管通向连接口或通向热交换器的第二流路的入口。 也就是说， 管道接口和第二循环泵的流路在连接接头中会聚在一起， 然后共同通入热交换 器的入口。
     在此， 位于该连接接头上的管道接口优选设置用于连接冷水管。 即， 通过该管道接 口向非饮用水加热单元输送待加热的非饮用水。因此， 通过第二循环泵的流动通道的汇入 口 (Einmündung)， 不仅可以将第二循环泵的循环非饮用水， 而且还可以将已输送的冷水导 入热交换器的第二流路中， 以便在那里加热。
     还优选在连接接头的流路中设置温度和 / 或流传感器 (液流传感器 )。 这些传感器可用于控制或调节非饮用水加热单元。 特别可以用于确定， 在系统中 是否有对非饮用水的要求， 也就是说， 是否有来自非饮用水供应， 即冷水管道的非饮用水流 动。此外， 这些传感器还可以检测温度， 以便特别是通过第一循环泵相应地调整和 / 或调节 加热介质的供应， 并使非饮用水保持在所需要的温度。
     为了检测非饮用水要求或非饮用水需求， 特别优选在所提到的连接接头中使用温 度传感器。为此， 连接接头在如上所述的流动通道中优选具有通向管道接口的第一通道部 分或第一支管和通向第二循环泵的第二通道部分或第二支管， 它们相聚于一个节点。从该 节点分出通向连接口或热交换器入口的第三通道部分或第三支管。温度和 / 或流传感器优 选与节点间隔开地位于第一支管中， 即通向管道接口的支管。这种布置使得可以根据该管 道部分中的温度准确地检测非饮用水要求。这对于非饮用水循环是特别有优势的， 因为当 采用非饮用水循环时， 在采样点上根据管道中的流动不能准确地识别非饮用水要求， 即非 饮用水的汲取。流动是由循环引起， 还是由于水龙头打开， 是无法区分的。 如果在通向管道接口的 通道部分中， 与连接有第二循环泵的循环管道的节点相间隔地设置用于检测温度的温度传 感器或组合的温度 / 流传感器， 就可以检测到温度的波动， 由此可以可靠地推断出非饮用 水要求。 在循环运行中， 如果没有非饮用水被汲取， 那么存在于该通道部分中的水还可以由 于其接近通向第二循环泵的通道部分 ( 循环的非饮用水流经该通道部分 ) 而被加热。 现在， 如果非饮用水被汲取， 则输送到管道接口的冷水流过该通道部分， 并且温度下降， 由此可以 可靠地探测到对非饮用水的汲取， 然后可以通过控制单元使用于向热交换器输送加热介质 的第一循环泵投入运行。
     根据另一种优选的实施方式， 在热交换器上安装紧固件， 在该紧固件上固定至少 一个与第二循环泵相连接的管道。 这种管道可以将第二循环泵与用于连接循环管道或热交 换器的连接接头的管道接口连接起来。 优选非饮用水加热单元的所有管道接口都位于非饮 用水加热单元的一侧上， 进一步优选在一个平面上， 从而提供一个接口面， 在该面上， 所有 的外部管道都与非饮用水加热单元相连接。
     根据本发明的一种特定的实施方式， 第二循环泵设计为可卸除的， 在此， 设置通向 第二循环泵接口的连接接头， 其具有用于该循环泵的可封闭的接口。这种实施方案允许模 块化地构造根据本发明的非饮用水加热单元， 从而使可能还具有所需要的管道接口的第二 循环泵可以作为循环模块可选地安装在非饮用水加热单元中。 优选将至少一个连接接头固 定在热交换器上， 其保留在热交换器上， 而与是否安装第二循环泵无关。 连接接头还可以在 内部具有其他的流路， 例如， 正如所描述的那样， 建立从冷水管道到热交换器的连接。通过 封闭用于第二循环泵的接口， 例如借助于封闭堵头或其他可卸除的封闭元件， 可以容易地 根据需要将第二循环泵作为循环模块固定在该接口上。 通过这种实施方案可以减少所需的 零件数量， 因为可以使用相同的连接接头， 而与循环模块设置与否无关。此外， 在需要时可 以容易地在非饮用水加热单元中加装作为循环模块的第二循环泵。
     根据另一优选实施方式， 设置至少一个传感器， 特别是温度和 / 或流传感器或者 流量传感器 (Durchflusssensor)， 其与数据采集模块相连接， 数据采集模块具有输出接口， 用以与至少一个循环泵的控制单元的输入接口进行通讯。优选多个传感器， 特别是设置于 非饮用水加热单元中的所有传感器以及可能还有外部传感器与该数据采集模块相连接。 这 可以例如通过电气连接导线实现。这样， 数据采集模块用于通过一个单独的输出接口与控 制单元的输入接口进行通讯。通过这种方式可以简化传感器在控制单元上的连接， 因为传 感器不必直接与控制单元相连接。 控制单元优选特别是通过控制至少一个循环泵来控制非 饮用水加热单元。因此， 特定是对第一循环泵这样进行控制 ： 使其在有非饮用水需求时接 通， 以向热交换器输送用于非饮用水加热的加热介质。 此外， 控制单元还可以包含控制器或 调节器， 特别是第一循环泵的转速调节器， 以便能够根据检测到的传感器信号合乎需要地 调整加热介质的输送流。
     控制单元或控制装置优选作为控制电子器件至少部分地集成在循环泵之一中， 特 别是集成在第一循环泵中。通过这种方式可以去除对单独的控制单元的连接和安装， 因为 可以将控制单元直接集成在循环泵机组的电子设备中。在这种集成中， 设置数据采集模块 是特别有利的， 因为并非所有的传感器都必须单独地与泵机组的控制电子器件相连接， 从 而在泵机组上就不必为单独的传感器相应地设置许多接口。输 入 接 口 和 输 出 接 口 优 选 构 造 为 无 线 接 口， 特别是构造为无线电接口 (Funkschnittstellen)， 从而可以完全放弃在控制单元上的用于连接传感器的导线连接。 因此， 在理想情况下， 其中集成有该控制单元的泵机组仅需要一个至电源的电气连接。 数据 采集模块优选作为接口和电子单元设置在壳体中， 该壳体在其一侧同样直接或间接地固定 在作为非饮用水加热单元的承载组件的热交换器上。
     相宜地， 在热交换器上安装保持装置， 该装置用于固定非饮用水加热单元， 并优选 构造为固定夹。该保持装置例如在供热设备中或蓄热器中充当固定件。例如， 可以将该固 定件构造为螺丝固定件或钩形固定件， 从而将保持装置构造为， 使非饮用水加热单元可以 挂在位于蓄热器上的预安装的钩上或挂在壁上。优选将保持装置夹状地构造为固定夹。这 样做的优点在于， 固定夹同时可以形成抓紧元件 (Griffelemente)， 在安装时可以在抓紧元 件上抓住非饮用水加热单元， 由此使得处理更容易。 附图说明
     下面将参照附图对本发明的非饮用水加热单元做示例性说明。
     图 1 示出了设置在蓄热器上的非饮用水加热单元的整体视图，
     图 2 示出了如图 1 所示的非饮用水加热单元的整体透视图， 图 3 示出了具有连接接头的热交换器的透视图， 图 4 示出了如图 2 所示的非饮用水加热单元的截面图， 图 5 和图 6 示出了如图 1、 图 2 和图 4 所示的没有非饮用水循环模块的非饮用水加 图 7 示出了具有非饮用水循环模块的非饮用水加热单元的透视分解图， 图 8 示出了具有已安装非饮用水循环模块的非饮用水加热单元的透视图， 图 9 示意性示出了如图 3 所示的热交换器内的流路， 图 10 示出了在热交换器内关于流路的温度变化， 图 11 示出了非饮用水加热单元的液压电路图， 图 12 示出了温度传感器在非饮用水加热单元的冷水入口中检测到的温度变化， 图 13 示意性示出了从传感器到控制装置的数据传输， 图 14 示出了多个非饮用水加热单元 2 在级联配置中的布置， 图 15 示意性示出了如图 14 所示的多个非饮用水加热单元的控制， 图 16 示意性示出了用于调节非饮用水加热单元的调节回路。热单元，
     具体实施方式
     作为实施例示出的热交换器单元是非饮用水加热单元 2， 并设置用于加热设备中。 在此所示出的实施例 ( 图 1) 中， 非饮用水加热单元 2 安装在蓄热器 4 上， 例如存储被太阳 能加热的热水的储水器。由蓄热器 4 向非饮用水加热单元 2 的热交换器 6 输送用于加热非 饮用水的加热介质。在图 1 中打开地示出了围绕非饮用水加热单元 2 的壳体， 也就是， 前盖 被拿掉。在其它的图中示出了没有环绕的壳体的非饮用水加热单元 2。
     热交换器单元或非饮用水加热单元 2 的中央构件是板式热交换器形式的热交换 器 6。通过该热交换器 6 对待加热的非饮用水进行加热， 并作为已加热的非饮用水送出， 以例如在房屋中向位于盥洗盆、 淋浴、 浴缸等上的水龙头 7 供应加热的非饮用水。为了加热非 饮用水， 需要向热交换器供应加热介质。如图 9 所示， 热交换器在其内部具有两个流路。第 一流路 10 是用于输送加热介质通过热交换器的流路。第二流路 12 用于输送非饮用水通过 热交换器。两个流路以公知的方式通过板彼此隔开， 通过该板可以实现从加热介质到非饮 用水的热传递。
     板堆的两个外板 13 构成热交换器 6 的两个彼此相对的侧表面。在这些侧表面上 设置热交换器 6 的流体接口 14-20， 并固定连接接头， 这将在下面进行说明。
     加热介质通过入口 14 流入热交换器 6， 并通过出口 16 再次流出。 待加热的非饮用 水从入口 18 流入热交换器 6， 并在出口 20 再次由从热交换器流出。如图 9 示意性示出的， 热交换器分为 A、 B、 C 三个部分。在通过第二流路 12 的非饮用水的流动方向上， 由 A 部分构 成第一部分， 其中， 第一流路 10 和第二流路 12 彼此相对流地互相经过。也就是说， 待加热 的非饮用水和加热介质沿相反的方向在将它们分开的热交换器的板上流过。其效果是， 经 过入口进入热交换器 6 的冷非饮用水首先通过业已冷却的从出口 16 流出的加热介质进行 加热， 然后沿流动方向到达越来越热的加热介质附近。 热交换器 6 具有第二部分 B， 其中， 第 一流路 10 和第二流路 12 不再相对于彼此逆向流动， 而是同向流动地被引导， 即， 第一流路 10 和第二流路 12 中的液流彼此在同一方向上沿使其分离的板或其他将其分离的导热分离 元件同向地前。
     反转部分 C 在第一部分 A 和第二部分 B 之间， 其中， 在流路中实现流动方向的彼此 相对地反转。在此示出的实施例中， 热交换器的部分 A、 B 和 C 集成在一个热交换器中。但 是需要指出的是， A 部分和 B 部分也可以设置在独立的热交换器中， 并且在 C 部分中， 彼此 相对的流动方向的反转可以通过两个热交换器的相应的管道连接 (Verrohrung) 来实现。
     通过对同向流动原理的反转可以防止非饮用水过热， 因为在出口 20 流出的加热 的非饮用水在其流路 12 的最后部分并不是直接由从入口 14 流入的热的加热介质加热的， 而是通过已经有些冷却了的加热介质加热的。 由此使所能达到的最大非饮用水温度受到限 制。这在图 10 中可以看到。在如图 10 所示的图中， 加热介质的温度 T 的曲线 22 位于路径 S 的上方， 非饮用水的温度 T 的曲线 24 也位于路径 Ss 的上方。可以看出， 非饮用水的出口 并不位于流入的加热介质的最高温度的区域内， 只要能够达到在由热交换器流出的非饮用 水的出口 20 的区域内加热介质的温度水平的最大温度。
     在板式热交换器 6 上， 将用于加热介质的入口 14 和出口 16 以及用于待加热的非 饮用水的入口 18 和用于已加热的非饮用水的出口 20 作为流体接口， 在其上又安装用于连 接其他组件和管道的连接接头。在用于已加热的非饮用水的出口 20 上安装第一连接接头 26。 该连接接头具有基础元件 (Basiselement)28， 该基础元件 28 以相同的结构在第二连接 接头 30 中仅转动 180°地安装在构成出口 16 和入口 18 的热交换器 6 的流体接口上。其优 点在于， 同样的基础元件 28 可以作为第一连接接头和第二连接接头使用， 并可以减少零件 种类。
     在基础元件 28 中设置两个彼此分开的流动通道 32 和 34。流动通道 32 构造为 T 形的， 并通向三个连接口 36、 38 和 40( 见图 4 中的截面图 )。当使用基础元件 28 作为第一 连接接头 26 时， 连接口 36 闲置并由热交换器 6 的壁封闭， 在此， 在基础元件 28 和热交换器 6 的壁之间， 在连接口 38 上设置用于密封的密封件 42。连接口 38 构成与供应管道 44 相连接的接口， 该供应管道与用于输入热加热介质的蓄热器 4 相连接。在流动通道 32 的相对置 的连接口 40 上， 根据在第一连接接头 26 中的使用， 在基础元件 28 上设置第一循环泵 46， 该 循环泵向热交换器 6 的入口 14 输送加热介质。为此， 在入口 14 上设置第三连接接头 48， 该 第三连接接头以相同的结构仅转动 180°地设置在热交换器 6 的相对的侧面上， 如如下将 要描述的， 可以设置作为第四连接接头 50。也就是说， 第三连接接头 48 和第四连接接头 50 也至少由相同的基础元件构成。
     在第三连接接头 48 中构成流动通道 52， 其将循环泵 46 的压力套管与热交换器 6 的入口 14 相连接。
     正如在该截面图中由第二连接接头 30 可看到的那样， 位于基础元件 28 中的第二 流动通道 34 同样被构造为 T 形的， 并具有三个连接口 54、 56 和 58。在第一连接接头 26 中， 第二流动通道 34 的连接口 58 例如由插入的堵头封闭。连接口 54 与热交换器 6 的出口 20 相连接， 在此， 同样在连接接头 26 和热交换器 6 之间设置密封件 42。在第二流动通道 34 的 连接口 56 上， 将连接件 60 设置在第一连接接头 26 中， 其使连接口 58 通过在连接件 60 内 部构成的流动通道与管道接口 62 相连接。管道接口 62 用于连接热水管道， 已加热的非饮 用水通过该热水管道排出。 在构成非饮用水加热单元的承载结构的板式热交换器 6 的相对的侧面上安装作 为第二连接接头 30 的基础元件 28。通过该第二连接接头 30 使用于加热介质的出口 16 和 用于冷的非饮用水的入口 18 与外部安装设备相连接。在该基础元件 28 的这种转动 180° 的设置下， 第二流动通道 34 的连接口 54 连接到热交换器的出口 16。第二流动通道 34 连 接管道接口或连接口 58， 该管道接口或连接口构成已冷却加热介质的出口。可以使将加热 介质输送回蓄热器 4 中的管道连接在连接口 58 上。在如图 2 所示的实施方式中， 如如下所 述， 其中同时设置非饮用水的循环， 在连接口 58 上连接通向换向阀 66 的管道 64， 该换向阀 可选地建立管道 64 去往接口 68 和 70 的连接。接口 68 和 70 用于连接蓄热器 4， 在此， 这些 接口例如可以在不同的垂直位置上建立去往蓄热器 4 内部的连接， 从而可以根据从热交换 器 6 流出的加热介质的温度， 通过在不同的垂直位置上转换换向阀 66， 将加热介质回送到 蓄热器 4 中， 以便保持那里的加热介质的层化 (Schichtung)。 正如下面所描述的那样， 如果 设置非饮用水循环模块 74， 则转换功能是特别有利的。循环非饮用水的加热需要的热量更 少， 因此在此可以使加热介质以更高的温度回流到蓄热器 4 中。
     位于基础元件内部的流路 32 在第二连接接头 30 中借助于连接口 36 与入口 18 相 连接。用于输送冷非饮用水的冷水管道 42 连接在连接口 38 上。冷水通过该冷水管道从入 口 18 流入热交换器。
     在此示出的非饮用水加热单元能够以两种不同的实施方式加以应用， 即， 一种具 有非饮用水循环模块 74， 另一种没有非饮用水循环模块 74。在图 1、 图 2、 图 4、 图 7 和图 8 中， 非饮用水循环模块 74 设置在热交换器 6 上。图 5 和图 6 示出了没有非饮用水循环模块 74 的设置。如果不设置非饮用水循环模块 74， 就不需要第四连接接头 50， 并且利用堵头将 第二连接接头 30 的基础元件 28 的连接口或管道接口 40 封闭。在这种情况下， 流动通道 34 的连接口 56 也通过堵头封闭。
     非饮用水循环模块 4 由第二循环泵 76 组成， 该循环泵用于非饮用水在建筑物的热 水输送系统中的循环。为了连接第二循环泵 76， 设置连接件 78 和管 80。为了使泵 76 保持
     在热交换器 6 上， 在侧面端部设置第四连接接头 50， 其与第三连接接头 48 是相同的， 或者具 有同样的基础元件。但是， 如果使用第四连接接头 50， 就不会使用流动通道 52。在第三和 第四连接接头的基础元件上设置插口 (Aufnahme)81， 在其中插入连接元件 82， 其与循环泵 76 的压力套管相连接。 连接元件 82 在其内部具有流动通道， 并由此建立去往管 80 的连接。 管 80 以其背对连接元件 82 的端部与第二连接接头 30 中的流动通道 32 的连接口 40 相连 接， 在此， 连接口 40 不通过堵头封闭。充当环流泵 (Zirkulationspumpe) 的循环泵 46 可以 通过这种方式将一部分已加热的非饮用水送回到第二连接接头 30 的流动通道 32 中， 并通 过其连接口 36 送回到热交换器的入口 18。也就是说， 所输送的冷非饮用水通过连接口 38 以及通过环流泵 76 回供的非饮用水通过连接口 40 一起流入第二连接接头的流动通道 32 中。
     连接件 48 设置在第二连接接头 30 的基础元件 28 上， 使其与封闭的管接件 84 在第 二流动通道 34 的连接口 56 中相接合， 并由此封闭连接口 56， 从而为了在第二连接接头 30 中封闭连接口 56 不再需要附加的堵头。此外， 将连接件 78 构造为管状的， 并与位于相对端 部上的两个连接口 86 和 88 相连接。管接件 84 对于位于管道接口或连接口 86 和 88 之间 的连接不具有导流连接。连接口 86 与第二循环泵 76 的吸入管接件相连接， 并且连接口 88 构成接口， 在其上连接有循环管道 90。因此， 通过使用连接件 78 和第四连接接头 50( 第四 连接接头具有与第三连接接头 48 同样的基础元件 )， 利用很少的附加部件同样可以将被描 述为环流泵的第二循环泵 76 固定在作为承载结构的热交换器 6 上， 并且循环管道通过循环 泵 46 直接与热交换器内部的第二流路 12 导流连接。 在第一和第二连接接头 26 和 30 的基础元件 28 中， 在流动通道 32 中设置传感器 插口 92， 该插口可用于接收传感器。当使用基础元件 28 作为第二连接接头 30 时， 如果没 有安装非饮用水循环模块 74， 则关闭传感器插口 92。在第一连接接头 26 中， 将温度传感器 94 安装在传感器插口 92 中， 该温度传感器用于检测输送到热交换器 6 的加热介质的温度。 当使用非饮用水循环模块 74 时， 还在第二连接接头 30 的基础元件 28 的传感器插口 92 中 安装温度传感器 96， 该温度传感器用于检测非饮用水需求， 其功能在下面将做进一步的说 明。此外， 连接件 60 也具有传感器插口， 其中安装有传感器 98。传感器 98 是一种组合的温 度和流量传感器， 用于检测通过出口 20 从热交换器 6 流出、 经由流路 34 进入第一连接接头 26 的已加热非饮用水的温度和流量。需要说明的是， 前面所述的温度传感器 94、 96 在必要 时也可以作为组合的温度和流量传感器使用。
     通过传感器 98， 一方面可以检测流出的非饮用水的温度， 并基于该温度以及由温 度传感器 94 检测到的加热介质的温度， 来确定所需加热介质的体积流量， 并相应地驱动第 一循环泵 46。为此所需要的用于循环泵 46 的控制装置或调节装置优选作为调节或控制电 子器件集成在循环泵 46 中。
     传感器 94、 96 和 98 通过电气线路 99 与构成数据采集模块的传感器箱 100 相连接。 传感器箱 100 采集由传感器 94、 96 和 98 所提供的数据。如图 13 所示， 传感器箱 100 将采 集到的数据提供给控制单元 101 使用， 在该实施例中， 控制单元 101 集成在泵机组 46 的控 制电子器件中。为此， 在传感器箱 100 中设置输出接口 102， 并在控制单元 101 中设置对应 的输入接口 104。输出接口 102 和输入接口 104 在此构成为功能接口， 其允许从传感器箱 100 到位于泵机组 46 中的控制单元 101 进行无线信号传输。这可以使泵机组 46 以及传感
     器 94、 96 和 98 的连接非常简单， 因为这样就不必与泵机组 46 直接连接。因此， 传感器 94、 96 和 98 可以不依赖于循环泵 46 地连接和布线， 并且循环泵 46 在需要时也可以很容易地进 行更换， 而不会妨碍传感器的电缆连接。优选循环泵 46 中的控制单元 101 不仅控制或调节 循环泵 46， 而且还控制或调节循环泵 76， 为此， 循环泵 46 中的控制单元 101 优选同样可以 通过无线电 (Funk) 与循环泵 76 或其控制装置进行无线通讯。因此， 两个循环泵 46 和 76 都非常容易连接， 因为仅仅需要用于电源供应的电气连接。用于控制的全部通讯都是无线 进行的。
     在数据采集模块 100 或传感器盒 100 中， 还可以对由传感器 94、 96 和 98 所提供的 信号进行信号处理， 以便以预先确定的格式将所需要的数据提供给控制装置 101。控制单 元 101 通过输入接口 104 优选只读取来自输出接口 102 的控制所需的最新数据， 从而可以 将数据通讯限制在最低程度上。
     控制单元 101 优选还承担对在使用非饮用水循环模块 74 时由循环泵 76 所引起的 循环的控制 ： 当温度传感器 94 对由蓄热器 4 所供应的加热介质的温度进行检测所测得的温 度低于预设的边界值时， 使用于循环的循环泵 76 停机。通过这种方式可以防止由于非饮用 水循环而使蓄热器 4 过度冷却， 而且当对蓄热器 4 的供热例如由于在太阳能模块上缺乏日 射而过低时， 这种循环可以被中断。 控制单元 101 这样控制循环泵 46 的运行 ： 当给出用于非饮用水加热的热量需求 时， 首先接通循环泵 46， 从而使加热介质从蓄热器 4 输送到热交换器 6。如果不设置非饮用 水循环模块 74， 这种非饮用水的热量需求将通过组合温度流量传感器 98 进行检测。 如果该 传感器检测到在流路中通过连接件 60 的流动， 即非饮用水流， 则意味着， 用于热的非饮用 水的水龙头被打开， 从而使冷的非饮用水通过连接口 38 流入， 并给出用于非饮用水加热的 热量需求。因此在这种情况下， 控制单元 101 可以使循环泵 46 投入运行。
     如果设置非饮用水循环模块 74， 则可以不检测非饮用水需求， 因为当非饮用水的 水龙头没有打开时， 传感器 98 也可以根据由第二循环泵 76 引起的循环来检测流动。在这 种情况下， 传感器 98 可以只检测由热交换器 6 流出的非饮用水的温度， 当该温度低于预设 的边界值时， 接通循环泵 46， 将加热介质输送到热交换器 6 并因此使循环的非饮用水被加 热， 以平衡由于循环造成的热量流失。
     为了在这种情况下检测由于水龙头 7 打开而带来的非饮用水需求， 使用温度传感 器 96。如图 11 示意性所示， 该温度传感器并没有精确地设置在基础元件 28 中流动通道 32 的节点上， 而是从该节点出发朝连接口 38 偏移， 在此， 来自连接口 36 和 38 以及 40 的流动 通道部分会聚于该节点上。也就是说， 温度传感器 96 位于用于输送冷的非饮用水的流动通 道部分中。当用于已加热非饮用水的水龙头被打开时， 这将导致冷的非饮用水在该管道部 分中流动， 从而正如由图 12 中的下面的曲线所看到的那样， 温度传感器 96 在向连接口 38 伸展的第一流动通道 32 的部分中检测到温度下降。在检测这种温度下降时， 控制单元 101 接通循环泵 46， 以输送加热介质。在图 12 中示出了多个连续的非饮用水要求， 这些要求又 分别导致温度下降， 并且在对已加热的非饮用水的要求结束时， 会再次造成温度上升， 这是 因为存在于设置温度传感器 96 的管道部分中的水又被加热。
     温度传感器 96 在第二连接接头 30 中稍高地设置于节点的上方， 流路或流动通道 32 的部分从连接口 36、 38 和 40 汇集在该节点上。 通过这种方式将确保， 当用于非饮用水的
     水龙头被关闭并因此而不存在流动时， 再次利用由循环泵 46 造成的从连接口 40 向入口 16 流动的循环的非饮用水， 通过热传递对在设置有传感器 96 的管道部分中的水缓慢加热。
     如上所述， 热交换器 6 构成非饮用水加热单元 2 的承载元件， 连接接头 26、 30、 48， 必要时还有 50， 与泵 46， 必要时还有 76 以及传感器箱 100 一起固定在热交换器 6 上。由此 使非饮用水加热单元 2 形成集成的模块， 该集成模块可以作为预制单元安装在加热设备或 加热系统中。将循环泵 46 和 76 与热交换器 6 相关地设置为， 使其转动轴线平行于板的表 面延伸， 特别是平行于外板 13 的表面延伸。为了能够将其上安装有部件的热交换器 6 以其 侧面固定在蓄热器 4 上， 或者固定在加热设备的其他元件上， 在热交换器 6 上安装蹬状的保 持装置 106。蹬 106 一方面构成固定装置， 用于在蓄热器 4 上固定 ； 此外还构成把手件 108， 整个非饮用水加热单元 2 都可以抓在该把手件上， 由此能够使整个装置的操作在安装过程 中非常简单。
     图 14 示出非饮用水加热单元 2 的一种具体设置。在这种设置中， 为了能够满足更 大的非饮用水需求， 四个如上所述的非饮用水加热单元 2 级联状地并联连接。在该实施例 中示出了四个非饮用水加热单元 2。但是需要指出的是， 根据最大的非饮用水需求， 也可以 以相应的方式设置或多或少的非饮用水加热单元 2。 在所示出的实施例中， 所有的非饮用水 加热单元 2 都由共有的蓄热器 4 供给加热介质。非饮用水加热单元 2 的设计完全相同。根 据如图 1、 图 2、 图 4、 图 7、 图 8 和图 11 所示的实施方式设置图 14 中与蓄热器 4 相邻的第一 非饮用水加热单元 2， 即， 该非饮用水加热单元 2 具有非饮用水循环模块 74。具有第二循环 泵 46 的非饮用水循环模块 74 与循环管道 90 相连接。循环管道 90 连接在位于最远端的水 龙头 7 上， 而水龙头 7 位于用于已加热非饮用水的管道 DHW 上。通过这种方式可以使已加 热的非饮用水通过整个向水龙头 7 供给已加热非饮用水的管道系统进行循环。这种具有非 饮用水循环模块 74 的非饮用水加热单元 2 的功能基本上与上面的描述一样。其余三个非 饮用水加热单元 2 被构造为， 没有非饮用水循环模块 74， 如图 5 所示。
     如图 14 所示， 每个非饮用水加热单元 2 都具有集成在循环泵 46 中的控制单元 101 以及单独的传感器箱 100。多个非饮用水循环模块 2 的各自的控制单元 101 通过无线接口 (Funkschnittstellen)110( 见图 13) 相互通讯。在第一非饮用水加热单元 2 中， 无线接口 110 也可用于与第二循环泵 76、 必要时还有转向阀 66 进行通讯。当然也可以通过传感器箱 100 控制转向阀 66， 为此使转向阀 66 通过电气连接导线与传感器箱 100 相连接。
     所有的非饮用水加热单元 2 的控制单元 101 都构造为相同的， 并共同执行对级联 配置的控制， 现在参照图 15 对其做更详细地描述。
     在图 15 中示出了四个非饮用水加热单元 2， 分别为 M1、 M2、 M3 和 M4。在设置在下 方的小方块中， 通过数字 1 至 4 表示非饮用水加热单元 2 的启动顺序。在启动顺序中排在 位置 1 上的非饮用水加热单元 2( 在第一步中为 M2) 起主导作用， 即， 这个起主导作用的非 饮用水加热单元 2， 或者说其控制单元 101， 还策动其他非饮用水加热单元 2 的接通和断开。
     如果出现对非饮用水的请求， 即水龙头 7 被打开时， 上述起主导作用的非饮用水 加热单元 2 通过组合温度 - 流量传感器 98 进行检测。对于通过 M2 至 M4 表示的非饮用水 加热单元 2， 在图 14 中所示出的非饮用水加热单元 2 没有非饮用水循环模块 74。具有非饮 用水循环模块 74 的非饮用水加热单元 2 是在图 15 中表示为 M1 的模块。该模块起主导作 用。如果现在该主导模块在步骤 A 中探测到非饮用水要求， 则该非饮用水加热单元 2 首先投入运行， 即， 循环泵 46 将加热介质输送到对应的热交换器 6 中。如果现在从步骤 B 到步 骤 C 断开非饮用水要求， 则该起主导作用的非饮用水加热单元 2 在步骤 C 中继续被加热。 如 果现在从步骤 C 到步骤 D 中， 通过打开水龙头 7 而重新出现非饮用水要求， 则可使起主导作 用的非饮用水加热单元 2(M2) 再次投入运行。如果现在由于打开例如其他的水龙头 7 而使 非饮用水要求增加， 则在步骤 E 中启动下一个非饮用水加热单元 2， 在此， 起主导作用的非 饮用水加热单元 2(M2) 的控制单元 101 向处于启动序列的第二位置 ( 在此为 M3) 的非饮用 水加热单元 2 发送开始运行的信号。然后， 其控制单元 101 相应地使下一个非饮用水加热 单元 2(M3) 的循环泵 46 投入运行， 以向热交换器 6 供给加热介质。
     如果现在从步骤 E 到步骤 F 再次停止非饮用水要求， 那么非饮用水加热单元 2 关 闭， 并且各个非饮用水加热单元 2 的控制单元 101 重新确定彼此之间的启动顺序。这是按 照以下方式发生的 ： 按照启动顺序， 现在使最后被接通的非饮用水加热单元 2 占据第一的 位置， 并使首先被接通的非饮用水加热单元 2， 也就是迄今为止起主导作用的非饮用水加热 单元 2 回到最后的位置上 ( 在此为 M2)。也可以将主导作用相应地交换给在启动顺序中现 在处于第一位置 (M2) 上的非饮用水加热单元 2。 通过这种方式可以确保均匀有规律地利用 非饮用水加热单元 2， 并同时实现， 使首先投入运行的非饮用水加热单元 2 优选是仍然具有 余热的非饮用水加热单元 2。 具有非饮用水循环模块 74 的非饮用水加热单元 2 始终保持在 启动序列的最后位置， 即， 其只在最大负荷时接通， 并只用于对循环的非饮用水加热。如果 非饮用水加热单元 2 损坏或脱落， 那么其将完全从启动序列中删除， 即根本不再投入运行。 这将全部通过相同的控制单元 101 相互之间的通讯实现， 从而可以省去中央控制器。
     当非饮用水加热单元 2 不加热非饮用水时， 为了关闭该非饮用水加热单元 2， 还在 每个非饮用水加热单元 2 的用于冷的非饮用水 DCW 的输入管道中设置在上述图 1 至图 13 中未示出的阀门 112。通过控制单元 101 的传感器箱 100 对阀门 112 进行控制。阀门 112 优选通过电气连接线与传感器箱 100 相连接， 而控制单元 101 通过位于传感器箱 100 上的 输入接口 104 和输出接口 102 传送信号， 以打开和关闭阀门 112。当阀门 112 关闭时， 将实 现没有非饮用水流过相应的热交换器 6， 从而防止冷的非饮用水通过未使用的非饮用水加 热单元 2 的热交换器 6 流入用于已加热的非饮用水 DHW 的输出管道中。
     现在参照图 16 对在上述非饮用水加热单元 2 中的已加热非饮用水 DHW 的温度调 节进行说明。 在控制单元 101 中设置调节器 114， 并预先给定已加热非饮用水 DHW 的设定温 度 Tref。该设定温度例如在循环泵 46 中的控制单元 101 上是可调的。为此， 可以在循环泵 46 上设置控制元件。 替代地也可以通过无线接口， 例如红外线或无线电， 借助于远程控制或 设备自动化进行调节。用设定温度减去由传感器 98 所测得的已加热非饮用水 DHW 的实际 温度 TDHW。所得到的差作为调节差值 (Regeldifferenz)ΔT 输送给调节器 14。由该调节器 给出循环泵 76 的设定转速 ωref， 由此实现对循环泵 46 的控制， 从而使循环泵 76 向热交换 器 6 输送体积流量为 QCH 的加热介质。然后在热交换器 6 中对流入的冷非饮用水 DCW 进行 加热， 从而在热交换器 6 的输出侧获得出口温度 TDHW。 然后， 正如所描述的那样， 利用传感器 98 检测该实际值 TDHW， 并再次输送到调节器。也就是说， 根据本发明， 循环泵 46 的转速以及 加热介质的体积流量 QCH 依据热的非饮用水的出口温度进行调节。
     此 外， 为了 实现快速 响应特 性， 在该 实施例 中， 在调 节器 14 中 设置扰 动 前 馈 为此还通过传感器 98 检测非饮用水的体积流量， 并将该非饮用水体积流量 QDHW 作为扰动前馈给调节器 114。此外， 通过温度传感器 94 检测由循环泵 46 输送给热交换器 6 的加热介质的温度 TCHin， 并将其作为扰动前馈给调节器 114。考虑到 该干扰， 对循环泵 46 的设定转速 ωref 进行相应地调整， 从而可以例如根据更冷的加热介质 和 / 或更大的非饮用水体积流量均匀地提高循环泵 46 的转速， 以便更快地达到待加热非饮 用水所需要的设定温度 Tref。另一个影响非饮用水温度 TDHW 的干扰或参数是所流入的冷的 非饮用水 DCW 的温度 TDCW。但是在所示出的实施例中， 并不将该参数作为扰动前馈给调节 器 114， 因为该冷水温度一般基本上是恒定的。 但是也可以考虑， 当冷水温度波动很大时， 将 TDCW 作为扰动前馈给调节器 114。
     附图标记列表
     2 非饮用水加热单元
     4 蓄热器
     6 热交换器
     7 水龙头
     8 壳体
     10 用于加热介质的第一流路
     12 用于非饮用水的第二流路 13 外部板 14 入口 16 出口 18 入口 20 出口 22 加热介质的温度曲线 24 非饮用水的温度曲线 26 第一连接接头 28 基础元件 30 第二连接接头 32， 34 流动通道 36， 38， 40 连接口或管道接口 42 密封件 44 供应管道 46 第一循环泵 48 第三连接接头 50 第四连接接头 52 流动通道 54， 56， 58 连接口或管道接口 60 连接件 62 管道接口 64 管道 66 换向阀68， 70 接口 72 冷水管道 74 非饮用水循环模块 76 第二循环泵 78 连接件 80 管 81 插口 82 连接元件 84 管接件 86， 88 连接口 90 循环管道 92 传感器插口 94， 96 温度传感器 97 节点 98 传感器 99 导线 100 传感器箱 101 控制单元或控制和调节电子器件 102 输出接口 104 输入接口 106 蹬 108 手柄 110 无线接口 112 阀门 DCW 冷的非饮用水 DHW 热的非饮用水 CHO 热加热介质， 加热介质输送 CHR 冷加热介质， 加热介质回流 Tref 设定温度 TDHW 已加热非饮用水的温度 TDCW 冷的非饮用水的温度 TCHin 加热介质的温度 QDHW 非饮用水体积流量 QCH 加热介质体积流量 ΔT 调节差 ωref 设定转速