本发明关于热交换器装置,用以加热容器或锅炉中的液体,最好是水。容器包括传热管道装置,由集中热源来的加热液体如蒸气、热水或从热泵来的氟利昂被引导通过其中,这种加热液体的热量传给容器内的液体。传热管道装置是有大的热交换表面的管圈。 上述那类热交换器装置公布在德国专利第3005858号中。此公布了的热交换器装置需要较长的加热时间,特别当容器的容量大时,来把水加热到所需要的程度如60到80℃。当时,使用者只能使自己满足于低温的水。为了消除此缺点,曾做了不少努力去减少加热的时间,采用更有效的加热方法,如采用容器内液体循环的方法。然而,大容器加热时间还是太长,尤其是当偶而需要少量热水时。
因此,本发明的基本目的是提供一种上述种类热交换器装置,其加热时间能被减至最少以加热独立于容器容量的有限的热水容量,因此,在短的加热时间内就可以把部分容量加热到可以使用了。
本发明的另一个目的是提供一种热交换器装置,能把加热液体的热量有效地传导给被加热液体。
为了弄清本发明上述地及尚未述及的目的,通过下面的叙述就会更明白,这个热交换器装置的特征是包括一个该被加热液体的容器,其下部有该液体的进口,其上部有该液体的出口,还包括传热管道装置,以引导加热液体通过上述容器,并在该容器内被布置成和被加热液体相接触,该传热管道装置由上部进入该容器并延伸至容器的下部,以便先加热上部的被加热液体。
在本发明所推荐的实施例中,该传热管道装置包括一个进水接头,一根回出管,和一根从进水接头沿着该回出管盘旋到该容器下部的导管,该回出管从容器的下部到容器的回出管出口都被隔热着。最好是该传热管道装置组成一个单元,可拆地安装在容器的一个开口上。
本发明允许对液体(例如水)进行分部加热,在每一部分中被加热液体的加热程度和加热时间由在该部分中的传热管道装置的相应形状而定。
对下面的详细叙述加以考虑就会对本发明更清楚,对上面没有提到的目的变得明白。
图1是本发明第一实施例的剖面图,
图2是本发明第二实施例的剖面图,接着一个加热泵。
在图1中,一个双层壁的筒形容器1被安装在垂直位置,在其顶部有一个开口2,在开口2中装有传热管道装置闭合回路的进口2和出口4,加热液体被引导通过该装置。该回路包括一根传热管5,其中流着加热液体,另有一根回出管6,它和包围在它四周的容器中的液体是隔热的。在所示的实施例中,传热管5是一根变螺距的螺旋管。在上面部分10中,螺旋管5的螺距小,即单位长度的圈数多。因此,在容器的这个部分从加热液体传给容器中水热量的传热表面效应较大。再有,加热液体在此部分进入容器,所以具有最高的温度。在上面部分10中的水因此将首先被高效加热,所以在此部分中的水温很快地被提高。在此上面部分10中就形成一层固定的热水,很快就能被使用。在容器的第二个,中央部分11中,螺旋管5的单位长度的圈数较少,螺距较大。在下面部分12中,螺旋管单位长度的圈数又增加起来,以使加热液体中的馀热用高的效率向容器中最冷部分12的水传递热量。
螺旋管5在其底部和隔热的回出管6连接。因而把冷却了的热液体31导通过热水层12,11,10而到达容器1的出口4。回出管6包括两根同轴的管13,14,其中里面的那根管子14引导加热液体。该管13,14之间的空间被填了隔热材料如聚氨酯。在里面的管子14和螺旋管5连接的地方,里面和外面两根管子用端盖连接以加强隔热效果并保护隔热装置。被加热的水的出口15位于容器的上面部分10上,连接着快热层水,冷水进口16位于容器1的底部。
传热管道装置的形状不一定要像上面所述的那样是螺旋形的,可以有另外的形状,只要有合适的传热表面以产生有效的导热。因为传热管道装置能用简单的直管做成,所以传热管道装置的制造和安装不是很昂贵的。尤其是当把传热管道装置和盖17做成一个单元,如图1中所示,能整个地在容器1上装上拆下,那么在容器1中不再有接头了。
现在参看图2,来讲一下本发明的第二个实施例,它有一个加热泵20用来加热水。此传统型式的加热泵20包括一个压缩机21,压缩机21用冷了的加热液体来冷却,这是当加热液体经过第一传热管道装置5后,被冷却到一个相对低的温度状态。因此,有两条加热回路。第一条由第一传热管道装置5所组成,从加热泵20出来的加热液体被引导通过此装置。第二条由压缩机21的冷却回路22,23所组成,加热液体通过第一条回路后再到达本回路。在第二回路22,23中,加热液体首先被压缩机21产生的热量稍微加热,然后被引导到第二传热管道装置23,第二传热管道装置包括一根位于容器1底部的螺旋管23。因为在底部中容器中的水温比上部相对地低,即使稍微加热的加热液体也有加热效果。为了把加热液体送入和导出该第二传热管道装置23,在中央单元25中有相应地进入和回出管道,也有第一传热管道装置的回出管道。在单元25中的各管道互相之间隔热,因为它们处于不同的温度状态。
上述的实施例用一个加热泵20和用氟利昂作为加热液体,在容器的上面部分也有一层快热水层,在这里,加热液体初次进入容器,螺旋形的传热管的螺距小圈数多。因而,氟利昂回路中的过热状态能被有效地利用,所以在上面部分10中可以得到比传统装置较高的水温。
在两个实施例中,传热管道装置都是从容器1的顶部垂直向下布置的。对大一些的容器可以采用多个这样的传热管道单元。
上述本发明提供一种有效的传热器特别能在短时间内把容器中部分容量的水加热,使其很快地能被使用。上述实施例的结构更能减少维修费用,因为传热管道装置能作为一个整体拆下。
由于把本发明的最佳实施例用图示出并加以说明,可以明显地看出本发明不仅限止于此,还能在下列权利要求的范围内有各种实施和应用。