专利名称：加热器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于加热传热流体的加热器。该加热器包括容纳加热元件的外 壳，当传热流体沿着从进入外壳的进口到离开外壳的出口的流径流动时，该加热器运行以 加热该传热流体。
背景技术：
房间供暖系统在全世界范围内使用以向居住、商业以及工业建筑供暖。这种房间 供暖系统中已知的是如上所述的加热器，该加热器用于当传热流体围绕管网循环时加热该 传热流体，以在加热单元(诸如散热器和地板采暖器)中散热。通常用作传热流体的是水。本发明具体涉及的加热器的一种应用是基于热泵的房间供暖系统中的备用加热 器。在下面参照图1讨论基于热泵的房间供暖系统。如将在下文清楚的那样，可能出现其 中热泵不能有效地或者充分地将所需的热量提供给房间供暖系统中的水的情况，在这种情 况下，备用加热器能够向水提供助热。备用加热器例如可以是具有电热元件的备用加热器。虽然本发明特别适合于如上指定的备用加热器，但是设想的是将要揭示的发明应 用于各种传热流体加热器。例如，本发明可应用于传统锅炉。房间供暖系统通常包括许多安全装置。可以设置系统安全阀，该系统安全阀在超 过预定的压力限制时打开以释放一些传热流体，使压力回到预定限制下并且达到安全水 平。也可以设置膨胀箱，该膨胀箱提供容积变化能力以适应当温度和/或压力改变时容纳 在系统中的流体的体积的增大和减小。还可以设置放气阀，该放气阀可以将空气截留在系 统的附接该放气阀的一部分中，以从该系统中释放空气。这防止了气穴形成，气穴对环绕系 统的热流会有不良影响。
发明内容
技术问题安全装置安装在系统周围的不同地方，这将导致制造和维护困难。本发明的目的在于克服上述困难，并且提供可以提供更有效的安全功能性的替代 性装置。技术方案本发明提供一种用于房间供暖系统的加热器。所述加热器包括加热元件和用于所 述加热元件的外壳。所述加热器包括通向所述外壳内的传热流体进口和离开所述外壳的传 热流体出口。所述外壳布置成当传热流体沿从所述进口到所述出口的流径前进并且经过所 述加热元件时容纳所述传热流体。所述加热器还包括至少一个安全装置接头，该安全装置 接头包括穿过所述外壳的通道。优选地，所述加热器包括所述房间供暖系统的连接至至少 一个安全装置接头的安全装置，所述安全装置响应于由所述外壳容纳的所述流体。因而，用于房间供暖系统的安全装置的所述接头与所述加热器相结合。安全装置 可以与所述接头相连接。所述安全装置响应于由所述外壳容纳的所述流体。优选地，所述
4安全装置包括提供穿过所述外壳进入到由所述外壳容纳的流体空间中的通道的接头，在所 述外壳处安全装置待安装至所述接头。将所述安全装置安装至所述外壳可以提供改进的制 造可能性。已经发现，所述加热器特别适合于接纳这种装置，因为所述加热器是所述传热流 体有时在其循环中从最冷温度改变到最热温度的地方。因此已经发现所述加热器是所述系 统中的最敏锐地感觉到任何故障状态的位置。优选地，所述加热器包括多个这种安全装置接头，并且优选地包括连接至所述安 全装置接头的相应的这种安全装置。每个接头均提供进入到由所述外壳限定的空间内的通 道，所述外壳在使用时当流体沿从所述进口接头到所述出口接头的所述流径前进时容纳所 述流体。设置多个所述安全装置意味着安装这些安全装置的必要的制造步骤可以在一个工 件上执行。维护也可以变容易。更具体地说，所述至少一个安全装置接头包括可以与膨胀箱连接的接头；可以 与放气阀连接的接头，其中所述放气阀是可操作的，以释放积聚在所述加热器中的气体；或 者可以与系统安全阀连接的接头，其中所述系统安全阀适于当已超过所述流体中的预定压 力时打开，以释放所述流体中的过压。优选地设置所有这些安全装置。优选地，所述外壳具有在其相反两端之间纵向延伸的侧壁，所述加热元件安装至 其中一端并且朝向另一端延伸。所述至少一个安全装置接头安装至所述侧壁。将所述至少一个安全装置接头安装至所述侧壁允许制造能够更容易，因为与端壁 相比所述侧壁上的空间需求不那么严格。当认为所述加热元件从一端延伸到另一端并且在 第一端被电连接时(这使得在该端部的空间限制成为甚至更严重的问题)，这将是特别普 遍的。在另一个优选形式中，所述外壳具有在其相反两端之间纵向延伸的侧壁，所述加 热元件安装至其中一端并且朝向另一端延伸。进入所述外壳的所述流体进口和离开所述外 壳的所述流体出口中的至少一个延伸贯穿所述侧壁。这再次建立在这样的概念上，即，所述 侧壁提供的将接头设置到由所述外壳容纳的所述流体空间内的区域更狭窄。此外，可以通过将所述进口和/或所述出口设置在所述外壳的侧壁上而不是所述 端部，从而减小所述加热器的纵向范围。因此这样可以横向安装所述加热器，但是所述加热 器仍适当地紧凑。侧安装也允许能够在所述进口接头和所述出口接头之间的所述流径中提 供扭转，这可以提高所述加热器的热效率。优选地，所述外壳适于沿预定取向安装，该取向 通常是横向的，使得所述外壳的纵向是水平的。优选地，在本结构中，所述进口和所述出口贯穿所述外壳中的所述侧壁延伸，如上 所述。该结构允许所述气阀接头能够在所述外壳的顶部贯穿所述外壳的侧壁延伸，以到达 积聚在那里的空气。这是本发明的优选特征。所述侧定向的加热器意味着气体将纵向积聚，这提供了用于收集气体的较大区 域，而水深不会显著下降而使所述加热元件暴露。因而加热器暴露只是在已收集相对大量 的气体之后发生。此外，横向安装所述加热器，并且所述进口接头和所述出口接头位于所述 外壳的底部，允许所述气体能够就所述房间供暖系统而言在中心积聚，因此在中心被释放， 从而减轻维护负担。这将在下文中更清楚。优选地，所述放气阀接头安装至所述外壳的所述侧壁的纵向中心，所述纵向中心 是当所述加热器被水平安装时气泡将首先开始积聚的地方。因此，所述气阀可以在气泡形
5成的早期释放气体。具有一体的上述安全装置的所述加热器可以具体应用为用于由热泵供以动力的 房间供暖系统的室内单元中的备用加热器。因此，本发明还提供一种用于房间供暖系统的 室内单元，所述房间供暖系统包括热泵，该热泵具有使制冷剂循环的制冷剂管道；室内管 道，该室内管道使传热流体循环；以及热交换器，该热交换器用于交换所述制冷剂管道中的 所述制冷剂与所述室内管道中的所述传热流体之间的热量。所述室内单元包括所述热交换 器和上述加热器。所述加热器优选地沿上述预定的、优选水平的取向安装。优选地，所述加热器安装在所述室内单元的顶部。通过使连接至所述进口接头和 出口接头的进口管和出口管向下延伸，可以更加可行地进行这种顶部安装。所述顶部安装对于收集截留在所述管道中的空气可以是特别有利的。事实上，优 选地所述室内单元相对于所述室内管道安装，使得所述加热器形成通过所述室内管道连接 的最高的流体容纳部件。如此安装的所述加热器因此可以形成所述系统中用于任何气体的 收集点，该收集点不受妨碍地自然地上升到最高点。水平地安装所述加热器并且所述进口 接头和出口接头位于底部意味着空气将积聚在它可以在中心释放的地方，即所述放气阀接 头定位的地方。下面是所述加热器的参照附图的优选实施方式的详述，所述加热器被用作基于热 泵的房间供暖系统中的备用加热器。
图1示出了房间供暖系统。
图2示出了安装在该房间供暖系统的室内单元中的备用加热器。
图3示出了该备用加热器的侧视图。
图4示出了透过外壳看去的备用加热器，也示出了流径。
图5示出了该备用加热器的底部中的截留水。
图6示出了包括具有排水孔的挡板的该备用加热器。
图7示出了朝向该室内单元的侧面的剖面图。
图8示出了从一端朝向该备用加热器的视图。
图9示出了从备用加热器外部看去的热安全装置的视图。
图10示出了延伸到备用加热器内的热安全装置。
图11示出了具有热泵的房间供暖系统。
具体实施例方式图1示出了示例性房间供暖系统2。该系统包括室内单元4、室外单元6、制冷剂管 道8以及房间供暖管道10。室外单元6是已知种类的热泵，并且在下面参照图11在本房间 供暖系统的上下文中简短地讨论该室外单元6。所示的室外单元6是用于从空气中提取热 能的空气热泵，但也可以是用于提取底土热能的底土热泵或者本领域技术人员已知的其他 类型的热泵。室外单元6包括蒸发器64、四通阀66、压缩机68以及作为电动阀的膨胀装置70。室内单元4还包括冷凝器72和用于使水在管道10中循环的泵74。这些部件形成热泵。蒸 发器64、四通阀66、压缩机68、膨胀装置70以及冷凝器72通过使制冷剂循环的制冷剂管道 8(图1)以此顺序连接。制冷剂的循环由压缩机68推动。在供暖模式下，制冷剂在图11中 顺时针循环。液态制冷剂以第一温度Tl离开冷凝器72并且通过膨胀装置70，在该膨胀装置70 处制冷剂的压力减小并且制冷剂仅仅是液态的。然后，制冷剂通过蒸发器64并且被来自外 部环境的热蒸发。在离开蒸发器64之后，制冷剂通过压缩机68，在该压缩机68处压力增 大。所述制冷剂在该点为比Tl高的温度T2。最后，制冷剂通过将热量从制冷剂传递到连接 至室内单元4的室内管道10(图1)中的水，而在冷凝器72中冷凝。在供暖模式下，水进入室内单元4，通过热交换器中的冷凝器72。这里，热量从制 冷剂传递到水。在备用加热器14的下游的室内单元4中的泵74使得加热水循环，加热水 在泵74的下游通过备用加热器14 (在下面更详细地讨论)，然后环绕室内管道10回路。制冷剂材料在其中循环的制冷剂管道8连接在室内单元4和室外单元6之间。所 示的房间供暖管道10是地板下装置，由此热量从管道10中的水向上通过底板传递到被供 暖的房间空间中。房间供暖管道10可以布置成连接至壁挂式散热器(未示出)，代替或者 也布置在地板下供暖装置中。室内单元4包括热交换器以将热量从制冷剂管道8中的制冷 剂传递到在房间供暖管道10中循环的水中。还示出了作为图1的系统2的一部分的用于加热卫生用水的卫生热水箱12。该卫 生热水箱12不与本发明的理解特别有关，因此将不再进一步描述。室外单元6、热泵从环境中提取低温能量，并且为了加热而以本领域技术人员已知 的方式提高其温度。提升的热量然后通过制冷剂被传输至室内单元4中的热交换器。热交 换器将制冷剂中的热量传递到在房间供暖管道10中循环的水中，该房间供暖管道形成了 地板下供暖装置并且也可以连接至散热器和卫生热水箱12。当加热的制冷剂和供热泵从中提取热能的环境的温度之间的温差保持较小时，热 泵更有效地运转。现有技术中已知提供备用加热器以使温差可以保持较小并且热泵保持有 效，同时仍提供满足房间供暖系统2的全年供暖需求的热容量。热泵的大小例如定为提供 年供暖需求的90%至95%，并且剩下的5至10%由小的电备用加热器提供。备用加热器的 大小可以定为占一年的最冷天的供热负荷的60%。本发明涉及在下面充分讨论的这种备用 加热器。图2、3以及4示出了示例性备用加热器14。备用加热器14包括在每两端由在图 4中可见的第一端板24和相对的第二端板26封闭的管状外壳16 (图3)。图2的备用加热 器14包括围绕外壳16和端板24、26的绝热外包层(未标记，但划上了黑色阴影线)。备 用加热器14包括进水口接头18和出水口接头20。如图3和4可见，外壳16和端板24、26 封闭在使用中将充满在进口接头18和出口接头20之间流动的水的空间。电热元件22占 用该空间(图4)。参照图4，电热元件22包括一个或更多个当电流流经时变热的电阻加热丝。电阻 加热丝在两端附接于第一端板24。连接到加热元件22的电源电缆23穿过第一端板24， 并且将加热元件22连接至电源的电路出现在第一端板24中。如可见的那样，第一端板24 沿轴向比第二端板深，从而封闭用于加热元件的电路并且提供对附接于其上的加热元件22的支撑。每根电阻加热丝均从第一端板24几乎一直延伸到相对的第二端板26。电阻加热 丝当在第二端板26附近时转向并且向第一板24返回延伸，该电阻加热丝或者终止在第一 端板24处或者再次转向。当加热丝从外壳16内位于端板24、26之间的空间的一端延伸到 另一端时，可以发生多次这种转向以限定波形图案。备用加热器14包括连接至每个端板24、26的安装托架28。如将在下面更充分地 讨论的那样，安装托架用于将备用加热器14安装至室内单元4。备用加热器还包括在相反 两端连接至端板24、26的手柄杆30。手柄杆30定位在外壳16相对于安装托架28的另一 侧上并且与外壳16径向隔开。手柄杆30用于当将备用加热器14安装至室内单元4时易 于装配。当备用加热器14运转时，水流径32将限定在进口接头18和出口接头20之间。期 望的是使流径32尽可能地遍布加热元件22的表面积从而确保充分地加热。为此进口接头 18和出口接头20定位在外壳16的纵向相反两端，分别邻近第一端板24和第二端板26。为在下文中将变得清楚的原因，也考虑过希望使进口接头18和出口接头20位于 外壳16的底部。顶部和底部在本文中是相对于当备用加热器14被适当水平地安装在室内 单元4时该备用加热器14的顶部和其底部而言的。可替代地，可以将底部定义为设置进口 接头18和出口接头20的地方并且相应地定义术语顶部。然而，使进口接头18和出口接头 20位于外壳16的底部提供了从该进口接头18到该出口接头20的径直流径，该流径仅仅或 主要沿由外壳16和两端板24、26封闭的空间的底部行进。在这种结构中加热元件22的上 部不能被最优地使用以加热在进口接头18和出口接头20之间流动的水。为了解决上述问题，进口接头18和出口接头20都设置在外壳16的底部中，但是 如例如图3、4以及7中可见的，它们彼此径向偏离例如35度到45度的量。具体地，出口接 头20设置在外壳16中的最底位置并且进口接头18与其径向偏离。该径向偏离意味着在 进口接头18和出口接头20之间将设置更加弯曲或螺旋形的流径，这可以提供水的更有效 的加热。此外，参照图4，备用加热器14包括挡板34，该挡板34阻塞沿空间的底部在进口 接头18和出口接头20之间的径直流径。挡板34使流径32改变方向，使得水必须溢出该 挡板34的顶部从而流向由备用加热器14封闭的空间的顶部以便到达出口接头20。挡板34与备用加热器14的第二端板26隔开一小段距离，并且主要在径向平面中 延伸。挡板34几乎延伸到限定在外壳16和端板24、26内的空间的顶部。间隙因而被限定 在挡板34的顶部和外壳16的顶部的内表面之间。挡板34具有与外壳16的内表面大致紧 密配合的外周，使得挡板34和外壳16之间的水流可忽略或被完全消除。继续参照图4，挡板34包括底部36和在大致径向平面中延伸的上部38，该底部36 被弯曲以朝进口接头18的方向轴向延伸，并且向下延伸以与外壳16的在出口接头20和进 口接头18之间的底部的内表面相交。上部38在与出口接头20相交或者甚至超出出口接 头20，更接近于第二端板26的径向平面中延伸。上部38面向加热元件22的加热丝的转 向部，并且非常接近转向部。底部36被弯曲从而在进口接头18和出口接头20之间的一点 处延伸至外壳16的内表面。该弯曲使得当上部38面向加热元件22时，底部36在加热元 件下方延伸。底部36朝向进口接头18轴向延伸并且向下延伸以与外壳16的底部的内表 面接触，底部的外周与外壳16的内表面紧密配合，它们相结合产生了具有所示形状的底部
836。具体地，底部36逐渐变细成尖端40。尖端40在最底部点处与外壳16的内表面接触。没有弯曲并且仅在径向平面中延伸的挡板34将限定在它和第二端板26之间的较 大空间。这将意味着由加热元件占用的备用加热器14的纵向范围将是有限的。挡板34的 上述结构意味着加热元件22可以占用备用加热器14的增大的纵向范围，同时仍提供流径 32，并且还意味着流径32是通向出口接头20的足够大的流径。与挡板34在其径向平面中 一直延伸到底部相比，当水流向出口接头20时，底部36提供扩大的容积。当水到达备用加 热器14在出口接头20附近的底部时，该扩大的容积意味着可以避免不期望的水压变化。挡 板的上部38和底部36之间的角度应该选择成“使这种不期望的压力变化最小”。仍参看图 4，进口接头18和出口接头20之间的水流径32因而经过在挡板34上方的间隙，并且通向 出口接头20。水流径32还包括由径向偏离的进口接头18和出口接头20提供的螺旋形成 分。通过这种流径32可以确保优良的热效率。水流径32在越过挡板34之后流入挡板34 和第二端板26之间的空间。超出挡板34中的弯曲的流径32转向以遵循挡板的底部，从而 通向出口接头20。例如在生产测试已经运行之后，可能需要在备用加热器14上执行排水过程。待排 出的水可以越过挡板34的顶部并且流出出口接头20以排出一些水。在排水期间大量水也 将通过进口接头18。然而，因为进口接头18从外壳16的最底部径向偏离，所以会有一些水 被截留在外壳16的最底部中并且不能通过进口接头18。通过设置阻塞沿外壳16的底部 的在进口接头18和出口接头20之间的流径的挡板34，也将防止该水体流到出口接头20。 可以在图5的阴影区中观察到截留的水62，并且通过从挡板34延伸到第一端板24的黑线 60示出了截留水62的水位。水位线60沿底部在水位不再与通向进口接头18的开口相连 通的高度处水平通过。考虑到上述潜在问题，参照图6，挡板34包括穿过其的排水通道42，该排水通道42 定位在底部36的尖端40处或者在尖端40附近。排水通道42足够小，与在挡板34的顶部 上方的流径32相比，排水通道42在使用中提供的通向出口接头20的流径可忽略。排水通 道42确保了在备用加热器14排水期间截留水体62具有出口。可以想象在排水过程期间，在备用加热器14没有倾斜或其他运动的情况下，可以 执行完全排水。充满水的备用加热器14可以从进口接头18和出口接头20排水。一旦水 位下降到挡板34的顶部54下方，出口接头20流量就将下降到相对于进口接头18的流出 量可忽略的量。进水接头18将继续从备用加热器14排水直到水位下降到进口接头18的 唇缘下方。此时，通过排水通道42到出口接头20的流量将变得重要并且完成备用加热器 14的排水。参看图8，示出了挡板34的顶部54。顶部54延伸到高于加热元件22的顶部的径 向高度，但是没有高于备用加热器14的顶部，从而仍提供以上讨论的间隙。假如备用加热 器14被水平安装并且容纳在由外壳16和端板24、26提供的空间中的水被缓慢地排出，则 挡板应该在加热元件22之前露出。备用加热器14包括位于挡板34的出口接头20侧的流 量开关55。流量开关55的尖端在图8中以阴影方格示出。本领域技术人员应当理解，本图示仅仅是示意性的，为表示流量开关可能被定位 以实现其功能的地方的目的而呈现。实际上，流量开关55可以布置在挡板的顶部54下方 并且与其隔开，意味着它将在图8中被挡板34从视野中隐藏起来。假如备用加热器14中的水位下降到挡板34的顶部54下方，那么流量开关55会检测到水流减小或缺乏的情况。 控制系统可以通过切断加热元件22的电力供应来对检测到的故障水流情况作出反应。挡 板34的顶部54和加热元件22的顶部之间的该相对定位意味着在仍通电的加热元件由于 水位降低而被暴露之前切断电力。这可能损坏备用加热器14。 挡板34的顶部54显示为是平的。即，当备用加热器14被水平安装时，顶部54将 与备用加热器14中的水位平行。这意味着流向出口接头20的流动停止，而不是像挡板34 的弯曲顶部54那样逐渐减小。流量开关55因此可以是灵敏度相对降低的，并且仍可以立 即检测危险的水位情况。 参看图7，可见室内单元4的侧视图。备用加热器14被安装在室内单元4的顶部。 事实上，由于在下文将变得清楚的理由，室内单元4安装成使得备用加热器14是室内供暖 系统2中由水管道10连接的最高的容水部件。它被水平安装，即，其纵轴线与水平线成一 直线，参照图2也可见。水平安装使得出口接头20定位在备用加热器14的径向底部。备用加热器14包括多个穿过外壳16的安全接头，这些安全接头参照图2可见。安 装托架28被用来将备用加热器14安装至室内单元4，并且手柄杆30使安装过程更易于进 行。参看图2，也提供了用于系统安全阀46的接头，该接头与备用加热器14中的水成 流体连通。用于安全阀46的接头定位在外壳16的顶部，邻近出口接头20纵向定位在该出 口接头20的进口接头18侧。阀46是已知类型的，由此一旦房间供暖系统2中的压力达到 预定为不安全的某种程度，阀就打开并且从备用加热器14释放水和/或蒸汽，因而从系统 2释放水和/或蒸汽。阀46与将释放的流体输送到收集排水管(未示出)的出口管50相 连通。备用加热器14还包括用于通向膨胀箱(未示出)的管54的接头50。该接头50 设置在进口接头18和出口接头20之间，并且正好位于进口接头18的径向上方、外壳16的 下半部。该接头50与备用加热器14中的水成流体连通。膨胀箱对本领域技术人员来说是 已知的。简要地说，膨胀箱包括一些适应房间供暖系统2中的水的体积变化的装置。例如， 膨胀箱可以是包括柔性膜的加压容器，该柔性膜提供容器中的水侧和气侧之间的分界线。 水体积可以随温度上升而增大，并且膜将抵抗气体移动以适应体积变化。因而膨胀箱避免 了较大的压力增加。备用加热器14还包括放气阀48。气体可以被截留在基于水的房间供暖系统2中。 气体可能导致加热效率低，因为它不会像液体一样容易地导热。它也会导致房间供暖系统2 的管道10中的不期望的敲击噪音，如上所讨论的，备用加热器14被安装为房间供暖系统2 中的由管道10连接的顶部容水部件。气体将在房间供暖系统2中自然地上升并且因此将 最终进入到备用加热器14中。放气阀48允许在中心点从房间供暖系统2中释放出气体。 放气阀48被安装在外壳16顶部的纵向中心，并且备用加热器14被水平安装。象在水平仪 中一样，如此布置的备用加热器中的气泡将在放气阀48的位置收集，因此所有的气体可以 被释放。以上讨论的所有安全接头46、48、50都延伸到由备用加热器14容纳的空间中，使 得它们与其中的水相连通。它们贯穿管状外壳16延伸，在该外壳16处具有比在端板24、26 处更大的空间。
备用加热器14包括更多的重要的安全装置。如图9和10中可见，备用加热器14 包括热熔丝56和诸如恒温器58的热断路器。恒温器58相对于水平线定位在加热元件22 的顶部，这意味着恒温器58正好位于挡板34的顶部54下方。热熔丝56定位在该点上方， 位于加热元件22的顶部上方。恒温器58包括附接至外壳16的热敏电阻。该热敏电阻轴向定位在加热元件22 的端部周围，邻近第二端板26。恒温器58接触管状外壳16，使得其热敏电阻可以感测外壳 16的温度并且响应感测到的温度提供控制信号。热熔丝56包括一旦暴露于预定的最高温度就融化的熔丝。一旦这种情况发生就 必须更换热熔丝56。热熔丝56穿过第二端板26延伸到一轴向位置，该轴向位置延伸经过 加热元件22的邻近第二端板26的端部一小段。热熔丝56因而延伸到超出恒温器58的轴 向位置的轴向位置。熔丝元件在热熔丝56内相应地延伸。热熔丝56在其穿过挡板34的 顶部和外壳16的顶部之间的间隙时处于流径32中。假如水位下降使得加热元件22被暴 露，那么在备用加热器内流动的水将不会散去由加热元件22产生的热。这将造成备用加热 器14的危险的过热。上述讨论的流量开关55提供了抵抗这种危险的一个安全机构。控制 系统对由恒温器58检测到的温度作出响应，并且在温度超过预定安全限制时切断加热元 件22的电力供应。气穴将不会导致系统故障，除非使加热元件22暴露。然而，气穴将处于 比水更低的温度。恒温器在加热元件的高度处的定位确保了在加热元件被气穴暴露之前， 尽可能可行地感测外壳温度。在水位下降到加热元件22的顶部下方的情况下，热熔丝56 的温度可能打破最高温度安全限值。热熔丝56提供对这种情况的立即响应，并且与加热元 件22的电源相连接，使得电源在这样的情况下被切断。在恒温器58故障的情况下，热熔丝 56也将发挥作用。除流量开关55和恒温器58以外，使用热熔丝56的优点在于提供另一层安全响 应。外壳16内部的温度安全层和响应于外壳温度的温度安全层提供有效的安全响应组合。 使用热熔丝的另一个优点在于假如永远利用该热熔丝，备用加热器14中的故障很可能成 问题。简单地复位流体开关或者恒温器58将不会解决问题并且可能破坏备用加热器14。 另一方面，过期的热熔丝56将不会再次工作并且将需要被更换。更换通常将由维护专业人 员执行，并且过期的热熔丝56对专业人员来说颇为重要，因为在更换热熔丝56之前，需要 调查故障原因。使用中，水围绕房间供暖系统2中的管道10行进，将其热量释放到房间。水进入 包含在室内单元4中的热交换器，以收集由作为热泵的室外单元6提供的热量。这样被加 热的水穿过进口接头18进入到备用加热器14的内部空间，并且经由流径32从出口接头20 流出。由于进口接头18和出口接头20之间的径向偏离而在流径32中产生扭转。流径32 越过挡板34的顶部并且在该挡板之后朝向出口接头20。通向出口接头20的流径32然后 如挡板34的底部36弓丨导在加热元件22下方转向。加热元件22可以接通或不接通以向水 提供助热。根据最高需求情况是否需要而通过控制系统管理加热元件22的开启。加热的 水然后回到管道10内以向散热器或地板下供暖装置10供料。自始始终，安全装置是可操 作的。因此，房间供暖系统2中的所有气体都将缓慢流动到通过管道10连接的最高容水部 件，即备用加热器14。气体将由使用者或维护专业人员通过操作放气阀48而周期性地释 放。水温的变化将导致通过膨胀箱调节的体积变化。具体地，过量体积可以经由管54从备
11用加热器14通过接头50进入膨胀箱。在故障的情况下，房间供暖系统的水压可能变得太 高而危险。在这种情况下，系统安全阀46将打开以从备用加热器14释放足够的水，从而使 压力下降回到安全工作水平。释放的水将通过排水管50排放。此外，在水位下降的情况下危险温度安全装置也将操作。因此，假如水位因为任何 原因(例如因为过量气体在备用加热器14的顶部中积聚)而下降到挡板34的顶部54之 下，那么流向出口接头20的流动将停止。流量开关55将识别这种情况并且切断加热元件 22的电力供应。当过量气体积累时，也许在操作说明书的辅助下博学的使用者可以例如猜 想问题的原因并且通过放气阀48释放气体。假如水位突然下降而使加热元件22暴露，那么热熔丝56的温度将打破预定的最 大值。通过使热熔丝56中的熔丝元件熔化将立刻切断加热元件22的电力供应。在备用加热器14正常运行时，恒温器58将与感测到的温度相对应的信号提供给 控制系统。控制系统将基于控制算法使备用加热器14的外壳的温度保持在温度上限以下。 在例外情况下，恒温器58可能不正确操作或者水位可以下降到使加热元件22暴露。此时， 热熔丝将响应而切断加热元件22的电力供应，从而防止达到可以损坏备用加热器14或者 房间供暖系统2的其他部件的温度。
权利要求
一种用于房间供暖系统的加热器，该加热器包括加热元件；用于所述加热元件的外壳；用于使传热流体进入到所述外壳内的传热流体进口和用于使传热流体从所述外壳输出的传热流体出口；其中，所述外壳用于当所述传热流体沿从所述进口到所述出口并且经过所述加热元件的流径前进时容纳所述传热流体；以及包括穿过所述外壳的通道的至少一个安全装置接头。
2.根据权利要求1所述的加热器，该加热器包括所述房间供暖系统的与所述至少一个 安全装置接头或相应的一个安全装置接头连接的至少一个安全装置，其中所述至少一个安 全装置响应于由所述外壳容纳的所述流体。
3.根据权利要求1或2所述的加热器，该加热器包括多个所述安全装置接头。
4.根据权利要求3在从属于权利要求2时所述的加热器，该加热器包括连接至相应的 一个所述安全装置接头的多个所述安全装置。
5.根据前述权利要求中的任一项在从属于权利要求2或4时所述的加热器，其中，所述 至少一个安全装置包括系统安全阀，所述系统安全阀适于在已超过所述流体中的预定压力 时打开，以释放所述流体中的过压。
6.根据前述权利要求中的任一项所述的加热器，其中，所述至少一个安全装置接头包 括连接至膨胀箱的传热流体出口接头。
7.根据前述权利要求中的任一项在从属于权利要求2或4时所述的加热器，其中，所述 至少一个安全装置包括放气阀，所述放气阀可操作以释放在所述加热器中积聚的气体。
8.根据前述权利要求中的任一项所述的加热器，其中，所述外壳具有相反的两端，在所 述相反的两端之间具有纵向延伸的侧壁，所述加热元件被安装至其中一端并且朝向另一端 延伸，其中所述至少一个安全装置接头包括穿过所述侧壁的通道。
9.根据前述权利要求中的任一项所述的加热器，其中，所述外壳具有相反的两端，在所 述相反的两端之间具有纵向延伸的侧壁，所述加热元件被安装至其中一端并且朝向另一端 延伸，并且所述外壳的所述流体进口和所述外壳的所述流体出口中的至少一个包括穿过所 述侧壁的通道。
10.根据权利要求9在从属于权利要求7时所述的加热器，其中，所述外壳适于沿预定 取向安装，当所述外壳处于所述预定取向时，所述气阀被安装在所述外壳的顶部，气体在使 用中可积聚在所述顶部处，并且在所述外壳的所述预定取向下，所述进口和所述出口定位 在所述气阀的下方。
11.根据权利要求10所述的加热器，其中，所述预定取向基本上是水平的，并且所述气 阀安装至所述侧壁的纵向中心。
12.一种用于房间供暖系统的室内单元，所述房间供暖系统包括热泵，该热泵具有由 循环中的制冷剂管道连接的室外蒸发器、压缩机、形成热交换器的冷凝器、和膨胀装置；以 及传热介质管道，该传热介质管道形成为使传热介质循环，并且使所述介质通过所述制冷 剂和所述介质之间的所述热交换器流动，所述室内单元包括所述热交换器，所述传热介质管道的一部分以及根据前述权利要求中的任一项所述的 加热器。
13.根据权利要求12在从属于权利要求6时所述的室内单元，其中，该室内单元包括所 述膨胀箱，所述膨胀箱构造成响应于所述传热介质的体积变化，改变可由所述管道容纳的 所述传热介质的体积。
14.根据权利要求12或13在从属于权利要求10时所述的室内单元，其中，所述加热器 沿所述预定取向安装至所述室内单元。
15.根据权利要求12、13或14所述的室内单元，其中，所述加热器安装在所述室内单元 的顶部。
16.根据权利要求12、13、14或15所述的室内单元，其中，该室内单元相对于所述系统 安装成使得所述加热器形成所述系统的最高部件。
全文摘要
提供一种用于房间供暖系统的加热器。所述加热器包括加热元件和用于所述加热元件的外壳。所述加热器包括进入所述外壳内的传热流体进口和离开所述外壳的传热流体出口。所述外壳布置成当所述传热流体沿从所述进口到所述出口的流径前进并且经过所述加热元件时容纳所述传热流体。所述加热器还包括所述房间供暖系统的至少一个安全装置，所述至少一个安全装置被安装至所述外壳并且响应于由所述外壳容纳的所述流体。所述加热器是主要由热泵供以动力的房间供暖系统中的备用加热器。
文档编号F24D3/18GK101970940SQ20098010913
公开日2011年2月9日 申请日期2009年3月19日 优先权日2008年3月20日
发明者劳伦特·范托奥特, 马蒂厄·盖斯基埃 申请人:大金工业株式会社;大金欧洲公司