仅具有一个连接的导出单元的制作方法

本发明涉及一种导出单元，例如水龙头，其具有对于自来水的温度可调结构。

背景技术：

水龙头存在于各种各样的实施例中。也存在不同种类的加热水，其中一种方式是通过热交换器将热量从热的传热流体转移到较冷的家用水中。特别是对于这样的加热系统，通过将未加热的家用水与加热的水混合来设定自来水的温度。

例如，连接到冷水源和热水源的恒温水龙头具有高能耗以及安装和设计的限制。

技术实现要素：

通过引入流体流动系统来解决现有解决方案的问题，所述流体流动系统包括将导出单元的出口连接到家用流体供应源的家用流路，其中热交换器具有在家用流路处连接的次级流路，导出单元连接到所述次级侧流路的出口，并且其中流量设定装置适于使用户打开和关闭连接到家用流路的家用流量调节装置，所述流动系统还包括加热流量调节装置，用于调节通过所述热交换器的初级侧路径的热交换流体的流量，其中，所述系统包括用于确保所述加热流量调节装置仅在存在通过所述家用流路的流动时才打开的装置。这确保了仅当需要加热的被导出的家用流体时，加热流体才流动，因此在不需要的时候不会浪费所使用的从在初级侧流动的热交换流体的热传递。

在一个实施例中，温度传感器位于所述次级流路的出口之后的所述家用流路处，以用于测量所述家用流体的温度，并且其中所述加热流量调节装置根据由温度设定装置设定的设定点温度并根据从温度传感器传送的信号进行调整。在一个实施例中，流量设定装置和/或温度设定装置是导出单元的一部分，并且在另一个实施例中位于其他位置，可能由诸如手机或笔记本电脑的便携式介质设置。因此，用户可以选择要导出的流体的期望温度，但是温度传感器测量实际导出的流体并将信号发送到加热流量调节装置以调节流量，以将导出的流体温度保持在设定点温度。因此，确保系统需求不需要热交换器将家用流体加热到高于所需温度的温度，因此不会浪费无需的能量，正如只有必要的体积量的热交换流体通过初级侧。

为了获得仅当在次级侧存在家用流体的流体流动时才在热交换器的初级侧打开传热流体流动的简单解决方案，在一个实施例中，加热流量调节装置连接到流量感测装置，流量感测装置相对于家用流体流路定位，并且其中所述第一流量调节部件仅当流量感测装置指示家用流体的流动时才打开。

为了保证流量调节，在一个实施例中，第一流量调节装置包括形成阀开口的阀，并与连接到所述信号传送装置的致动器连接，并且致动器包括定位装置，所述定位装置响应来自所述信号传送装置的信号调节阀开口。

在一个实施例中，所述加热流量调节装置形成流量调节装置的第一部件，并且所述流量感测装置形成流量调节装置的第二部件，第一部件和第二部件分别关于所述热交换器的初级流路和次级流路连接。这例如可以将其形成为可以整合到热交换器中或其上的单个单元。

在一个简单的机械的方式中，在一个实施例中，所述温度传感器包括填充有气体和/或流体的流量传感器体积，所述气体和/或流体通过其体积的变化对温度的变化作出反应，并且其中所述连通是连接到致动器的内部容积的流体连通，所述致动器连接到影响加热流量调节装置的阀开口的所述加热流量调节装置。这种方式成本低并且易于加工和安装。

在一个实施例中，这种机械温度传感器包括连接到所述温度设定装置的可调节体积部分，使得温度设定装置的调节引起可调节体积部分的体积变化以及继而改变的温度设定点。

在一个实施例中，所述第二部件是与所述加热流量调节装置物理连接的止回阀，所述止回阀当在所述家用流路中存在流动时打开，否则关闭。这提供了一个简单、稳定的和成本低的解决方案，并且如果集成到热交换器中或热交换器上也是合适的。

在一个适合于更多电子方式的实施例中，温度设定装置和/或流量设定装置与控制器通信，所述控制器还与所述温度传感器通信，并且其中控制器将所述设定和测量的温度转换成与所述加热流量调节装置和所述家用流量调节装置通信的控制信号。因此，温度传感器将适合于向控制器发送信号，其中所述控制器可以包括数字数据存储装置和处理器。这种方式也适合被连接到例如通常的云或互联网，或仅仅是用于例如无线设置和/或跟踪。

在一个实施例中，所述控制器与连接到所述第一调节部件和/或所述流量调节部件的致动装置通信。因此，控制器可以向致动装置发送指令以调节流量，可选地还接收来自致动装置和/或流量调节装置的反馈。

在一个实施例中，所述流量设定装置是所述流量感测装置。控制器将获知要求家用流体的流体流动并因此可以控制打开和设定相应的流量。

在一个实施例中，所述流量设定装置连接到所述导出单元内的阀，用于设定要被导出的家用流体的流量。

本发明还涉及一种通过连接到流动系统的导出单元控制家用流体的导出水的方法，所述流动系统包括具有初级流路和次级流路的热交换器，所述方法包括分别通过流量设定装置和温度设定装置设定所述被导出的流体的所需的流量和设定点温度，其中流量设定装置与家用流量调节部件连通或通信，所述家用流量调节部件控制通过所述次级流路并流出导出单元的家用流体的流量，其中所述方法包括控制加热流量调节装置以如下方式调节通过所述初级侧的热交换流体的流动，所述方式是使得加热流量调节装置响应于家用流量调节装置的开启而打开，并且当家用流量调节装置关闭时关闭，而除此之外加热流量调节装置和家用流量调节部件被独立地调节。同样地，这确保了仅当需要加热的被导出的家用流体时，加热流体才流动，因此在不需要的时候不会浪费所使用的从在初级侧流动的热交换流体的热传递。

在一个实施例中，所述方法包括：一旦所述第一流量调节部件被打开，则被响应于温度传感器传送的信号而被调节，该温度传感器测量在次级侧流路的出口和导出单元的出口之间的位置处所述家用流体的温度，以根据所述设定点温度来控制温度。同样地，这确保系统需求不需要热交换器将家用流体加热到高于所需温度的温度，因此不会浪费无需的能量，正如只有必要的体积量的热交换流体通过初级侧。

在根据前述实施例的一个实施例中，所述导出单元到所述热交换器的次级流路的出口的所述连接是到所述导出单元的唯一流体连接。

附图说明

图1示出根据本发明的实施例的流体流动系统，其包括仅连接到热交换器的次级侧的出口的导出单元。

图2示出根据机械的实施例的导出单元。

图3示出根据电子的实施例的导出单元。

图4示出根据另一实施例的流体流动系统，其中旁路管线还将导出单元直接连接到冷流体管线。

图5示出根据本发明实施例的一个调节方法实施例的流程图。

图6示出根据本发明的实施例的第二调节方法实施例的流程图。

具体实施方式

如图1示意性示出的加热流动系统1可以包括连接到热交换器5的初级侧入口的加热流体供应管线2，用于向其供给传热流体。热交换器5的初级侧的出口连接到加热流体返回管线3，用于在加热流体通过热交换器5的初级流路之后移除加热流体。

冷水管线4将热交换器5的次级侧流路与通过次级侧入口的冷水连接。

在热交换器5中，热量从在初级流路中流动的传热流体经由传热面转移到在次级流路中流动的冷水。

在一个实施例中，互连的微结构热交换器板的堆叠形成初级流路和次级流路，使得相邻板之间的每个第二流路形成热交换器5的初级侧，并连接到初级侧的入口和出口，并且其他的每个第二流路形成热交换器5的次级侧，并连接到次级侧的入口和出口。

次级侧的出口连接到诸如水龙头的导出单元6。

将来自冷水管线、通过热交换器5的次级流路和到下述热交换器的出口的流路被称为家用流路。

在所示实施例中，泵送装置7形成加热流体通过加热流体供应管线2、热交换器5的初级侧流路和加热流体返回管线3的流动。

冷水管线4中的流动可以由一些加压装置引起，使得当导出单元6开始导出水时，压力差挤压水通过冷水管线4、热交换器5的次级侧流路和热交换器5的出口并到导出单元6。

流量控制装置8可以包括用于控制通过热交换器5的初级侧的流量的加热流量调节装置8a。

流量控制装置8还可以包括当在家用流路中存在流动时感测和/或作出反应的流量感测装置8b，流量控制装置8可以形成为两个单独的单元8a和8b或可以互连以作为单个单元操作。流量控制装置8可以集成在热交换器5中或在热交换器5外部。流量控制装置8可以包括阀8a和/或阀8b。

在一个实施例中，一旦从导出单元6开始导出水，流量控制装置8的流量感测装置8b通过打开流过热交换器5的次级侧的流动而作出反应。该次级流量可以由使用者根据所需的输送水流经由流过在导出单元6处的流量设定装置10而设定。在一个实施例中，导出单元6因此与流量控制装置8连通11，以根据用户设置将流动打开到设定的流量。因此，流量控制装置8可以包括能够进行上述调节的致动装置。

流量感测装置8b通过引起加热流量调节装置8a的打开而对家用流路中的流动作出反应，由此打开传热流体的通过初级路径的流动以加热流经次级路径的流体。

离开次级出口的流体的温度取决于多个特征，例如热交换器的材料和尺寸，不仅取决于加热流体供应管线2和冷水管线4各自中的传热流体和冷水的初始温度，而且还取决于它们在热交换器5的初级流路和次级流路中的相对流量。

初级侧流量和次级侧流量是可调节的，并且在一个实施例中，导出单元6因此包括用于使用户选择期望温度、温度设定点的温度设定装置9，其中该设定与流量设定一起被转换为到流量控制装置8的信号，以通过加热流量调节装置8a相应地调节流量。

在一个实施例中，用户选择的流量和/或温度与实际传送的流量和/或温度不直接相关，而是需要用户手动调整直到用户满意。

在更先进的实施例中，用户选择的流量和/或温度与实际输送的流量和/或温度直接相关。这可能取决于一些已建立的表格关系，该表格关系形成了所需的初级和次级流量的计算的基础，但是在更灵活的示例性实施例中，连接温度传感器12以测量导出的水的温度。温度传感器12可以位于导出单元6中，例如在导出单元6的出口处，但是也可以位于导出单元6的出口处和热交换器5的次级出口区域之间的任何位置。

导出的水的温度由温度传感器12测量，初级侧流量(以及可能的次级侧流量)被调节直到达到要求的温度，然后被控制以保持所述流量。

该控制可以通过诸如p、pi、pid反馈方法等的任何方式。控制器可以连接到系统，诸如形成导出单元6的一部分或通过任何方式与其通信。控制器包括所需的处理装置和算法，以进行计算并将所需信号发送到流量控制装置8进行相应的调整。

在替代或附加实施例中，控制装置根据响应于温度变化的膨胀的流体和/或气体的变化的体积而进行操作。因此，连通或传送装置11可以是具有流体和/或气体的、由此也形成反馈管线的毛细管。

导出装置6可以包括用于用户看到所选的值和/或实际测量的值的显示装置。

在一个实施例中，泵送装置7通过开关装置13启动，并且开关经由启动通过冷水管线4的流动而启动。流量传感器14可连接到冷水管线4指示开始的流量，或者信息可以直接从例如导出单元6给出。一旦记录了冷水管线4中的流动，泵以某种至少足以满足设定的初级流量的速率启动。

加热系统1可以连接到多个热交换器5和相关联的导出单元6，其中单个泵送装置7被连接以用于所有这些装置。在该实施例中，泵送装置7将不基于哪个导出单元被打开而启动，而是仅基于在冷水管线4中的启动流量而被启动。则流动将仅引导到导出单元6打开的那些装置，从而指示流量控制装置8通过流体。

在一个实施例中，泵送装置7是流量调节装置8的第一部分8a。

加热系统可以形成区域供热网络的一部分，加热流体供应管线2和返回管线3分别直接连接到所述网络，或通过热交换器间接连接到所述网络。或者，它可以形成其他加热装置的一部分，例如太阳能加热等。

图2示出了包括温度设定装置9和流量设定装置10的导出单元6的一个机械额示例实施例。在所示示例中的温度传感器12包括具有内部容积的第一部分20a和外部表面部分，所述外部表面部分与从热交换器5的第二侧出口进入导出单元6的水接触。第一部分20a的内部容积与第二部分20b的内部容积相连，其中第二部分20b的体积可由温度设定装置9调节。第一部分20a和第二部分20b的内部容积填充有流体和/或气体，当该流体和/或气体的温度升高时其体积膨胀，并且当其温度降低时相应地其体积收缩。然后，连通管11(例如毛细管)形成与流量调节装置8的连通。在一个实施例中，连通装置11因此与第二部分20b的内部容积连接并且填充有相同的流体和/或气体。

然后，连通管11可以与限定压力室的体积接触，该压力室具有由于膜上的压力差的变化而挠曲的膜所限定的一个壁。然后膜的另一侧可以接触例如偏压构件。膜的挠曲限定了加热流量调节装置8a的阀开口，并且因此响应于温度传感器12的第一部分20a、第二部分20b内的流体和/或气体的体积的变化来调节初级侧流量。连通管11以及流量调节装置8的内部容积与膜的一侧接触，该体积一起限定流量传感器的体积。在一个实施例中，加热流量调节装置8a因此是恒温阀8a，并且膜容纳部分(membranecontainingpart)可以形成阀8a的整体部分，或者可以是与其连接的致动器。

在图示的实施例中，通过改变温度传感器12的第二部分20b的内部容积的温度设定装置9来调节温度传感器的体积，从而改变温度设定点。

图2中所示实施例的导出单元6还包括对家用流量调节部或阀21进行操作以调节阀开口的流量设定装置10，从而设定由导出单元6导出的水的流量。

温度传感器12和流量调节装置8中的恒温阀装置的替代形式也将适用，例如包括双金属恒温器、蜡丸型恒温器或气动恒温器等。

图3示出了导出单元6的电子形式，例如包括电的温度设定设置9和流量设定装置10，流量设定装置10与包括处理器的控制器22通信23，控制器22在导出单元6的内部或外部。温度传感器12可以是为控制器22产生信号的任何一种。控制器22将通过调节待导出的热交换器5的次级侧中的水的流量来进行响应，该调节或通过调节导出单元6的内部流量调节部件21来进行，或通过热交换器5的流量调节装置8的加热流量调节装置8b来进行。该调节可以通过连接的流动定位装置如致动器。以相同的方式，控制器22将根据温度设定点和响应于进入导出单元6的水的测量的温度来设定热交换器5的初级侧流量，该设定通过调节加热流量调节装置8a来实现。这种调节再次地可以通过连接的流动定位装置如致动器。在这种情况下，传送或通信装置11将是发送电的、模拟的、数字的等信号的任何种类的装置。

本发明可以采用上述实施例的不同子部分的混合，或者使用其他解决方案。

在一个实施例中，系统由用户通过流量设定装置10进行打开流动的操作，从而引起通过热交换器5的次级侧的流动。流量调节装置8响应为打开加热流量调节装置8a和由此打开初级侧流量的流动，其中，该流量将根据温度设定装置9的设定温度进行调整。该实施例将适用于任何实施例。

在一个实施例中，流动调节装置8的第一部件8a和第二部件8b之间将存在互连，使得一个的开口可以打开另一个。

图4示出了本系统的另外可能的实施例，除了与热交换器5的连接之外，旁路管线15将冷水供应管线4直接连接到导出单元6。流动控制装置16(例如阀)控制通过旁路管线15的流动。

在一个实施例中，通常不会有通过旁路管线15的流动，但是如果通过热交换器5的次级侧流路的流体已被加热得超过所要求的温度，并且似乎不可能获得该温度，则流量控制装置16可被指示17以打开将与输出的次级侧流体流动混合的流动。

图5示出了通过连接到包括具有初级流路和次级流路的热交换器(5)的流动系统的导出单元(6)来控制家用流体的导出水的方法，所述方法包括步骤(30)，分别通过流量设定装置(10)和温度设定装置(9)设定所述被导出流体的所要求的流量和设定点温度；步骤(31)，其中流量设定装置(10)与家用流量调节装置(21)连通或通信，家用流量调节装置控制通过所述次级流路并流出导出单元(6)的所述家用流体的流量；步骤(32)，其中所述方法包括控制加热流量调节装置(8a)，所述加热流量调节装置(8a)以如下的方式调节通过所述初级侧的热交换流体的流动：即，使得加热流量调节装置(8a)响应于家用流量调节装置(21)的开启而打开，并且当家用流量调节装置(21)关闭时关闭；以及步骤(33)，其中加热流量调节装置(8a)和家用流量调节部件(21)一旦被打开，则独立地被调节。

在图6中，步骤(33)被替换为比图5的实施例中更高级的方式。在步骤(34)中，其中一旦加热流量调节装置(8a)被打开，则其响应于从温度传感器(12)传送的信号(11)而被调节，该温度传感器(12)测量在次级侧流路的出口和导出单元(6)的出口之间的位置处所述家用流体的温度，以根据所述设定点温度来控制温度。