在安装步骤中能以模块化形式组装的加热装置和模块化加热系统的制作方法

本发明涉及液体循环加热装置和包括该装置的模块化加热系统。

根据本发明的装置和模块化系统特别用于加热室内房间/环境，并且特别是允许在待加热的房间/环境中(而不是在工厂)安装时在安装步骤中通过将几个模块直接组装在一起来进行模块化组装。

背景技术：

普通的室内加热系统由散热器组成，加热液体(通常是热水)在散热器中循环。

这些系统中使用的散热器可以由各种金属材料制成，并且通常由单独制造然后接合在一起的散热器元件的电池(battery)形成。组装可变数量的散热器元件的可能性使得能够构造具有不同加热能力的散热器，从而适合于加热不同尺寸的房间。

典型的散热器元件(例如，但不是必须的，由通过压铸工艺获得的铝制成)具有基本上为管状的主体和多个热交换翅片，该主体设有供水流过的内腔。散热器元件在各自相对的纵向端设有成对的横向接头套筒(也称为接套(joiningnipples))，用于连接到其它类似的散热器元件和/或液压回路。散热器元件并排布置，并通过接头套筒接合。

如上所述，通过这种方式，可以组装由不同数量的元件构成的散热器，从而具有不同的加热能力。

然而，必须组装许多散热器元件以获得期望的性能；此外，散热器元件只能横向地彼此相加。

此外，还有提高上述类型散热器效率的空间。

已经发现，这种类型的散热器元件的通常形状(特别是其水室的形状和热交换表面的构造)使得无法充分利用热水携带的热量。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种克服上述现有技术缺点的加热装置。

本发明的另一个目的是提供一种加热装置，该加热装置以简单有效的方式克服了组装不同额定功率的模块化加热系统的技术问题，并且不会过度增加整体尺寸，并且该加热装置不仅可以在工厂，而且还可以直接在安装地点以所要求的尺寸以模块化形式组装。

具体而言，本发明的目的是提供一种加热装置，该加热装置能够限定模块化加热系统，在该模块化加热系统中，模块能够彼此连接，从而即使在安装步骤中(即，直接在安装地点，而不是在工厂中)，模块也能够在深度上(以及可能在宽度和高度上)延伸。

本发明的另一个目的是提供一种加热装置，该加热装置还能够充分利用加热液体的热量，并且制造和组装也很简单。

因此，本发明涉及一种加热装置和包括所述装置的模块化加热系统，如分别在所附权利要求1和16中以基本术语所限定。

从属权利要求中限定了加热装置和包括该装置的模块化加热系统的优选附加特征。

根据本发明的加热装置特别有效，特别是允许充分利用加热液体的热量，同时易于生产和组装。

利用根据本发明的加热装置，还可以限定模块化加热系统，在该系统中，模块不仅横向延伸，而且在深度上延伸(甚至可能在高度上延伸)。

此外，根据本发明，系统的模块化的特征是在安装步骤期间变得显而易见且具体，而非在如目前市场上可购得的某些模块化产品的情况在制造步骤期间。

附图说明

参考附图，根据以下对非限制性实施例的描述，本发明的进一步特征和优点将变得很清楚，在附图中：

图1是根据本发明的加热装置的第一实施例的透视图；

图2是图1所示装置的侧视图；

图3和图4分别是沿图2的虚线iii-iii和iv-iv截取的两个剖视图；

图5和图6分别是图1所示装置的另一实施例的后视图和透视图；

图7和图8分别是图1所示装置的另一个可选实施例的后视图和侧视图；

图9和图10分别是根据本发明限定的具有图1所示装置的模块化系统的侧视图和俯视图，其中为了清楚起见，移除了一些部件；

图11是根据本发明限定的另一模块化系统的纯示意性正视图，其中为了清楚起见，移除了一些部件；

图12a和图12b是可用于根据本发明的模块化系统中的相应连接组件的分解透视图；

图13是图9至图10所示模块化系统的细节的透视图；

图14是根据本发明的加热装置的第二实施例的侧视图；

图15和图16分别是由图10所示装置限定的模块化系统的侧视图和俯视图，其中为了清楚起见，移除了一些部件；

图17和图18分别是由根据本发明的装置的另一个实施例限定的另一个模块化系统的侧视图和俯视图，其中为了清楚起见，移除了一些部件。

具体实施方式

在图1和图2中，整体上由附图标记1表示的是液体循环(例如热水)类型的加热装置(用于建筑物内部的加热环境)。

装置1包括由导热材料制成的主体2，该导热材料是例如(但不一定)金属材料，特别是铝(所述术语还包括铝合金，即含铝的合金)和例如通过压铸获得的铝(即，由通过压铸工艺生产的铝或含铝的合金制成)。应当理解，主体2可以由另一种材料制成，只要该材料适于导热(例如陶瓷、聚合物、复合材料和其他材料)，并且通过其他生产工艺(例如，通过挤压工艺)生产。

同样参照图3和图4，主体2是中空的主体，并且设置有内腔3(水腔)，在使用时加热液体(例如热水)在内腔3中循环。

主体2包括前热交换板4和后热交换板5，前热交换板4和后热交换板5位于主体2的各相对端(精确地说，参考装置1的正常使用位置，前端和后端)，并且基本上彼此面对，并且沿着相应的外围边缘6接合，外围边缘6一起形成腔3的闭环周边边缘7。

在图1至图4所示的实例中，板4、5具有基本上为四边形的形状(例如基本上为正方形或矩形)，但是应当理解，板4、5可以具有不同的形状。

前板4具有内面8，内面8面向腔3并被加热液体润湿，因此该内面8与腔3中的加热液体交换热量(从加热液体接收热量)；和外面9，外面9与内面8相反并限定第一热交换表面10，特别是装置1的主前热交换表面，当使用时，该第一热交换表面10面向待加热的环境，并且除了通过辐射将热量释放到安装装置1的环境中之外，该第一热交换表面10还与环境中的空气交换热量(将热量释放到空气中)。

同样，后板5具有内面11，内面11面向腔3并被加热液体润湿，因此，因此该内面11与腔3中的加热液体交换热量(从加热液体接收热量)；和外面12，外面12与内面11相反并限定第二热交换表面13，当使用时，该第二热交换表面13面对支撑壁w，装置1通过紧固构件(类型已知，且为简单起见，在此未示出)固定到该支撑壁w上，并且该支撑壁w与安装装置1的环境中的空气交换热量(将热量释放到空气中)。

表面10限定了装置1的主前热交换表面，该主前热交换表面面向待加热的环境并与装置1固定到其上的支撑壁w相对。

腔3沿着纵向轴线a(使用时竖直)和横向轴线b(使用时水平)延伸，分别限定腔3的高度和宽度；并且沿着垂直于纵向轴线a和横向轴线b并限定腔3厚度的第三轴线c延伸。

腔3在前部由前板4限定，准确地说，由前板4的面向腔3的内面8限定；并且在后部由后板5限定，准确地说，由后板5的面向前板4的内面8的内面11限定。

前板4的内面8和后板5的内面11彼此面对并且间隔开，使得它们之间的距离限定了腔3的厚度。

因此，腔3的厚度被限定为前板4和后板5之间的距离，并且准确地说是前板4的内面8和后板5的内面11之间的距离。

如图1至图4所示，板4、5不必为平面且平行，而是可以具有不同的形状和不同的布置：例如，板4、5中的一个或两个可以是弯曲的、波纹状等；和/或板4、5可以朝向彼此倾斜。腔3沿着纵向轴线a和/或沿着横向轴线b还可以具有可变(不同)厚度(平行于轴线c测量)

优选地，如图所示，腔3是薄腔，其厚度相对于其它尺寸(高度和宽度)以及相对于高度和宽度之间的至少一个尺寸较小(就腔3的至少一个或多个部分而言，如果不是在整个腔3中)。

具体而言，在所示的实施例中(尽管不是必须的)，腔3具有大致平坦的形状，并且主要沿着纵向轴线a(使用时竖直)和横向轴线b(使用时水平)延伸，分别限定腔3的高度和宽度；并且腔3的垂直于纵向轴线a(使用时竖直)和横向轴线b(使用时水平)测量的厚度，即沿着轴线c(垂直于纵向轴线a和横向轴线b)测量的厚度小于高度和宽度。

例如，腔3的最大厚度(如果腔3在不同区域具有不同厚度，因此考虑到腔3的最大厚度)比前板4的每个横向尺寸(在垂直于厚度的方向上测量)，即比前板4的高度和宽度，小至少20倍，优选小30倍，更优选小至少40倍。

因此，关于装置1的正常使用位置(意味着前板4基本上竖直并面向待加热环境的位置)，腔3的高度和宽度分别比腔3的厚度大至少20倍，优选大至少30倍，甚至更优选大至少40倍。

在图1至图4所示的实例中，除了前板4的与后板5的相应外围边缘6接合的外围边缘6之外，腔3基本上在整个前板4上延伸。

具体而言，腔3在前板4的至少60％上延伸：因此前板4的面向腔3的内面8的表面的至少60％面向腔3。

换句话说，腔3占据前板4的内面8的至少60％，即腔3具有与前板4的内面8接触的表面(指的是腔3的从周边边缘7界定在前板4的内面8上的表面，因此排除了腔3内由内部元件，例如间隔物、肋、结构加强件、流动传送器等占据的任何空间，下文中将对此进行描述)，即前板4的内面8的总表面的至少60％。

在其它实施例中，腔3在前板4的内面8的表面的至少65％、或至少70％、或至少75％、或至少80％、或至少85％、或至少90％上延伸。

主体2还设置有连接件16，连接件16从板4、5中的一个或两个延伸并与腔3连通。

具体而言，在图1至图4中的实例中，连接件16从后板5伸出，准确地说，从后板5的外面12伸出，并且基本上垂直于后板5和后板5的外面12。

在所示的实例中，装置1具有四个位于腔3的各个角落的连接件16。然而，应当理解，主体2可以设置有不同数量的连接件16，连接件16也布置在其它位置，而不一定在腔3的角落处。优选地，但不是必须地，连接件16沿着腔3的周边边缘7定位。

连接件16由相应的套筒限定，例如但不一定是基本上为圆柱形的(但是套筒也可以具有不同的形状)，并且其目的是将装置1连接到外部液压回路(未示出)和/或将装置1连接到其他相同的装置以限定模块化系统(如本文后面所述)。

未用于将装置1连接到另一相同装置以限定模块化系统，或将装置1连接到外部液压回路的连接件16由插塞(未示出)封闭。

通常，腔3具有至少一个入口16a和一个出口16b，分别由相应的连接件16限定。

在所示的实例中，前板4和后板5基本上为平面且平行；应该理解，前板4和/或后板5与它们的表面一样可以具有不同的形状，例如弯曲、波纹状等。

前板4的外面9例如基本上是光滑的。

在图1至图4所示的实施例中，后板5支撑多个热交换翅片17，这些翅片从后板5(确切地说从后板5的外面12)延伸到腔3之外。

在所示的非限制性实例中，翅片17基本上垂直于后板5的外面12，并且彼此平行并平行于纵轴a(使用时竖直)。应当理解，与仅通过实例所图示的相比，翅片17的形成和布置可以不同，即翅片17可以具有不同的形状，它们可以以不同的方式定向，相对于彼此不同地布置。

例如，在图5至图6所示的替代实施例中，翅片17布置成平行的行，并且相邻行中的翅片相对于彼此交错。

具体而言，翅片17平行于轴线a布置成行，并且每行上的翅片彼此纵向地(平行于轴线a)间隔开，并且还与相邻行的翅片横向地(平行于轴线b)间隔开。

翅片17的尺寸可以彼此不同：具体而言，翅片17可以包括不同长度(平行于轴线a测量)和/或不同高度(平行于轴线c测量)的翅片。

例如，在图7至图8所示的替代实施例中，翅片17再次平行于轴线布置成行，并且每行(或某些行)中的翅片高度不同。具体而言，至少一些行(或所有行)包括各自具有不同高度的单个翅片或翅片组：翅片的高度朝向装置1的顶端增加。

此外，至少一些行中的至少一些翅片的长度也不同。具体而言，至少一些行(或所有行)包括各自具有不同长度的单个翅片或翅片组。

优选地，如图1至图8所示，所有翅片17直接从腔3延伸，因为它们直接接合到腔3的湿壁18，在这种情况下由后板5限定，因此所有翅片17都是所谓的“湿翅片”。所有翅片17都具有接合到腔3的湿壁18上的根部边缘19，该根部边缘19与加热液体直接接触。

各自的外围边缘6成形为彼此耦接的前板4和后板5分别有利地由单体件形成，例如由通过压铸工艺获得的铝制成；然后，构成两个板4、5的两个单体件沿着各自的外围边缘6接合，从而形成机械和流体密封的接合。

有利的是，板4、5通过热电熔融工艺接合，该工艺是通过使电流循环通过待接合件的相应接触部分以引起其局部熔融而进行的，而焊接材料并无贡献(如国际专利申请wo2014/155295中所述)。

然而，板4、5可以其他方式接合，例如通过机械接合方法(可能插入密封垫圈)、胶粘、其他类型的焊接(不一定是电磁焊接)等。

有利的是，翅片17制成板5的整体部分，其从板5伸出，从而与板5形成单体件(即，翅片不由板5承载或接合到板5，而是例如在挤压或压铸步骤期间直接与板5一起制成)。

腔3内部具有系杆(tie)33，即在前板4和后板5之间延伸并且与前板4的内面8和后板5的内面11成一体(牢固地结合到前板4的内面8上或与后板5的内面11制成一体)的突起。

在示出的实例中，系杆33与板4、5之一制成单件，并朝向相对的板延伸，当板4、5彼此接合(特别是通过在每个系杆33上进行局部热电熔工艺接合)以形成装置1时(但是应理解，如上所述，板4、5可以以其它方式彼此接合)，系杆33例如通过焊接或热熔接合到相对的板；具体而言，系杆33成形为后板5的内面11上的突起(并且例如通过与板5一起压铸而制成)，并且焊接到前板4的内面8。可选地，系杆33可以单独制造并焊接到两个板4、5上；或者甚至制成两个板4、5的整体部分。

本质上，根据在主体2的生产中使用的技术，系杆33可以被直接限定为两个板4、5的整体部分；或者作为板4、5中的一个的整体部分，然后将板4、5接合(焊接)到另一个板上；或者作为单独的部件，然后将其接合(焊接)到两个板4、5上。

系杆33分布在面8、11上，它们的主要功能是增加装置1的机械抗力，特别是提高其耐压性。系杆33还有助于使装置1流体密封，因为它们有助于保持两个板4、5接合在一起，从而防止液体发生任何泄漏。

由于系杆33沿着加热液体在腔3中的路径插入，因此它们还具有在腔3中分布加热液体的功能。

一般而言，有利地但非必须地，腔3容纳两个板4、5之间的内部元件34(其也可以包括系杆33)，内部元件34作用于在腔3中循环的加热液体的流动，例如以在腔3中限定一个或多个路径，从而在腔3中分布加热液体，以改变腔3中加热液体的运动，等等。

具体而言，元件34(或至少一些元件34)成形和布置成有助于水在腔3中均匀分布。

在图4所示的优选实施例中，除了系杆33之外，元件34还包括位于腔3顶端36a的第一分配器35a和/或位于腔3底端36b的第二分配器35b(再次参照装置1的正常使用位置：端部36a、36b相对于纵向轴线a为轴向相对的端部)。

分配器35a、35b由相应的横向壁限定，例如基本平行于轴线b(或相对于轴线b倾斜，或弯曲或甚至不同形状)，所述横向壁在前板4的内面8和后板5的内面11之间以及腔3的两个侧向相对侧之间延伸，并设置有相应一系列的纵向间隔开的通孔37。分配器35a位于入口16a附近和下方，入口16a由套筒16中的一个限定，并位于腔3的顶端36a。分配器35a位于入口16a附近和下方，入口16a由位于腔3顶端36a的第一连接件16限定；并且分配器35b位于至少一个出口16b附近和上方，该至少一个出口16b由位于腔3底端36b的另一连接件16限定。

在图4所示的优选实施例中，腔3具有入口16a，该入口16a由位于腔3顶端的第一连接件16限定；以及两个出口16b，该两个出口16b由位于腔3底端和腔3的相应相对侧向端的相应另外的连接件16限定。在使用中，加热液体通过入口16a进入腔3，并在通过分配器35a、35b基本均匀地分布在腔内之后，通过两个出口16b流出。

腔3也可以仅容纳分配器35a、35b中的一个。分配器35a、35b的形状也可以不同于这里仅作为示例示出和描述的形状。

例如在图9和10中示出了根据本发明的模块化加热系统40。

系统40包括由上述相应装置1限定的两个模块41。

两个装置1(即两个模块41)一个接一个地定位，相应的前板4布置成基本上彼此平行并且沿着轴线c(垂直于前板4并且垂直于纵向轴线a和横向轴线b的轴线)对齐。

两个装置1布置成使得相应的连接件16和相应的翅片17彼此面对并对齐。

参考系统40的正常使用位置，其中装置1的前板4基本上是竖直的，模块41在系统40的厚度方向上(沿着轴线c)一个接一个地定位，从而限定了在深度上延伸的模块化系统。

系统40还可以在宽度和/或高度上延伸，因为几个模块41(或模块组41)也可以沿着横向轴线b和/或纵向轴线a并排定位，如图11示意性所示。

最终，系统40可以包括模块41(两个或更多个，任意数量)，模块41沿着彼此垂直的一个、两个或三个轴线彼此相邻定位，以相对于系统40的正常使用位置，形成在高度、宽度和/或深度上延伸的模块化系统。

模块41通过连接组51(图9至图11中仅用虚线示意性地示出)接合，连接组51将相应装置1的成对连接件16接合。

每个连接组51沿着轴线x延伸，并且具有一对相对的端孔52，该端孔52位于连接组51的各个相对的轴向端部，用于连接到相应的模块41；以及侧向孔53，该侧向孔53布置在端孔52之间，用于连接到液压回路的外部管道。

如图12a中的实例所示，在系统40的深度或厚度方向上延伸并因此沿着轴线c彼此面对和对齐(图9至图10)的两个模块41有利地通过基本上为线性的连接组51连接，其中端孔52是基本垂直于轴线x的轴向孔，而侧向孔53相对于轴线x为径向孔。

如图12b中的实例所示，两个模块41替代地在系统40的宽度或高度方向上延伸，并且因此沿着纵向轴线a或横向轴线b(图11)彼此侧向或竖直并排布置，这两个模块41有利地通过基本上为c形的连接组51连接，其中与侧向孔53一样，端孔52相对于轴线x也是径向孔。

在图12a至图12b中的实例中，每个连接组51包括t形且内部中空的中心体54和一对管55，中心体54设有侧向孔53，管55从主体54的相应相对臂57延伸并与它们内部连通。

管55具有连接到主体54的相应近端58；和相应的远端59，远端59设有端孔52，并且可以直接插入连接件16中或者例如通过接套接合到连接件16上。

有利的是，主体54可相对于管55绕轴线x旋转，但是其也可以相对于管55锁定在角度固定的位置，例如使用径向销。

连接组51可以包括密封环，以保证管55和主体54之间以及管55和连接件16之间的流体密封连接。

可选地，如图13所示，通过将臂57直接插入相应的连接件16中(因此不使用管55)，主体54可以直接装配到连接件16上。

在这种情况下，直接在臂57上(而非在管55上)获得与连接件16连通的端孔52。在任何情况下，孔52相对于轴线x轴向定向，因为它们沿着轴线x对齐并且基本上垂直于轴线x。

为了侧向或竖直地连接模块41，管55(图12b)为l形，远端59相对于近端58处于弯头处，使得端孔52相对于轴线x径向定向。

可选地，除了用于液压连接之外，连接组51还用于插塞连接件16和/或用作相邻模块41的连接件16之间的间隔元件。

重要的是要指出，如上所述，根据本发明，用于限定本发明的模块化系统40的模块41的组装在安装步骤中进行，即，直接在待加热的房间/环境中安装时进行；因此，根据本发明的系统40的模块化是在安装步骤期间而非在制造步骤期间变得明显和具体的特征(如在深度上延伸的已知模块化系统那样)。

此外，作为一般规则，可以连接多个模块41(甚至是大量模块41，而不仅仅是如图9至图10中的实例所示的两个模块41)以在深度上延伸。

此外，如前所述，模块41不仅可以接合成在深度上延伸，而且可以在宽度(横向)和高度(竖直)上延伸，即相对于使用位置水平和竖直延伸。最终，可以组装模块化系统40，其中模块41沿着彼此正交的一个、两个或三个方向(高度、宽度和深度)连续布置。

图14示出了根据本发明的装置的替代实施例，其中与已经描述的细节相似或相同的细节用相同的附图标记表示。

就参照图1至图4的上述描述而言，图14所示的装置1不包括翅片，因此后板5的外面12也基本上是光滑的，就像前板4的外面9一样(因此未设置翅片)。

如图15和16所示，图14所示的装置1又可以用作模块化加热系统40中的模块41，再次使用类似于已经描述的连接组51(或类似类型的其它连接组)来连接两个模块41。

在这种情况下，系统40由两个模块41限定，即由两个相同且相对的装置1限定。

图17和图18中示出了另一个可选实施例，其中与已经描述的细节相似或相同的细节再次用相同的附图标记表示。

图17至图18示出了由两个模块41组成的模块化系统40：第一模块41a由参考图1至图4描述的类型的装置组成，因此具有基本光滑的前板4(未设置翅片)，该前板4构成装置1和整个系统40的前表面并且在使用时面向待加热的环境，以及设置有热交换翅片17的后板5；与图1至图4所示的装置不同，第二模块41b不仅在后板5的外面12上，而且在前板4的外面9上设有翅片17。

因此，如已经示出的，根据需要的性能，不仅可以连接两个在深度上延伸的模块41，还可以连接多个模块41，甚至可以组合具有前述各种实施例的特征的装置1。

可以组合由彼此相同或甚至彼此不同的装置1组成的模块41。

例如，可以限定由装置1组成的三种基本模块41，其中分别：

1)两个热交换表面10、13(即，板4、5的外面9、12)基本上是光滑的，即，未设置热交换翅片；

2)仅热交换表面10、13中的一个(即，板4、5的外面9、12中的一个)基本上是光滑的(未设置翅片)，而另一个是带翅片的表面(设置有热交换翅片)；

3)两个热交换表面10、13都是带翅片的表面(各自设有热交换翅片)。

这些模块41可以彼此不同地组合，以形成：

-完全光滑的系统(所有热交换表面10、13都是光滑的)，

-完全带翅片的系统(所有热交换表面10、13都带翅片)，

-混合表面(光滑和带翅片的热交换表面10、13)。

如果系统40包括单个带翅片模块41，或者在任何情况下具有带翅片表面10，其中翅片17面向待加热的环境，则也可以在翅片17的前面放置美观的盖子以覆盖所述翅片17。

最后，应当理解，在不脱离如所附权利要求所述的本发明范围的情况下，可以对加热装置和在此描述和示出的模块化加热系统进行进一步的修改和变化。