专利名称：加热器及加热装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种加热器，其由带有连接口的一个容器组成，该连接口用于连接循环传热介质的加热介质循环回路。另外，本发明还涉及一种带有按照本发明的加热器、应用太阳能的加热装置。
这种加热器被应用于例如热水集中供热装置中，其加热源是气体燃料加热、液体燃料加热、固体燃料燃烧炉，但也可以是太阳能集热器。加热器一般由金属板制成的壳体组成，它带有尽可能大的外表面积，由加热源加热的传热介质流过其内腔，其中，传热介质放出热量到加热器壳体上并且在冷却后被返回到加热源。
上述加热器的缺点在于，加热器壳体仅仅具有很小的蓄热能力。传热介质向加热器的流入一般情况下由调温器控制断续地进行，这样，加热器不断处于相当大的加热--和冷却循环中。
值得期望的是，可通过使加热器在其温度更小的波动情况下实现均匀的放热，这样，尤其是在应用太阳能集热器作为加热源、也包括使用其它能源作为加热源加热一个空间时，不再出现不希望产生的热波动，从而克服按照现有技术加热器的缺点。
本发明通过提出一种加热器从而提供了一种解决所述问题的方案，该加热器的特征是，用于循环传热介质的容器与至少一个安置在加热器中的蓄热器导热地连接，特别是，该容器至少部分地被安置在另一个可注入蓄热液体、由导热材料制造、在加热器内的容器内，其中，两容器相互间液体不相通，并且或者，用于循环传热介质的容器至少部分地与一个固体蓄热芯核相接触。
因此，按照本发明的该加热器在其内部具有一个大的蓄热物质，它由加热循环回路中的传热介质加热，并且随后渐渐将其积蓄的热量释放到周围环境中。在加热器内的蓄热物质的温度可由手动或者借助于调温器调节，正如加热器的热量释放，但与前者独立。
按照是否期望迅速地传热到蓄热物质上，还是应该缓慢持续地取出热量，在第一种情况下，应用水或者一种有机蓄热液体作为蓄热物质是有利的，然而在第二种情况下，应用耐火泥、大理石或类似物作为蓄热芯核具有优点，它尤其具有优点的是，在长时间不居住的居住单元如第二住所中结合太阳能集热器来防止霜害。
当然，也可以结合使用蓄热液体容器以及固体蓄热芯核，其中，在加热器的供货与安装时用于蓄热液体的容器是空的，并且在安装完成后才注入液体。特别是，用于蓄热液体的容器具有另外的可封闭的孔，用于排气及排空容器。
按照本发明的加热器适合于被装入所有公知的热水集中供热装置中以及被装入带有循环泵的太阳集热供暖装置中。
按照本发明的一个实施形式，可将用于传热介质的容器构造成铜片热交换器，它穿过用于蓄热介质的容器以及或者蓄热芯核，由此保证了很好地向蓄热液体、以及或者向蓄热芯核的热传导。
为了改善加热器向周围环境的热辐射，更好地装设了由良好导热材料制造的表面板，它通过筋条加大了表面积。
将蓄热液体的容器的一个壁作为空气流道的至少一部分，证明是合适的。由此，蓄热液体渐渐地将其热量释放到在空气流道中流动的空气，并且通过对流加热了周围空间。
为了控制向流通中空气释放热量的速度并且进而控制蓄热介质的冷却速度，按照本发明可规定，空气流道的横截面积可通过至少一个可手动操纵的或者可由温度控制的节流阀予以改变。
在空气流道中加热的空气应将其热量作为对流热量释放到周围空间中。当加热器被安置在房子外墙附近时，流道壁的加热并且尤其是通过加热的流道壁向外部的热辐射是不期望的。在这种情况下，将一个绝热层设置在空气流道的面向加热器外侧的表面上是有利的。
按照本发明可使用水或者一种有机蓄热液体(蓄热油)作为蓄热液体，而耐火泥、大理石或类似物适合作为固体蓄热芯核。
在本发明的一个实施形式中规定，用于蓄热液体的容器体积大大超过用于加热的介质的容器体积，特别是超过至少三倍。
本发明也涉及一种加热装置，它包含一个或多个按照本发明的加热器，它或者它们通过一个输入以及一个回流一方面与一个由矿油或者电流运行的加热源相连接，另一方面与至少一个太阳能集热器相连接，其中，加热源与太阳能集热器可单独运行或相互组合在一起运行。
有利的是，在该加热装置中，在加热循环回路中另外中间连接了一个缓存器，用于中间存储多余的加热了的传热介质。
现在参考附图结合实施例对本发明做进一步描述。在附图中
图1是按照本发明的加热器的透视图，图2是按照本发明的该加热器的横截面图，图3是所用的一个铜片热交换器的侧视图，图4是图1与图2中加热器局部俯视图，图5是按照本发明的加热器的又一实施结构示意图，
图6是带有按照本发明的加热器的加热装置的框图。
图1中按照本发明的加热器1一般具有大致长方体的形状并被支撑在腿2上，如箭头3所示，腿2使空气通入加热器底侧成为可能。供风在加热器内通过通道向上吹拂，在其中它被加热并且最终在加热器上侧作为加热的排出空气(箭头4)通过缝隙5离开加热器1。在加热器外侧设有金属条6用于提高辐射表面积。金属条的数量和尺寸可按照需要变化。由加热器的外表面辐射的热量由箭头W象征性表示。一个热水输入通道进口8以及一个排水口9使加热器完备。空气流道55在加热器上侧的通口可由一个阀57封闭，该阀57被通过一个铰链固定在加热器上并由此可摆动。阀57的位置可手动调节，或者与温度相关地自动控制调节。
进一步参见图2，其示出了按照本发明的加热器1的横截面。它由一个金属板23构成，金属板23构成了加热器的外表面，在其外侧上安装了金属条6用于提高辐射面积。金属板23导热地连着一个蓄热层20。
蓄热层20由凝固的液态耐火泥构成，在其内被浇注有铜片热交换器的多个垂直而立的热交换管50。这些热交换管50也穿过用于蓄热液体的一个容器51，该容器51紧邻着固体的蓄热层20。
在用于蓄热液体的容器51的远离耐火泥芯核的壁上装设了片56，该壁构成了空气流道55的一部分，片56在空气流道55中突出以改善热量释放。容器51的壁以及片56由导热性好的材料制成。空气流道在其对立于容器51的一侧由绝热材料制成的层54限制，在层54的外侧安装了一个金属板12。另外，在用于蓄热液体的容器51内，以及在蓄热层20内可设置调温器。
通过一个未示出的孔可将蓄热液体注入容器51中，其中，在安装完加热器之后才进行加注。在大多数情况下用水作为蓄热液体，但是也可用一种有机蓄热剂，例如可用石蜡，烷基苯，苯基化合物，高度蒸发(hochsiedend)的酯以及硅酮油。
图3示出了一个铜片热交换器，它有利地用于按照本发明的加热器中。该铜片热交换器由一个输入管61，一个输出管60以及多个平行的、空间上相互隔开的热交换管50组成，该热交换管50将输入管61与输出管60连通，这样，加热介质可通过输入管，热交换器管以及输出管流动。热交换器的壁由铜制成，单个管子被超声波焊接在一起。在热交器管50上沿其纵向焊接上纵向的铜片62，它提高热量向周围环境的释放效率。
以下是一个按照本发明的加热器的尺寸例子，它带有100×75×23cm的外部尺寸，(空气流道中)片宽度为3或者2cm，金属条6的表面积为每个条600cm2。这样获得一个所有热辐射表面的整体面积为9.6m2，它与一个低温地板加热的辐射面积相当，这样，加热器40℃的表面温度足够用于加热一个10m2面积的房间。用于蓄热液体的容器尺寸为100×75×10cm，这样其加注量计算为75L，耐火泥尺寸为100×75×6cm。因为耐火泥的比重为大约1.8g/cm3，所以耐火泥的质量为81kg。由此可知，按照本发明的蓄存式加热器的运输重量小于100kg。因此可由两个装配者搬运并安装。然而在加注蓄热液体后达到几乎一倍的蓄热质量。该具有优点的、应用于加热器中的热交换器具有24个热交换管，该管具有50cm的长度，12mm直径，其中12个安置在容器51中，另12个安置在耐火泥层内，24个热交换管的加注体积为1.36L，加上输入--及输出管热交换器获得一个1.5L的整体加注体积。这个小的加注量使加热循环回路中加热介质量迅速有效地减小。
图4示出了加热器1上侧的一种特殊结构，其中顶盖63构成加热器的顶盖表面，该顶盖向外突出于金属条6之外，并且具有一个辐射箔。该顶盖与耐火泥芯核的上侧、以及用于液态蓄热介质的容器的上侧相隔一定距离，这样在其间存在一个空气间隙，它结合控制对流的阀改进对流流动，该阀安置在顶盖上，在图中未示出。出于清楚的原因该顶盖在图中示为透明的，而在实际情况下它由金属制成。
按照本发明的加热器由传热介质加热，该传热介质又由气体燃烧、燃油等等加热，其中，在加热器的芯核-或者壳体温度达到所期望的值时，由调温器控制地节流或者中断传热介质向铜--热交换器的输入，在温度降到一个预定的值时又将其接通。
图5是按照本发明的加热器1的第二种实施形式的横截面示意图。它由一个金属板25组成，该板是加热器的一个外表面，并且在其外侧安装了金属条6用于提高辐射面积，金属板25与另一个金属板23平行地相隔一定距离，金属板23导热地紧贴着耐火泥层22。金属板23与25之间的中间腔由片24跨接，片24作为热桥被连接到金属板23以及金属板25上。片24也用于热辐射面积的再加大。
与金属板23邻接着一个第一耐火泥层22，而与其又相邻着一个第二耐火泥层20。在两个耐火泥层之间安置了一个电阻加热层21，它可以靠太阳能电池供给的直流电运行。耐火泥层20由凝结的液态耐火泥制成，在其内被浇注有铜片热交换器的多个直立的热交换管50。这些热交换管50也穿过用于传热液体的容器51，该容器邻接着耐火泥层20，其中，在容器51与耐火泥层20之间安置了第二个电阻加热层17，它可由一般的公共电网提供的交变电流驱动。用于传热液体的容器51在其与加热层17对立的壁上安装了片56，该壁构成了空气流道55的一部分，片56突出到空气流道55中用于改善热量释放。容器51的壁以及壁的片56由导热性好的材料制成。空气流道在其对立于容器51的侧面由一个绝热材料制成的层54限制，在该层54的外侧安装了一个金属板12。另外，在用于传热液体的容器51内以及在耐火泥层20内设置了调温器52及53。通过一个未描述的可以关闭的孔可向容器51内注入传热液体。
现在参考图6，对带有按照本发明的加热器1的加热装置的原理图予以说明。这个加热器的输入管与一个普通的加热源40相连接并经该管路向加热器供热水，该加热源40由气体、油等运转，该热水在经过该加热器后又返回到加热源40中。同时加热器1也与一个太阳能集热器30的热水输出管相连，另外还有一个由加热器输出管向太阳能集热器输入管的回流。因此，加热器1与两个不同的加热循环回路相连，它们可被结合在一起运转，也可被分离地运转。由太阳能集热器产生的多余的热水可被通入缓存器或者通入一个热交换器中用于加热生活用水。在应用按照图5的实施例的加热器时，此外可设置太阳能电池用于产生直流电从而使加热器内的电阻加热层工作。
权利要求书按照条约第19条的修改1、一种加热器，由带有连接用于传热介质环流的加热介质循环回路的连接口的一个容器构成，其中特别地，用于循环传热介质的容器至少部分地同一个固体蓄热芯核(20)相接触，其特征在于，用于循环传热介质的容器(50，59)至少部分地被安置在并且传导热量到另一个在加热器(1)中的、由导热材料制成的、可加注蓄热液体的容器(51)中，其中，两个容器(50，59；51)之间的液体相互不连通。
2、按照权利要求1的加热器，其特征在于，用于循环传热介质的容器被构造成铜片热交换器(59)，它穿过用于蓄热液体的容器(51)并且或者穿过蓄热芯核(20)。
3、按照权利要求1或2的加热器，其特征在于，在其外表面上安装了由导热良好的材料制造的、特别是由筋条(6)加大的板(25)。
4、按照权利要求1至3之一的加热器，其特征在于，用于蓄热液体的容器(51)的一个壁构成在加热器(1)内的空气流道(55)的至少一部分。
5、按照权利要求4的加热器，其特征在于，空气流道(55)的横截面可通过至少一个可手动控制的或者与温度相关自动控制的节流阀(57)予以改变。
权利要求
1.一种加热器，由带有连接用环流传热介质的加热介质循环回路的连接口的一个容器构成，其特征在于，用于循环传热介质的容器(50，59)与至少一个安置在加热器内的蓄热器导热地相连，特别是，该容器(50，59)至少部分地被安置在另一个在加热器(1)中的、由导热材料制造的、可注入蓄热液体的容器(51)内，其中，两个容器间的液体相互间不连通，并且或者，用于循环传热介质的容器(50，59)至少部分地与一个固体蓄热芯核(20)相接触。
2.按照权利要求1的加热器，其特征在于，用于循环传热介质的容器被构造成铜片热交换器(59)，它穿过用于蓄热液体的容器(51)并且或者穿过蓄热芯核(20)。
3.按照权利要求1或2的加热器，其特征在于，在其外表面上安装了由导热良好的材料制造的、特别是由筋条(6)加大的板(25)。
4.按照权利要求1至3之一的加热器，其特征在于，用于蓄热液体的容器(51)的一个壁构成在加热器(1)内的空气流道(55)的至少一部分。
5.按照权利要求4的加热器，其特征在于，空气流道(55)的横截面可通过至少一个可手动控制的或者与温度相关自动控制的节流阀(57)予以改变。
6.按照权利要求4或5的加热器，其特征在于，该空气流道(55)在其面向加热器外侧的表面安装了一个绝热层(54)。
7.按照前述权利要求之一的加热器，其特征在于，固体的蓄热芯核(20)由耐火泥或者大理石制成。
8.按照前述权利要求之一的加热器，其特征在于，该蓄热液体是水或者是一种有机蓄热液体。
9.按照前述权利要求之一的加热器，其特征在于，用于蓄热液体的容器(51)装设有至少一个用于加注、排空气或者排空容器的可封闭的孔。
10.按照前述权利要求之一的加热器，其特征在于，用于蓄热液体的容器(51)的体积大大超过用于已被加热介质的容器(50，59)的体积，尤其是超过至少3倍。
11.按照前述权利要求之一的加热器，其特征在于，另外规定，至少一个电阻加热部件(17，21)被分别地安置在用于蓄热液体的容器(51)上以及或者在蓄热芯核(20)上或内。
12.按照权利要求11的加热器，其特征在于，至少一个电阻加热部件(17，21)可由，特别是由太阳能电池提供的，直流电或者由公共电网提供的交流电来运转。
13.一种加热装置，包含按照权利要求1至12的一个或者多个加热器，这个、或者这些加热器经一个输入以及一个回流一方面与一个加热源(40)相连，另一方面与至少一个太阳能集热器(30)相连，该加热源(40)由矿物燃料或者电流运转，其中加热源(40)以及太阳能集热器(30)可被分离地或者组合地运行。
14.按照权利要求13的加热装置，其特征在于，另外在加热循环回路中插设了一个用于中间存储多余的加热的传热介质的缓存器。
全文摘要
一种由一个容器组成加热器,该容器带有用于连接一个加热剂回路的连接口,该加热剂回路用于传热介质的循环,在加热器中,由传热介质流过的容器(50,59)被导热地同装配在加热器中的至少一个蓄热器相连接,并且,特别是在加热器中,容器(50,59)至少部分地被安装在另一个导热材料的容器(61)内,该容器(61)可被注入蓄热液体,两个容器间液体不相通,并且/或者由传热介质流过的容器(50,59)至少部分地与一个固体蓄热芯核(20)相接触。本发明也涉及一种带有按照本发明的加热器、利用太阳能的加热装置。
文档编号F24H7/04GK1196786SQ96197031
公开日1998年10月21日 申请日期1996年9月16日 优先权日1995年9月18日
发明者弗朗茨·斯特凡·维尔纳, 弗朗茨·拉克纳 申请人:弗朗茨·斯特凡·维尔纳, 弗朗茨·拉克纳