ЦИРКУЛЯЦИОННЫЙ НАСОСНЫЙ АГРЕГАТ ДЛЯ СИСТЕМЫ НАГРЕВА И/ИЛИ ОХЛАЖДЕНИЯ Российский патент 2018 года по МПК F04D15/00 F04D13/06 F24D3/10 F24D19/10 

Изобретение относится к циркуляционному насосному агрегату для системы нагрева и/или охлаждения с признаками, приведенными в ограничительной части пункта 1 формулы изобретения.

Гидравлические системы нагрева и/или охлаждения обычно используют жидкий теплоноситель или флюид, циркулирующий в трубопроводной системе. Для этого, как правило, существует по меньшей мере один циркуляционный насосный агрегат с электроприводом.

Кроме того известно, что в таких системах нагрева и/или охлаждения используются смесительные устройства, в которых для установления необходимой заданной температуры смешиваются два потока флюида с разной температурой.

В СН 465813 раскрыт встроенный элемент для нагревательных установок, содержащий циркуляционный насос и смесительный клапан, гидравлические соединения которых встроены в выполненное в виде одной детали несущее тело. В этой системе предусмотрены отдельные электрические компоненты для приведения в действие смесительного клапана и для эксплуатации насосного агрегата.

Задачей изобретения является такое усовершенствование циркуляционного насосного агрегата, чтобы обеспечивалось простое устройство системы нагрева и/или охлаждения. Эта задача решается с помощью циркуляционного насосного агрегата с признаками, приведенными в пункте 1 формулы изобретения, а также с помощью гидрораспределителя с таким насосным агрегатом согласно пункту 11 формулы изобретения. Предпочтительные варианты осуществления вытекают из зависимых пунктов формулы изобретения, нижеследующего описания, а также приложенных фигур.

Циркуляционный насосный агрегат согласно изобретению предусмотрен для системы нагрева и/или охлаждения и содержит по меньшей мере один приводной электродвигатель. Этот приводной электродвигатель предпочтительно выполнен в виде погружного электродвигателя с защищенным статором, т.е. в виде работающего в масле приводного электродвигателя. Приводной электродвигатель предпочтительно установлен в корпусе двигателя или статора и соединен с корпусом насоса. Т.е. корпус статора соединен с корпусом насоса, причем в случае работающего в масле приводного электродвигателя разделительная труба внутри приводного двигателя предпочтительно герметизирована относительно корпуса насоса. В корпусе насоса выполнены необходимые каналы через насос и, в частности, расположено по меньшей мере одно рабочее колесо, приводимое во вращение от приводного двигателя. Т.е. корпус насоса содержит приемное пространство, в котором вращается рабочее колесо. Это приемное пространство через всасывающий элемент соединено по меньшей мере с одним первым впускным отверстием, выполненным в корпусе насоса. Кроме того, приемное пространство со стороны выхода, т.е. со стороны давления, соединено по меньшей мере с одним выпускным отверстием, предусмотренным в корпусе насоса. Первые впускное и выпускное отверстия предусмотрены для соединения корпуса насоса с наружными компонентами, например, с примыкающими трубопроводами.

Согласно изобретению корпус насоса имеет второе впускное отверстие, соединенное в точке смешивания внутри корпуса насоса с первым впускным отверстием. Таким образом, в точке смешивания могут смешиваться два потока флюида, а именно, из первого и второго впускных отверстий. Часть корпуса насоса, в которой выполнены каналы от первого и второго впускных отверстий до точки смешивания предпочтительно является цельной, в частности выполнена из пластмассы. Кроме того, эта часть корпуса, в которой выполнены каналы от первого и второго впускных отверстий до точки смешивания, также выполнена за одно целое с частью корпуса, ограничивающей канал от точки смешивания до приемного пространства, в котором вращается рабочее колесо. Канал от приемного пространства, в котором вращается рабочее колесо, по меньшей мере до одного первого выпускного отверстия предпочтительно также проложен в части корпуса, выполненной за одно целое с вышеупомянутыми деталями корпуса насоса, в частности из пластмассы.

Кроме того, в корпусе насоса установлен по меньшей мере один регулировочный или смесительный клапан, выполненный таким образом, чтобы соотношение компонентов смешивания двух потоков, смешивающихся в точке смешивания, могло регулироваться. С этой целью регулировочный клапан для непосредственного регулирования потока флюида до точки смешивания может располагаться в канале от одного из впускных отверстий до точки смешивания. Однако в замкнутой системе регулировочный клапан для оказания косвенного воздействия на поток до точки смешивания может располагаться и в другом месте. Он может располагаться, например, в канале, обходящем точку смешивания, причем благодаря направлению потока по пути в обход точки смешивания одновременно регулируется та часть потока, которая направляется не по этому каналу, а через точку смешивания. Регулировочный клапан предпочтительно установлен в гнезде в корпусе насоса, причем гнездо предпочтительно выполнено за одно целое с деталями корпуса, определяющими каналы от впускных отверстий до точки смешивания и от точки смешивания до рабочего колеса, а также от рабочего колеса до выпускного отверстия. Предпочтительно регулировочный клапан установлен в гнезде с возможностью съема, например, для снятия в профилактических целях. Корпус насоса может иметь дополнительные отверстия или гнезда, перекрываемые замыкающими элементами или устанавливаемыми конструктивными элементами. Это могут быть, например, отверстия или гнезда для датчиков, воздушных клапанов и т.п.

Кроме того, циркуляционный насосный агрегат содержит устройство управления, выполненное для установки регулировочного клапана для регулирования соотношения компонентов смешивания. Это означает, что устройство управления может регулировать необходимое соотношение компонентов смешивания путем управления регулировочным клапаном и таким образом регулировать, например, необходимую температуру подаваемого потока.

Встройка смесительного устройства в корпус насоса имеет то преимущество, что количество необходимых конструктивных элементов для систем нагрева и/или охлаждения сокращается, так что монтаж упрощается. Кроме того, достигается компактность конструкции, позволяющая простым способом интегрировать циркуляционный насос со смесительным устройством в другие компоненты системы нагрева или охлаждения.

Согласно первому возможному варианту осуществления регулировочный клапан установлен в первом канале от первого впускного отверстия до точки смешивания для регулирования протока по этому каналу. Рабочее колесо насоса предпочтительно располагается вниз по течению относительно точки смешивания, так что циркуляционный насос осуществляет всасывание от точки смешивания. Когда циркуляционный насосный агрегат или его рабочее колесо подает постоянный поток транспортируемого флюида, а поток на пути от первого впускного отверстия до точки смешивания, например, сокращается, циркуляционный насосный агрегат соответствующим образом отсасывает большую часть флюида из канала от второго впускного отверстия до точки смешивания. Таким образом, соотношение компонентов смешивания двух по-разному темперируемых жидкостей может изменяться посредством изменения потока только на одном из каналов к точке смешивания.

Согласно одному из предпочтительных вариантов осуществления изобретения корпус насоса имеет второе выпускное отверстие, соединенное каналом внутри корпуса насоса со вторым впускным отверстием.

При этом этот канал предпочтительно не проходит через рабочее колесо циркуляционного насоса, а предпочтительно создает в контуре системы нагрева или охлаждения обратный поток флюида к точке смешивания, в то время как первое впускное отверстие корпуса насоса предусмотрено для соединения с наружным источником теплоснабжения или охлаждения. Таким образом, в точке смешивания флюид из источника снабжения флюидом смешивается с обратным потоком флюида. В случае системы нагрева флюид из обратного потока обычно имеет более низкую температуру, чем флюид, поступающий от источника тепла через первое впускное отверстие. В системе охлаждения наоборот, флюид из обратного потока обычно имеет более высокую температуру, чем флюид, поступающий от источника охлаждения через первое впускное отверстие. Часть корпуса, определяющая канал внутри корпуса насоса от второго впускного отверстия до второго выпускного отверстия предпочтительно также выполнена заодно с вышеописанными деталями корпуса, определяющими остальные каналы через корпус насоса. Таким образом, монтаж и герметизация отдельных деталей отпадают, поскольку все важные каналы могут формироваться за одно целое с корпусом, предпочтительно изготовленным из пластмассы.

Согласно одному из особенно предпочтительных вариантов осуществления изобретения регулировочный клапан установлен для регулирования протока в канале между вторыми впускным и выпускным отверстиями вниз по течению относительно соединения этого канала с точкой смешивания. Как описано, второе выпускное отверстие предпочтительно служит для соединения с обратным потоком к источникам теплоснабжения и охлаждения, в то время как первое впускное отверстие служит для притока от источников теплоснабжения или охлаждения. Первое выпускное отверстие насосного агрегата служит для подсоединения по меньшей мере одного нагрузочного контура, в то время как второе впускное отверстие служит для подсоединения обратного трубопровода этого по меньшей мере одного нагрузочного контура. Таким образом, в описанном устройстве регулировочного клапана в канале от второго впускного отверстия до второго выпускного отверстия вниз по течению от соединительной линии до точки смешивания через регулировочный клапан регулируется часть потока, протекающая обратно к источнику теплоснабжения или охлаждения. Если эта часть потока уменьшается, большая часть из обратного потока соответствующим образом направляется от второго впускного отверстия до точки смешивания. Если сток через второе выпускное отверстие повышается, эта часть потока, направляемая до точки смешивания, соответствующим образом уменьшается.

Согласно следующему возможному варианту осуществления изобретения регулировочный или смесительный клапан может быть выполнен в виде трехходового клапана, установленного в точке смешивания. Таким образом, клапан путем перемещения элемента клапана может непосредственно регулировать соотношение компонентов смешивания между двумя входами и одним выходом.

Как описано выше, корпус насоса предпочтительно является цельным, предпочтительно изготовленным из пластмассы. При этом, особенно предпочтительно, чтобы весь корпус насоса вплоть до используемых компонентов, таких как клапаны и датчики, а при необходимости необходимые замыкающие элементы для отверстий, были выполнены монолитно как один конструктивный элемент, предпочтительно определяющий у себя внутри необходимые каналы между первым впускным отверстием, вторым впускным отверстием и первым выпускным отверстием, а при необходимости также вторым выпускным отверстием. Кроме того, корпус насоса имеет приемное пространство по меньшей мере для одного рабочего колеса.

Регулировочный клапан предпочтительно является клапаном с моторным приводом, в частности речь идет о клапане, степень открытия которого изменяется, в частности пропорционально. Это может осуществляться, например, с помощью приводного двигателя, выполненного в виде шагового двигателя. Кроме того предпочтительно, чтобы регулировочный клапан также полностью закрывался с помощью привода.

Согласно изобретению предусмотрено устройство управления, электрически соединенное с регулировочным клапаном для управления им. Т.е. устройство управления предпочтительно задает степень открытия регулировочного клапана и управляет им таким образом, чтобы он регулировал степень открытия. При этом устройство управления для того, чтобы устанавливать необходимую температуру подаваемого потока ниже по течению относительно точки смешивания путем смешивания потоков, предпочтительно может регулировать степень открытия на основе зарегистрированного температурного сигнала.

Устройство управления установлено в корпусе для электроники, причем корпус для электроники также установлен на приводном двигателе насосного агрегата. При этом корпус для электроники может быть интегрирован в корпус статора или приводного двигателя, т.е. образован корпусом статора или двигателя. Альтернативно корпус для электроники может быть пристроен с наружной стороны корпуса двигателя или статора в виде отдельного корпуса. Кроме того, в этом корпусе для электроники установлены электронные компоненты для управления или регулирования приводным двигателем циркуляционного насосного агрегата. Эта форма исполнения имеет то преимущество, что все электронные компоненты, необходимые для регулирования приводного двигателя и регулировочного клапана смесительного устройства или управления ими могут интегрироваться в корпус для электроники циркуляционного насосного агрегата.

Кроме того предпочтительно, чтобы устройство управления имело сигнальную связь по меньшей мере с одним температурным датчиком, предпочтительно установленным в канале внутри корпуса насоса. Таким образом, температурный датчик может регистрировать температуру флюида в этом канале. Устройство управления для достижения необходимой заданной температуры как температуры подаваемого потока на основе зарегистрированной температуры путем управления регулировочным клапаном может регулировать соотношение компонентов смешивания. Поэтому датчик температуры предпочтительно расположен в канале ниже по течению относительно точки смешивания, так чтобы он регистрировал температуру смешанного флюида.

Кроме того, согласно одному из особых вариантов осуществления изобретения корпус насоса для соединения, а именно предпочтительно для непосредственного соединения с гидрораспределителем выполнен с одной стороны корпуса. Это способствует интеграции гидрораспределителя с циркуляционным насосом в один конструктивный узел, причем распределитель установлен с непосредственным контактом с циркуляционным насосом. Таким образом, обеспечивается компактность конструкции при простом монтаже, поскольку число необходимых наружных систем трубопроводов минимизируется. Гидрораспределитель предпочтительно служит для подсоединения нескольких нагрузочных контуров со стороны выхода циркуляционного насоса, т.е. его первого выпускного и второго впускного отверстий. При этом подводящий трубопровод в гидрораспределителе, по которому флюид поступает на входы нескольких нагрузочных контуров, соединяется с первым выпускным отверстием корпуса насоса, в то время как обратный трубопровод в гидрораспределителе соединяется со вторым впускным отверстием корпуса насоса. С помощью обратного трубопровода в гидрораспределителе посредством соответствующих соединительных элементов соединяются выходы нескольких нагрузочных контуров.

Таким образом, со стороны корпуса, выполненной для соединения с гидрораспределителем, предпочтительно расположены второе впускное, а также первое выпускное отверстия корпуса насоса. При этом второе впускное отверстие, а также первое выпускное отверстие также предпочтительно выполнены в виде гидромуфт, в частности штекерных разъемов, которые для обеспечения гидравлической связи между вторым впускным отверстием и обратным трубопроводом в гидрораспределителе и между первым выпускным отверстием и подводящим трубопроводом в гидрораспределителе могут непосредственно сцепляться с соответствующими соединениями на гидрораспределителе.

Предметом изобретения наряду с вышеописанным циркуляционным насосным агрегатом является также гидрораспределитель с таким циркуляционным насосным агрегатом, как он был описан выше. Гидрораспределитель содержит по меньшей мере один нагрузочный модуль, соединенный с корпусом насоса циркуляционного насосного агрегата. При этом нагрузочный модуль содержит внутри себя участок подводящего трубопровода и/или участок обратного трубопровода, причем участок подводящего трубопровода соединен с первым выпускным отверстием корпуса насоса и содержит по меньшей мере один соединительный патрубок подающего трубопровода, в то время как участок обратного трубопровода соединен со вторым впускным отверстием корпуса насоса и содержит по меньшей мере один соединительный патрубок обратного трубопровода. С соединительными патрубками подводящего и обратного трубопроводов соединен нагрузочный контур. Таким образом, флюид, подаваемый через первое выпускное отверстие корпуса насоса, поступает на вход первого нагрузочного контура, подсоединенного к соединительному патрубку подающего трубопровода, а затем с выхода нагрузочного контура через соединительный патрубок обратного трубопровода устремляется обратно на второй вход корпуса насоса. В отношении следующей формы исполнения циркуляционного насосного агрегата дается ссылка на предшествующее описание.

По меньшей мере один нагрузочный модуль предпочтительно соединен с корпусом насоса с возможностью разъема. Этим обеспечиваются простой монтаж благодаря модульной конструкции и простая разборка конструктивного узла в целях техобслуживания и/или ремонта.

Кроме того предпочтительно, чтобы нагрузочный модуль с первого продольного конца был соединен предпочтительно с возможностью разъема с корпусом насоса, а со второго противоположного продольного конца - с другим нагрузочным модулем. Таким образом, вместе могут соединяться и выстраиваться в ряд в продольном направлении несколько нагрузочных контуров. При этом продольным направлением по существу является направление, в котором простираются определенные в нагрузочных модулях участки подводящего и обратного трубопроводов. Таким образом, в ряд может устанавливаться необходимое число нагрузочных модулей, зависящее от числа снабжаемых нагрузочных контуров, причем предпочтительно для каждого нагрузочного контура предусматривается один нагрузочный модуль. Тем самым создается модульно адаптируемый гидрораспределитель. Между нагрузочными модулями образованы гидравлические соединения, соответствующие гидравлическому соединению между корпусом насоса и первым смежным нагрузочным модулем, так что все нагрузочные модули могут выполняться одинаковыми.

Предпочтительно, чтобы по меньшей мере в одном нагрузочном модуле было установлено регулирующее устройство для регулирования потока через нагрузочный контур, подсоединенный к соединительному патрубку подающего и обратного трубопроводов. Регулирующее устройство предпочтительно может быть регулирующим клапаном, в частности регулирующим клапаном в виде клапана пропорционального регулирования, приводимого в действие с помощью электродвигателя. Альтернативно может использоваться также регулировочный клапан, приводимый в действие иным способом, например, с помощью термоэлектрического привода. При этом регулировочный клапан может быть выполнен таким образом, чтобы он мог закрываться полностью, чтобы закрывать, т.е. выключать нагрузочный контур полностью. Регулирование потока посредством регулирующего устройства в каждом нагрузочном модуле имеет то преимущество, что поток или объемный поток для каждого нагрузочного контура может устанавливаться и изменяться при эксплуатации индивидуально. Таким образом, поток может адаптироваться к текущим требованиям, в частности к расходу энергии нагрузочным контуром. Предпочтительно регулирующее устройство установлено на канале от соединительного патрубка обратного трубопровода до участка обратного трубопровода внутри нагрузочного контура. Однако оно могло бы быть соответствующим образом установлено также в канале между участком подводящего трубопровода и соединительным патрубком подводящего трубопровода.

Кроме того, предпочтительно предусмотрено устройство управления для управления регулирующими устройствами нагрузочных модулей. Особенно предпочтительно, чтобы в циркуляционном насосном агрегате, предпочтительно в корпусе для электроники, установленном на приводном двигателе, было установлено устройство управления распределением, соединенное сигнальной связью по меньшей мере с одним регулирующим устройством по меньшей мере в одном нагрузочном модуле предпочтительно с регулирующими устройствами нескольких нагрузочных модулей для управления ими. Т.е. имеется центральное устройство управления в виде устройства управления распределением, управляющее для обеспечения регулирования протока для нагрузочных контуров регулирующими устройствами отдельных нагрузочных модулей. Устройство управления распределением как вышеописанные устройства управления интегрированы в корпус для электроники на приводном двигателе циркуляционного насосного агрегата, так чтобы приходилось предусматривать только один единственный корпус для электроники.

Кроме того предпочтительно, чтобы между нагрузочным модулем и корпусом насоса и предпочтительно между нагрузочным модулем и следующим нагрузочным модулем была установлена электрическая связь. По ней создается электрическая связь для энергоснабжения, а предпочтительно и для передачи сигналов от устройства управления распределением, установленного в циркуляционном насосном агрегате, на регулирующие устройства в нагрузочных модулях. В том случае, когда предусмотрено множество нагрузочных контуров, между ними также установлена электрическая связь в виде электрических соединителей, в частности штекерных разъемов, по которым снабжаются энергией и управляются регулирующие устройства других нагрузочных модулей.

Ниже изобретение описывается на примерах со ссылкой на приложенные фигуры, на которых

Фиг.1 изображает гидрораспределитель согласно изобретению в несобранном состоянии,

Фиг.2 - схематично гидрораспределитель на Фиг.1 в собранном состоянии,

Фиг.3 - основной модуль гидрораспределителя согласно изобретению в перспективе,

Фиг.4 - схематично вид нагрузочного модуля гидрораспределителя согласно изобретению в перспективе,

Фиг.5 - гидрораспределитель с основным модулем на Фиг.3 и нагрузочным модулем на Фиг.4 и

Фиг.6 - вид сверху гидрораспределителя на Фиг.5.

Гидрораспределитель, изображенный на Фиг.1-6, имеет модульное устройство и по существу состоит из двух видов модулей, основного модуля 102, а также нескольких нагрузочных модулей 104. Основной модуль 102 по существу образован насосным агрегатом. Как показано на Фиг.3, насосный агрегат содержит корпус 106 насоса с установленным на нем корпусом 108 статора. В корпусе 106 насоса выполнены необходимые каналы, а также приемное пространство 120 для рабочего колеса 118. Рабочее колесо 118 приводится во вращение от приводного электродвигателя, установленного в корпусе 108 двигателя или статора. При этом приводной электродвигатель предпочтительно выполнен в виде работающего в масле двигателя. С наружной стороны корпуса 108 статора на аксиальном конце установлен корпус 110 для электроники, в котором, среди прочего, размещены конструктивные элементы для управления приводным электродвигателем в корпусе 108 статора или его регулирования.

Циркуляционный насосный агрегат, изображенный на Фиг.3, образует основной модуль 102. В этом циркуляционном насосном агрегате и в корпусе 106 насоса наряду с рабочим колесом размещены компоненты смесительного устройства, функция которого описана со ссылкой на Фиг.1 и 2. Насосный корпус содержит впускное отверстие 112, а также выпускное отверстие 114. В первом канале 116 между первым впускным отверстием 112 и первым выпускным отверстием 114 расположен циркуляционный насос с рабочим колесом 118. Рабочее колесо 118 расположено в приемном пространстве 120 внутри корпуса 106 насоса, который на Фиг.1 и 2 схематично изображен штриховыми линиями. Рабочее колесо 118, приводимое во вращение приводным двигателем, перегоняет флюид, функционирующий в качестве теплоносителя, т.е. жидкость, от первого впускного отверстия 112 к первому выпускному отверстию 114.

Кроме того, корпус 106 насоса имеет второе впускное отверстие 122, а также второе выпускное отверстие 124. Второе впускное отверстие 122 соединено со вторым выпускным отверстием 124 каналом 126, образующим канал внутри корпуса 106 насоса. Канал 126 не проходит через колесо 118, а простирается в корпусе 106 насоса отдельно. Канал 126 соединен соединительной линией 128 с областью смешивания или точкой 130 смешивания в канале 16. В точке 130 смешивания смешиваются потоки флюида с первого и второго впускных отверстий 112, 122. Поскольку рабочее колесо 118 расположено ниже по течению относительно точки 130 смешивания, оно всасывает флюид как из первого впускного отверстия 112, так и по соединительной линий 128 из канала 126 и тем самым из второго впускного отверстия 122. В соединительной линии 128 установлен обратный клапан 132, пропускающий поток только в направлении от канала 126 к точке 130 смешивания.

На пути от первого впускного отверстия 112 к точке 130 смешивания установлен регулировочный клапан 134. Степень его открытия регулируется приводным электродвигателем 136. Для установки соотношения компонентов смешивания в смысле двух указанных потоков в точке смешивания 130 регулировочный клапан 134 действует как смесительный клапан. Если регулировочный клапан 134 закрыт, никакой потока от первого впускного отверстия 112 к точке 130 смешивания не происходит, и циркуляционный насос с помощью рабочего колеса 118 всасывает флюид по каналу 126 и соединительной линии 128 исключительно через второе впускное отверстие 122. Если регулировочный клапан 134 открыт, часть потока всасывается насосным агрегатом через первое впускное отверстие 112, так что в точке 130 смешивания смешиваются потоки из первого и второго впускных отверстий 112, 122. Соотношение компонентов смешивания изменяется в зависимости от степени открытия регулировочного клапана 134. Если теперь первое впускное отверстие 112 подсоединено к подводящему трубопроводу системы нагрева, по которому подается горячий флюид, а второе впускное отверстие 122 - к обратному трубопроводу по меньшей мере одного нагрузочного контура, то через второе впускное отверстие 122 подается и подмешивается более холодный флюид. Таким образом, в результате подмешивания более холодного флюида из второго впускного отверстия 122 к более теплому флюиду из первого впускного отверстия 112 температуру флюида подаваемого потока, вытекающего из первого выпускного отверстия 114 ниже по течению от точки 130 смешивания, можно понижать относительно температуры флюида, втекающего в первое впускное отверстие 112. Действительно достигнутая температура подаваемого потока у первого впускного отверстия 114 регистрируется посредством температурного датчика 138, также интегрированного в циркуляционный насосный агрегат или в корпус 106 его насоса. Понятно, что регулировочный клапан 134 вместо установки в канале между первым впускным отверстием 112 и точкой 130 смешивания соответствующим образом мог бы устанавливаться также между вторым выпускным отверстием 124 и ответвлением соединительной линии 128 от канала 126.

В том случае, если изображенный гидрораспределитель используется в системе охлаждения, через первое впускное отверстие 112 может подводиться холодный флюид, в то время как через второе впускное отверстие 122 из обратного потока нагрузочного контура подается более теплый флюид. Таким образом, путем подмешивания этого более теплого флюида в точке 130 смешивания можно повышать предварительную температуру подаваемого холодного флюида. Благодаря регулировке соотношения компонентов смешивания температуру и здесь можно доводить до необходимой заданной температуры.

Регулирование или управление этим смесительным устройством, т.е. регулирование температуры принимает на себя устройство 140 управления, установленное в корпусе 110 для электроники циркуляционного насосного агрегата 102. Устройство 140 управления управляет двигателем 136 регулировочного клапана 134, так что он устанавливает степень открытия, задаваемую устройством 140 управления. Для этого двигатель 136 регулировочного клапана 134 по линии 142 сигнализации, которая может быть выполнена, например, в виде шины данных, соединен с устройством 140 управления. Температурный датчик 138 линией 144 сигнализации также соединен с устройством 140 управления. Таким образом, устройство 140 управления путем установки регулировочного клапана 134 может регулировать в точке 130 смешивания подмешивание флюида из обратного потока и тем самым устанавливать необходимую температуру подаваемого потока, причем с помощью температурного датчика 138 осуществляется соответствующая обратная сигнализация для устройства 140 управления, обеспечивающего регулирование температуры.

Все гидравлические компоненты смесительного устройства, изображенные и описанные на Фиг.1 и 2, а также рабочее колесо 118 циркуляционного насосного агрегата установлены в корпусе 106 насоса. Корпус 106 насоса со всеми своими деталями, в которых выполнены описанные каналы, предпочтительно изготовлен из пластмассы цельным. Так, например, может быть достигнуто очень простое соединение между описанным смесительным устройством и компонентами циркуляционного насоса, поскольку все компоненты интегрированы в монолитный корпус 106. В результате достигается весьма компактная конструкция при одновременном простом монтаже. В корпусе 106 насоса дополнительно установлен воздушный клапан 146, непоказанный на Фиг.1 и 2.

Вышеописанное смесительное устройство служит в приведенном здесь примере гидрораспределителя в качестве смесительного устройства для обогрева пола. Гидрораспределитель сконструирован в виде распределителя установки для обогрева пола. Таким образом, смесительное устройство служит для понижения температуры теплоносителя до температуры обогрева пола. Это достигается подмешиванием более холодного флюида из обратного потока, как это описано выше.

Кроме того, показанный здесь гидрораспределитель, предусмотренный для использования в качестве системы обогрева пола, имеет модульную конструкцию. С одной стороны 146 основного модуля 102, т.е. циркуляционного насосного агрегата 102, в качестве гидравлических соединителей выполнены первое выпускное отверстие 114, а также второе впускное отверстие 122, в которые входят соединитель 148 подаваемого потока, а также соединитель 150 обратного потока нагрузочного модуля 104, смежного с основным модулем 102. В нагрузочном модуле 104 выполнены участок подающего трубопровода 152, а также участок обратного трубопровода 154. Участок подающего трубопровода 152 соединяет первый соединитель 148 подаваемого потока со вторым соединителем 156 подаваемого потока, установленным на противоположном продольном конце нагрузочного модуля 104. Участок обратного трубопровода 154 соединяет соответственно первый соединитель 150 обратного потока со вторым соединителем 158 обратного потока, установленным на противоположном продольном конце нагрузочного модуля 104. Первый соединитель 148 подающего трубопровода, а также первый соединитель 150 обратного трубопровода выполнены в виде соединительных элементов типа «папа», которые для установления гидравлической связи между смежными участками подающего трубопровода 152, а также смежными участками обратного трубопровода 154 могут вставляться во второй соединитель 156 подаваемого потока, а также во второй соединитель 158 обратного потока смежного нагрузочного модуля 104, выполненные в виде соединительных деталей типа «мама». Первое выпускное отверстие 114 на основном модуле 102 выполнено в соответствии со вторым соединителем 156 подающего трубопровода в виде соединителя типа «мама», так что первый соединитель 148 подающего трубопровода смежного нагрузочного модуля 104 может вступать в гидравлическую связь с первым выпускным отверстием 114. Второе впускное отверстие 122 соответственно также выполнено в виде гидравлического соединителя типа «мама», исполнение которого соответствует таковому для второго соединителя 158 обратного потока, так что первый соединитель 150 обратного потока смежного нагрузочного модуля 104 для установления гидравлической связи со вторым впускным отверстием 122 может входить в контакт с ним.

Участок подающего трубопровода 152 каждого нагрузочного модуля содержит соединительный патрубок 160 подающего трубопровода. Кроме того, в каждом нагрузочном модуле участок обратного трубопровода 154 содержит соединительный патрубок 162 обратного трубопровода. К соединительному патрубку 160 подающего трубопровода каждого нагрузочного модуля 104 подсоединен вход нагрузочного контура, а к соединительному патрубку 162 обратного трубопровода каждого нагрузочного модуля 104 - выход соответствующего нагрузочного контура. Здесь нагрузочные контуры образуют соответствующие отдельные контуры установки для обогрева пола, причем каждый контур предпочтительно обогревает одно пространство.

Кроме того, в каждом нагрузочном модуле 104 между соединительным патрубком 162 обратного трубопровода и участком обратного трубопровода 154 на канале установлен регулировочный клапан 164. Каждый регулировочный клапан 164 содержит приводной электродвигатель 166, с помощью которого устанавливается степень открытия соответствующего регулировочного клапана 164. Кроме того, регулировочные клапаны 164 выполнены таким образом, чтобы они могли закрываться полностью. Благодаря этому полному закрытию подсоединенный нагрузочный контур может размыкаться или отключаться. Если регулировочный клапан 164 открыт, то путем изменения степени открытия с помощью приводного двигателя 166 можно регулировать поток или объемный поток через нагрузочный контур, подсоединенный к соединительному патрубку 160 подающего трубопровода, или к соединительному патрубку 162 обратного трубопровода. Поскольку такое регулирующее устройство с регулировочным клапаном 164 установлено в каждом нагрузочном модуле, поток для каждого нагрузочного контура при эксплуатации установки может варьироваться и адаптироваться к соответствующему рабочему режиму, в частности к потребности нагрузочного контура в энергии. Приводные двигатели 166 в каждом нагрузочном модуле 104 электропроводом 168, служащим для энергоснабжения и передачи данных, соединены с устройством 140 управления, работающим в качестве устройства управления распределителя. Кроме того, в нагрузочных модулях 104 в канале между соединителем 152 обратного трубопровода и участком 154 обратного трубопровода установлены соответствующие температурные датчики 170. Температурный датчик 170 регистрирует температуру обратного потока на выходе подсоединенного нагрузочного контура. Температурные датчики 170 соответственно также соединены с электропроводом 168, включающим или образующим шину данных.

Для передачи данных или для связи с устройством управления 140 нагрузочные модули 104 содержат соответствующие устройства управления 172 модуля. Устройства 172 управления модуля обеспечивают адресацию отдельных нагрузочных модулей 104 со стороны устройства 140 управления. Устройство 140 управления и устройство 172 управления модуля предпочтительно выполнены для автоматической связи. Так, например, устройство 140 управления предпочтительно присваивает устройствам 172 управления модуля и таким образом соответствующим модулям 104 адреса, так чтобы устройство 140 управления, с одной стороны, могло целенаправленно регистрировать данные от соответствующего нагрузочного модуля 104, например, температурные данные температурного датчика 170, и одновременно целенаправленно управлять приводным двигателем 166 для установки регулировочного клапана 164. Предпочтительно устройство 140 управления устанавливает для каждого нагрузочного модуля 104 проток по подсоединенному нагрузочному контуру через регулировочный клапан 164 в зависимости от разности температур между температурными датчиками 138 и 170, так чтобы разность температур принимала постоянное заданное значение. Для установления электросвязи или для передачи данных между отдельными нагрузочными модулями 104 между ними предусмотрены электрические штекерные соединители 174. Для этого на противоположных продольных концах нагрузочных модулей 104 предусмотрены соответствующие детали электрических штекерных соединителей 174, которые могут соответственно входить в контакт с электрическим соединителем 174 смежного нагрузочного модуля 104. Соответственно, электрический штекерный соединитель 174 имеется между основным модулем 102 и смежным нагрузочным модулем 104.

Благодаря выполнению электрических и гидравлических соединителей между нагрузочными модулями 104, а также между нагрузочным модулем 104 и основным модулем 102 с основным модулем 102 можно соединять необходимое число нагрузочных модулей 104 в зависимости от того, сколько нагрузочных контуров должно быть подсоединено. Таким образом, возможна гибкая подстройка под разные системы нагрева или охлаждения, и, соответственно, нет необходимости держать наготове заранее изготовленные распределители для определенного числа нагрузочных контуров. Более того, гидрораспределитель необходимых размеров очень просто может быть сконструирован путем сборки из соответствующего числа нагрузочных модулей 104, как это показано на Фиг.2. При этом последний нагрузочный модуль 104, противоположный основному модулю 102, на своем свободном конце, т.е. конце, противоположном последнему смежному нагрузочному модулю 104, заканчивается наконечником 176. Наконечник 176 служит в частности для закрытия второго подающего трубопровода 156, а также второго обратного трубопровода 158 с конца, так чтобы участок подающего трубопровода 152 и участок обратного трубопровода 154 со свободного конца герметизировались снаружи. Кроме того, в примере, изображенном на Фиг.6, наконечник 176 содержит еще воздушный клапан 178, а также соединительный патрубок 180, который соединен с обратным трубопроводом 154 и может быть использован, например, для заполнения или промывания. В обычном режиме работы этот соединительный патрубок 180 закрыт. В примерах, изображенных на Фиг.5 и 6, к основному модулю 102 присоединены шесть нагрузочных модулей 104 для шести нагрузочных контуров.

Наряду с описанными гидравлическими и электрическими соединениями изготавливается также механическое соединение между нагрузочными модулями 104, а также между первым нагрузочным модулем 104 и основным модулем 102. Механическое соединение в этом примере изготавливается путем взаимопроникновения гидравлических соединителей, т.е. первого соединителя 148 подводящего трубопровода и второго соединителя 156 подводящего трубопровода, а также первого соединителя 150 обратного трубопровода и второго соединителя 158 обратного трубопровода. Однако понятно, что здесь для создания прочного механического соединения между отдельными модулями 102, 104 могут быть предусмотрены дополнительные стопорные или фиксирующие элементы.

Если модули 102, 104 присоединены друг к другу, участки подводящего трубопровода 152 отдельных нагрузочных модулей 104, как видно на Фиг.2, образуют сплошной подающий трубопровод 152, в то время как участки обратного трубопровода 154 образуют сплошной обратный трубопровод 154. Устройство 140 управления образует центральное устройство управления распределителя, которое управляет циркуляционным насосом, т.е. его приводным двигателем, или регулирует их, в частности, осуществляет регулировку числа оборотов приводного двигателя 108, так и регулирующее смесительное устройство путем управления регулировочным клапаном 134. Кроме того, устройство 140 управления служит здесь в качестве центрального устройства управления для регулировочных клапанов 154 во всех нагрузочных контурах 104. В них, как описано выше, оно осуществляет регулирование потока и служит для включения и выключения отдельных нагрузочных контуров. Для этого устройство 140 управления содержит интерфейс связи или устройство связи 181, обеспечивающее связь с внешними раумтермостатами 182, в этом примере по радио. На Фиг.2 показаны только два раумтермостата 182. Однако понятно, что раумтермостат 182 предпочтительно предназначен для установления температурного режима в каждом обслуживаемом пространстве. С помощью раумтермостата 182 может устанавливаться необходимая температура пространства. Если фактическая температура пространства отклоняется от установленного заданного значения, раумтермостат 182 посылает сигнал в интерфейс 181 связи устройства 140 управления, которое в ответ на это путем открытия соответствующего регулировочного клапана 164 заставляет включиться нагрузочный контур, выделенный раумтермостату 182. По достижении необходимой температуры пространства раумтермостат 182 снова посылает сигнал, по которому устройство 140 управления с помощью приводного двигателя 166 закрывает регулировочный клапан 164, относящийся к этому нагрузочному контуру, и тем самым отключает нагрузочный контур, проходящий в соответствующем пространстве.

Кроме того, на корпусе 110 для электроники выполнен электрический соединительный элемент 184, служащий для подсоединения всего гидрораспределителя и всех его электрических компонентов. Здесь электрический соединительный элемент 184 выполнен в виде штекера, к которому может подсоединяться сетевой провод. Предпочтительно, в корпус 110 для электроники интегрирован блок питания, и по электропроводу 168 на нагрузочные модули 104 подаются лишь небольшие напряжения.

ПЕРЕЧЕНЬ ПОЗИЦИЙ

102 основной модуль

104 нагрузочный модуль

106 корпус насоса

108 корпус статора

110 корпус для электроники

112 первое впускное отверстие

114 первое выпускное отверстие

116 канал

118 рабочее колесо

120 приемное пространство

122 второе впускное отверстие

124 второе выпускное отверстие

126 канал

128 соединение

130 точка смешивания

132 обратный клапан

134 регулировочный клапан

136 двигатель

138 температурный датчик

140 устройство управления или устройство управления распределителя

142, 144 линии сигнализации

146 сторона

148 первый соединитель подающего трубопровода

150 первый соединитель обратного трубопровода

152 подающий трубопровод

154 обратный трубопровод

156 второй соединитель подаваемого потока

158 второй соединитель обратного потока

160 соединительный патрубок подающего трубопровода

162 соединительный патрубок обратного трубопровода

164 регулировочный клапан

166 приводной двигатель

168 электропровод

170 температурный датчик

172 устройство управления модуля

174 электрический штекерный соединитель

176 наконечник

178 воздушный клапан

180 соединительный патрубок

181 интерфейс связи

182 раумтермостат

184 электрический соединительный элемент

Группа изобретений относится к циркуляционному насосному агрегату для системы нагрева и/или охлаждения, содержащему приводной электродвигатель (108) и соединенный с ним корпус (106) насоса, в котором расположено по меньшей мере одно рабочее колесо (118). Колесо (118) имеет первое впускное отверстие (112) и первое выпускное отверстие (114). Корпус (106) насоса имеет второе впускное отверстие (122), которое внутри корпуса (106) насоса в точке (130) смешивания соединено с первым впускным отверстием (112). В корпусе (106) насоса установлен регулировочный клапан (134), выполненный для регулирования соотношения компонентов смешивания двух потоков, смешивающихся в точке (130) смешивания, а также устройство (140) управления, управляющее регулировочным клапаном (134) для регулирования соотношения компонентов смешивания. Устройство (140) управления установлено в корпусе (110) для электроники на приводном двигателе (108). В корпусе (110) расположены электронные компоненты для регулирования приводного двигателя (108). Изобретения направлены на обеспечение простого устройства системы нагрева и/или охлаждения. 2 н. и 14 з.п. ф-лы, 6 ил.

1. Циркуляционный насосный агрегат для системы нагрева и/или охлаждения, содержащий приводной электродвигатель (108) и соединенный с ним корпус (106) насоса, в котором расположено по меньшей мере одно рабочее колесо (118) и которое имеет первое впускное отверстие (112) и первое выпускное отверстие (114), причем корпус (106) насоса имеет второе впускное отверстие (122), которое внутри корпуса (106) насоса в точке (130) смешивания соединено с первым впускным отверстием (112), а в корпусе (106) насоса установлены регулировочный клапан (134), служащий для регулирования соотношения компонентов смешивания двух потоков, смешивающихся в точке (130) смешивания, а также устройство (140) управления, управляющее регулировочным клапаном (134) для регулирования соотношения компонентов смешивания, отличающийся тем, что устройство (140) управления установлено в корпусе (110) для электроники на приводном двигателе (108), в котором расположены электронные компоненты для регулирования приводного двигателя (108).

2. Циркуляционный насосный агрегат по п.1, отличающийся тем, что для регулирования протока регулировочный клапан (134) установлен в канале от первого впускного отверстия (134) до точки (130) смешивания.

3. Циркуляционный насосный агрегат по п.1, отличающийся тем, что корпус (106) насоса имеет второе выпускное отверстие (124), соединенное каналом (126) внутри корпуса (106) насоса со вторым впускным отверстием (122).

4. Циркуляционный насосный агрегат по п.3, отличающийся тем, что регулировочный клапан для регулирования потока в канале (126) между вторым впускным отверстием (122) и вторым выпускным отверстием (124) установлен ниже по течению относительно соединения (128) канала (126) и точки (130) смешивания.

5. Циркуляционный насосный агрегат по п.1, отличающийся тем, что регулировочный клапан (134) представляет собой трехходовой клапан, установленный в точке (130) смешивания.

6. Циркуляционный насосный агрегат по одному из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что корпус (106) клапана изготовлен цельным, предпочтительно из пластмассы.

7. Циркуляционный насосный агрегат по п. 1, отличающийся тем, что регулировочный клапан (134) представляет собой клапан с моторным приводом.

8. Циркуляционный насосный агрегат по п. 1, отличающийся тем, что устройство (140) управления имеет сигнальную связь по меньшей мере с одним температурным датчиком (138), установленным предпочтительно в канале внутри корпуса (106) насоса.

9. Циркуляционный насосный агрегат по п. 1, отличающийся тем, что корпус (106) насоса с одной стороны (146) корпуса выполнен для соединения с гидрораспределителем (104).

10. Циркуляционный насосный агрегат по п.9, отличающийся тем, что со стороны (146) корпуса, выполненной для соединения с гидрораспределителем (104), расположены второе впускное отверстие (122), а также первое впускное отверстие (114) корпуса (106) насоса.

11. Гидрораспределитель с циркуляционным насосным агрегатом (102) по одному из предшествующих пунктов и по меньшей мере с одним соединенным с корпусом (106) насоса нагрузочным модулем (104), содержащим участок (152) подающего трубопровода и/или участок (154) обратного трубопровода, причем участок (152) подающего трубопровода соединен с первым выпускным отверстием (114) корпуса (106) насоса и содержит соединительный патрубок (160) подающего трубопровода, в то время как участок (154) обратного трубопровода соединен со вторым впускным отверстием (122) корпуса (106) насоса и содержит соединительный патрубок (162) обратного трубопровода.

12. Гидрораспределитель по п.11, отличающийся тем, что по меньшей мере один нагрузочный модуль (104) соединен с корпусом (6) насоса с возможностью разъема.

13. Гидрораспределитель по п.11 или 12, отличающийся тем, что нагрузочный модуль (104) соединен предпочтительно с возможностью разъема с первого продольного конца с корпусом (102) насоса, а со второго противоположного продольного конца - со следующим нагрузочным модулем (104).

14. Гидрораспределитель по п.11, отличающийся тем, что по меньшей мере в одном нагрузочном модуле (104) установлено регулирующее устройство (164) для регулирования потока через нагрузочный контур, подсоединенный к соединительному патрубку (160) подающего трубопровода и к соединительному патрубку (162) обратного трубопровода.

15. Гидрораспределитель по п.11, отличающийся тем, что в циркуляционном насосном агрегате (102), предпочтительно в корпусе (110) для электроники, установленном на приводном двигателе (108), установлено устройство (140) управления гидрораспределителя, имеющее в нагрузочном модуле (104) сигнальную связь с регулирующим устройством (164) для управления им.

16. Гидрораспределитель по п.11, отличающийся тем, что между нагрузочным модулем (104) и корпусом (102) насоса и предпочтительно между нагрузочным модулем (104) и следующим нагрузочным модулем (104) выполнен электрический соединитель (174).