工藝閥島及熱交換器系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種工藝閥島(10)，具有：用于傳熱介質(zhì)的入口(12)，用于傳熱介質(zhì)的主出口(14)，在其之間延伸的主通道(15)，被布置在主通道(15)中的3/2?換向閥(30)，以及旁路出口(32)，其中，3/2?換向閥(30)的位置確定，通過哪個流動橫截面所述旁路出口(32)和主出口(14)與主通道(15)連接，且其中，設(shè)置有控制閥(75、56)用于確定在主通道(15)與輔助回路的接頭(70)之間的流動橫截面。
【專利說明】
工藝閥島及熱交換器系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及一種工藝閥島以及熱交換器系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]工藝閥島是一個模塊，多個工藝閥被集成到其中。由此可通過所期望的方式相互獨立地控制多個接頭。本發(fā)明特別涉及一種工藝閥島，如其應(yīng)用于熱交換器系統(tǒng)。熱交換器系統(tǒng)可特別涉及這樣的系統(tǒng)，即，其被用于機動車中。
[0003]在EP1441160中給出針對這樣的工藝閥島的示例。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于，如下地改進已知的工藝閥島，S卩，其在緊湊的結(jié)構(gòu)的情況下可以實現(xiàn)高集成度的熱管理。
[0005]為了實現(xiàn)該目的，根據(jù)本發(fā)明提出一種工藝閥島，該工藝閥島具有:傳熱介質(zhì)的入口，用于傳熱介質(zhì)的主出口，在其之間延伸的主通道，被布置在主通道中的3/2-換向閥，以及旁路出口，其中，3/2-換向閥的位置確定，通過哪個流動橫截面所述旁路出口和主出口與主通道連接，其中，設(shè)置有用于確定在主通道與用于輔助回路的接頭之間的流動橫截面的控制閥。通過3/2-換向閥(兩位三通閥)，可在工藝閥島內(nèi)，在所有傳熱介質(zhì)通過主出口離開工藝閥島的狀態(tài)、所有傳熱介質(zhì)通過旁路出口離開工藝閥島的狀態(tài)與在這兩個出口之間的傳熱介質(zhì)的任意分布之間無級地改變傳熱介質(zhì)的流動路徑。在此，不需要外部管路或不同的模塊組，而所有液流通道被集成到工藝閥島中。
[0006]優(yōu)選地，多個用于輔助回路的接頭也被集成到工藝閥島中。這使得可以連接不同的散熱器和發(fā)熱器，例如連接解凍-熱交換器、車頂加熱裝置、散熱體、減速器、廢氣熱交換器、壓縮機冷卻裝置、電池加熱裝置或其他部件。
[0007]根據(jù)本發(fā)明的一個設(shè)計方案，在主通道中布置至少一個節(jié)流閥。通過該節(jié)流閥可調(diào)整所期望的壓力降，使得例如在沒有其他措施的情況下在輔助回路的一個中產(chǎn)生循環(huán)。
[0008]根據(jù)本發(fā)明，也提出具有這樣的工藝閥島的熱交換器系統(tǒng)，其中，在工藝閥島的主出口與入口之間有流動連接部，該流動連接部經(jīng)過發(fā)動機的冷卻通道延伸。在該設(shè)計方案中，工藝閥島用于構(gòu)建和控制高集成度的熱交換器循環(huán)，其中，借助于發(fā)動機或另一熱源實現(xiàn)進入熱交換器系統(tǒng)的熱輸入。典型的發(fā)動機是內(nèi)燃機或電動機?？赏ㄟ^熱交換器或通過不同的輔助回路實現(xiàn)散熱，發(fā)動機的余熱通過熱交換器排放至環(huán)境，通過所述不同的輔助回路在需要的情況下產(chǎn)生加熱效應(yīng)，例如用于解凍窗玻璃，用于加熱鋪位、方向盤或用于運行供暖裝置。
[0009]根據(jù)本發(fā)明的一個設(shè)計方案提出，流動連接部經(jīng)過加熱器延伸。這使得當發(fā)動機還未充分產(chǎn)生余熱時可以將熱量提供至加熱器循環(huán)，從而由此可通過所期望的方式供給輔助回路的散熱器。
[0010]也可提出，流動連接部經(jīng)過冷卻器延伸。這使得可以當輔助回路應(yīng)該用于冷卻時(例如在冷藏運輸時)將熱量抽離加熱器循環(huán)。
[0011]在流動連接部中也可設(shè)置有栗。該栗用于所期望的循環(huán)。
[0012]根據(jù)本發(fā)明的一個設(shè)計方案，提出輔助回路中的至少一個借助于兩個接頭連接至工藝閥島，在其之間當傳熱介質(zhì)流動通過主通道時存在著壓力降，使得在輔助回路中出現(xiàn)循環(huán)。在該設(shè)計方案中可能舍棄通過諸如栗的活動組件在輔助回路中產(chǎn)生循環(huán)。
[0013]然而基本上也可行的是，在輔助回路中布置栗。該栗確保實現(xiàn)在輔助回路中的具有所期望的通過量的循環(huán)，使得可以可靠地將所期望的熱量傳送至散熱器。
[0014]根據(jù)本發(fā)明的一個設(shè)計方案也可提出，輔助回路被引導至散熱器或返回至工藝閥島，使得通過自然對流出現(xiàn)循環(huán)。在該設(shè)計方案中，傳熱介質(zhì)的不同的具體重量被用于散熱器的上游和下游，從而在沒有諸如栗的活動組件的情況下通過在加熱的冷卻介質(zhì)中改變的密度或通過合適的管引導而產(chǎn)生所期望的循環(huán)。
[0015]根據(jù)一個實施方式可提出，工藝閥島被分成多個子模塊，該多個子模塊可相互分開地被安裝。由此可通過下述方式響應(yīng)針對車輛的情況，即，安裝例如前部區(qū)域中的子模塊，中間區(qū)域中的子模塊和后部區(qū)域中的子模塊。
【附圖說明】
[0016]下文借助附圖中所示的實施方式描述本發(fā)明。在該附圖中示意性地示出具有根據(jù)本發(fā)明的工藝閥島的根據(jù)本發(fā)明的熱交換器系統(tǒng)。
【具體實施方式】
[0017]在唯一的附圖中示意性地完整示出工藝閥島10，該工藝閥島設(shè)置有用于傳熱介質(zhì)的入口 12和用于傳熱介質(zhì)的主出口 14。主通道15在入口 12與主出口 14之間延伸。
[0018]流動連接部16從工藝閥島10的主出口 14延伸至入口 12，流動連接部經(jīng)過示意性示出的發(fā)動機20諸如內(nèi)燃機或電動機的冷卻通道18延伸。由此，當傳熱介質(zhì)在流動連接部16中循環(huán)時，發(fā)動機的余熱被其帶走。
[0019]在發(fā)動機20中可布置冷卻劑栗22。
[0020]流動連接部16經(jīng)過在此示意性示出的加熱器24延伸，該加熱器可任選地設(shè)置有內(nèi)部栗26。加熱器24可將額外的熱能置入系統(tǒng)中，且例如可包括柴油加熱裝置。
[0021 ]替選于加熱器24或補充地，可設(shè)置在此未示出的冷卻器，通過該冷卻器可將熱能從系統(tǒng)中抽走。冷卻器例如可包括制冷機。
[0022]在工藝閥島10內(nèi)的主通道15中布置3/2-換向閥30，該閥的一個接頭引導至旁路出口 32。旁路-液流管路34從旁路出口 32延伸至流動連接部16，使得該流動連接部在加熱器24的下游匯入其中。
[0023]并行于發(fā)動機20可設(shè)置其他熱源，其中，在此示意性地示出熱源40，例如第二發(fā)動機。
[0024]不同的熱交換器50、52、54連接至流動連接部16，其中，熱交換器的接頭中的一個直接通過工藝閥島1實現(xiàn)。
[0025]在所示的實施例中，熱交換器50、52、54的下游接頭分別通過被集成到工藝閥島10中的控制閥56連接到主通道15。
[0026]此外，不同的輔助回路60連接到工藝閥島10，在輔助回路中分別布置散熱器62、64、66、68。散熱器62、64、66、68例如可以是解凍裝置、車頂加熱裝置、發(fā)熱體或其他部件，通過其可加熱(或冷卻)機動車不同的部件或區(qū)域。
[0027]在所示的實施例中，散熱器62、64、66、68通過其上游端部直接連接到閥島的接頭70，而簡而言之下游接頭通過共同接頭72再次被導回至工藝閥島10。在此，在工藝閥島之內(nèi)部在接頭70與主通道15之間分別有控制閥74，通過該控制閥控制從主通道15至相應(yīng)接頭70的流動。
[0028]散熱器62、64、66、68可位于車輛的可脫離區(qū)域上，例如在掛車、半掛車或貨車上。為了能夠脫離，輔助回路可完全或部分地設(shè)置有閥、栗模塊、止回閥或快速離合器。所述裝置被置于接頭70與72之間。由此，所有或單個輔助回路60可被脫離，而不必清空且再次填充該系統(tǒng)。
[0029]輔助回路60的上游接頭70與下游接頭72之間的必要壓力差例如可通過下述方式產(chǎn)生，即，在主通道15中的合適位置上設(shè)置節(jié)流閥?？蛇x和/或額外可行的是，在輔助回路中設(shè)置栗，該栗可單獨用于每個單個的輔助回路或在散熱器62、64、66、68的下游在共同管路中朝向接頭72作為抽氣栗。也可行的是，散熱器62、64、66、68被布置在工藝閥島10之上，使得在輔助回路中通過自然對流出現(xiàn)循環(huán)，S卩，由于散熱器前或后的傳熱介質(zhì)的具體重量不同。
[0030]工藝閥島10是所描述的熱交換器系統(tǒng)的中心部件，該中心部件可用在商用車中。特別地，可通過集成的3/2-換向閥30優(yōu)化熱管理。
[0031]通過工藝閥島10，可在不同的運行模式下，例如在靜止中、在高速行駛時、在額定工作狀態(tài)中、在長時間運行中、在短時間運行中，在暫停期間和在空轉(zhuǎn)運行中，借助于傳感方式的檢測確保待控制的或待調(diào)節(jié)的熱循環(huán)，在考慮到具體熱量潛力和針對設(shè)備特性(溫度響應(yīng)曲線、邊界值、熱容性能和散熱性能)的情況下可靠地保持所要求的運行溫度。
[0032]因此，可通過3/2-換向閥在冷啟動之后分開主出口與主通道15，使得傳熱介質(zhì)不循環(huán)通過冷的發(fā)動機(特別是冷的內(nèi)燃機)，而是通過旁路34直接至加熱器24，在此可更快地被加熱。這使得能夠相對快地為散熱器提供熱量。加熱器24也可用于將發(fā)動機20置于所期望的溫度，從而防止或改進發(fā)動機20的冷啟動。
[0033]當發(fā)動機20達到一定的溫度時，3/2-換向閥可以在控制側(cè)所預設(shè)的速度被打開，使得通過的冷卻通道18體積流量越來越多。在此，3/2-換向閥30可長期運行，使得通過發(fā)動機20的冷卻通道18出現(xiàn)傳熱介質(zhì)的這樣的體積流量，所產(chǎn)生的余熱以所期望的方式被排出。同時，控制閥56可被適當?shù)乜刂?，使得未被散熱?2、64、66、68排出的發(fā)動機的余熱的那部分被排出，通過熱交換器50,52,54排放到環(huán)境。
[0034]該系統(tǒng)的效率非常高，因為所有接頭被集成到工藝閥島10中，使得實現(xiàn)了在能量方面和在空間方面結(jié)合的熱交換器系統(tǒng)，通過該熱交換器系統(tǒng)可轉(zhuǎn)換最佳確定的熱管理。由此，至今被實施成獨立模塊的區(qū)域在能量技術(shù)方面被交聯(lián)，由此系統(tǒng)的效率整體提高。
[0035]對于不同的控制閥和對于3/2-換向閥可使用不同的閥驅(qū)動部，例如電動的、電氣的、電磁的或機械的。
【主權(quán)項】
1.一種工藝閥島(10)，具有:用于傳熱介質(zhì)的入口(12)，用于傳熱介質(zhì)的主出口(14)，在其之間延伸的主通道(15)，被布置在主通道(15)中的3/2-換向閥(30)，以及旁路出口(32)，其中，3/2-換向閥(30)的位置確定，通過哪個流動橫截面所述旁路出口(32)和主出口(14)與主通道(15)連接，且其中，設(shè)置有控制閥(75、56)用于確定在主通道(15)與用于輔助回路的接頭(70)之間的流動橫截面。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的工藝閥島，其特征在于，設(shè)置用于輔助回路的接頭(70)。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的工藝閥島，其特征在于，從主通道(15)至輔助回路的分支在入口(12)與3/2-換向閥(30)之間。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的工藝閥島，其特征在于，在主通道中布置至少一個節(jié)流閥。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的工藝閥島，其特征在于，所述工藝閥島被分成多個子模塊，所述多個子模塊可相互分開地被安裝。6.—種具有根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項所述的工藝閥島(10)的熱交換器系統(tǒng)，其特征在于，在工藝閥島(10)的主出口(14)與入口(12)之間有流動連接部(16)，所述流動連接部經(jīng)過發(fā)動機(20)的冷卻通道(18)延伸。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的熱交換器系統(tǒng)，其特征在于，流動連接部(16)經(jīng)過加熱器(24)延伸。8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的熱交換器系統(tǒng)，其特征在于，流動連接部(16)經(jīng)過冷卻器延伸。9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的熱交換器系統(tǒng)，其特征在于，在流動連接部(16)中布置有栗(26)。10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的熱交換器系統(tǒng)，其特征在于，至少一個散熱器(62、64、66、68)借助于輔助回路連接至工藝閥島(10)。11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的熱交換器系統(tǒng)，其特征在于，輔助回路借助于兩個接頭(70、72)連接至工藝閥島。12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的熱交換器系統(tǒng)，其特征在于，當傳熱介質(zhì)流動通過主通道(15)時，在接頭之間存在著壓力降，使得在輔助回路出現(xiàn)循環(huán)。13.根據(jù)權(quán)利要求10所述的熱交換器系統(tǒng)，其特征在于，在輔助回路中布置有栗。14.根據(jù)權(quán)利要求10所述的熱交換器系統(tǒng)，其特征在于，輔助回路被引導至散熱器(62、64、66、68)且返回至工藝閥島(10)，使得通過自然對流出現(xiàn)循環(huán)。15.根據(jù)權(quán)利要求6所述的熱交換器系統(tǒng)，其特征在于，可借助于至少一個被集成到工藝閥島中的控制閥(74、56)控制輔助回路。
【文檔編號】F28F27/02GK105865251SQ201610077956
【公開日】2016年8月17日
【申請日】2016年2月3日
【發(fā)明人】哈特穆特·洛塔
【申請人】比爾克特韋爾克有限公司