CN105865251A - 工艺阀岛及热交换器*** - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种工艺阀岛(10)，具有：用于传热介质的入口(12)，用于传热介质的主出口(14)，在其之间延伸的主通道(15)，被布置在主通道(15)中的3/2‑换向阀(30)，以及旁路出口(32)，其中，3/2‑换向阀(30)的位置确定，通过哪个流动横截面所述旁路出口(32)和主出口(14)与主通道(15)连接，且其中，设置有控制阀(75、56)用于确定在主通道(15)与辅助回路的接头(70)之间的流动横截面。

Description

工艺阀岛及热交换器***
技术领域
本发明涉及一种工艺阀岛以及热交换器***。
背景技术
工艺阀岛是一个模块，多个工艺阀被集成到其中。由此可通过所期望的方式相互独立地控制多个接头。本发明特别涉及一种工艺阀岛，如其应用于热交换器***。热交换器***可特别涉及这样的***，即，其被用于机动车中。
在EP1441160中给出针对这样的工艺阀岛的示例。
发明内容
本发明的目的在于，如下地改进已知的工艺阀岛，即，其在紧凑的结构的情况下可以实现高集成度的热管理。
为了实现该目的，根据本发明提出一种工艺阀岛，该工艺阀岛具有：传热介质的入口，用于传热介质的主出口，在其之间延伸的主通道，被布置在主通道中的3/2-换向阀，以及旁路出口，其中，3/2-换向阀的位置确定，通过哪个流动横截面所述旁路出口和主出口与主通道连接，其中，设置有用于确定在主通道与用于辅助回路的接头之间的流动横截面的控制阀。通过3/2-换向阀(两位三通阀)，可在工艺阀岛内，在所有传热介质通过主出口离开工艺阀岛的状态、所有传热介质通过旁路出口离开工艺阀岛的状态与在这两个出口之间的传热介质的任意分布之间无级地改变传热介质的流动路径。在此，不需要外部管路或不同的模块组，而所有液流通道被集成到工艺阀岛中。
优选地，多个用于辅助回路的接头也被集成到工艺阀岛中。这使得可以连接不同的散热器和发热器，例如连接解冻-热交换器、车顶加热装置、散热体、减速器、废气热交换器、压缩机冷却装置、电池加热装置或其他部件。
根据本发明的一个设计方案，在主通道中布置至少一个节流阀。通过该节流阀可调整所期望的压力降，使得例如在没有其他措施的情况下在辅助回路的一个中产生循环。
根据本发明，也提出具有这样的工艺阀岛的热交换器***，其中，在工艺阀岛的主出口与入口之间有流动连接部，该流动连接部经过发动机的冷却通道延伸。在该设计方案中，工艺阀岛用于构建和控制高集成度的热交换器循环，其中，借助于发动机或另一热源实现进入热交换器***的热输入。典型的发动机是内燃机或电动机。可通过热交换器或通过不同的辅助回路实现散热，发动机的余热通过热交换器排放至环境，通过所述不同的辅助回路在需要的情况下产生加热效应，例如用于解冻窗玻璃，用于加热铺位、方向盘或用于运行供暖装置。
根据本发明的一个设计方案提出，流动连接部经过加热器延伸。这使得当发动机还未充分产生余热时可以将热量提供至加热器循环，从而由此可通过所期望的方式供给辅助回路的散热器。
也可提出，流动连接部经过冷却器延伸。这使得可以当辅助回路应该用于冷却时(例如在冷藏运输时)将热量抽离加热器循环。
在流动连接部中也可设置有泵。该泵用于所期望的循环。
根据本发明的一个设计方案，提出辅助回路中的至少一个借助于两个接头连接至工艺阀岛，在其之间当传热介质流动通过主通道时存在着压力降，使得在辅助回路中出现循环。在该设计方案中可能舍弃通过诸如泵的活动组件在辅助回路中产生循环。
然而基本上也可行的是，在辅助回路中布置泵。该泵确保实现在辅助回路中的具有所期望的通过量的循环，使得可以可靠地将所期望的热量传送至散热器。
根据本发明的一个设计方案也可提出，辅助回路被引导至散热器或返回至工艺阀岛，使得通过自然对流出现循环。在该设计方案中，传热介质的不同的具体重量被用于散热器的上游和下游，从而在没有诸如泵的活动组件的情况下通过在加热的冷却介质中改变的密度或通过合适的管引导而产生所期望的循环。
根据一个实施方式可提出，工艺阀岛被分成多个子模块，该多个子模块可相互分开地被安装。由此可通过下述方式响应针对车辆的情况，即，安装例如前部区域中的子模块，中间区域中的子模块和后部区域中的子模块。
附图说明
下文借助附图中所示的实施方式描述本发明。在该附图中示意性地示出具有根据本发明的工艺阀岛的根据本发明的热交换器***。
具体实施方式
在唯一的附图中示意性地完整示出工艺阀岛10，该工艺阀岛设置有用于传热介质的入口12和用于传热介质的主出口14。主通道15在入口12与主出口14之间延伸。
流动连接部16从工艺阀岛10的主出口14延伸至入口12，流动连接部经过示意性示出的发动机20诸如内燃机或电动机的冷却通道18延伸。由此，当传热介质在流动连接部16中循环时，发动机的余热被其带走。
在发动机20中可布置冷却剂泵22。
流动连接部16经过在此示意性示出的加热器24延伸，该加热器可任选地设置有内部泵26。加热器24可将额外的热能置入***中，且例如可包括柴油加热装置。
替选于加热器24或补充地，可设置在此未示出的冷却器，通过该冷却器可将热能从***中抽走。冷却器例如可包括制冷机。
在工艺阀岛10内的主通道15中布置3/2-换向阀30，该阀的一个接头引导至旁路出口32。旁路-液流管路34从旁路出口32延伸至流动连接部16，使得该流动连接部在加热器24的下游汇入其中。
并行于发动机20可设置其他热源，其中，在此示意性地示出热源40，例如第二发动机。
不同的热交换器50、52、54连接至流动连接部16，其中，热交换器的接头中的一个直接通过工艺阀岛10实现。
在所示的实施例中，热交换器50、52、54的下游接头分别通过被集成到工艺阀岛10中的控制阀56连接到主通道15。
此外，不同的辅助回路60连接到工艺阀岛10，在辅助回路中分别布置散热器62、64、66、68。散热器62、64、66、68例如可以是解冻装置、车顶加热装置、发热体或其他部件，通过其可加热(或冷却)机动车不同的部件或区域。
在所示的实施例中，散热器62、64、66、68通过其上游端部直接连接到阀岛的接头70，而简而言之下游接头通过共同接头72再次被导回至工艺阀岛10。在此，在工艺阀岛之内部在接头70与主通道15之间分别有控制阀74，通过该控制阀控制从主通道15至相应接头70的流动。
散热器62、64、66、68可位于车辆的可脱离区域上，例如在挂车、半挂车或货车上。为了能够脱离，辅助回路可完全或部分地设置有阀、泵模块、止回阀或快速离合器。所述装置被置于接头70与72之间。由此，所有或单个辅助回路60可被脱离，而不必清空且再次填充该***。
辅助回路60的上游接头70与下游接头72之间的必要压力差例如可通过下述方式产生，即，在主通道15中的合适位置上设置节流阀。可选和/或额外可行的是，在辅助回路中设置泵，该泵可单独用于每个单个的辅助回路或在散热器62、64、66、68的下游在共同管路中朝向接头72作为抽气泵。也可行的是，散热器62、64、66、68被布置在工艺阀岛10之上，使得在辅助回路中通过自然对流出现循环，即，由于散热器前或后的传热介质的具体重量不同。
工艺阀岛10是所描述的热交换器***的中心部件，该中心部件可用在商用车中。特别地，可通过集成的3/2-换向阀30优化热管理。
通过工艺阀岛10，可在不同的运行模式下，例如在静止中、在高速行驶时、在额定工作状态中、在长时间运行中、在短时间运行中，在暂停期间和在空转运行中，借助于传感方式的检测确保待控制的或待调节的热循环，在考虑到具体热量潜力和针对设备特性(温度响应曲线、边界值、热容性能和散热性能)的情况下可靠地保持所要求的运行温度。
因此，可通过3/2-换向阀在冷启动之后分开主出口与主通道15，使得传热介质不循环通过冷的发动机(特别是冷的内燃机)，而是通过旁路34直接至加热器24，在此可更快地被加热。这使得能够相对快地为散热器提供热量。加热器24也可用于将发动机20置于所期望的温度，从而防止或改进发动机20的冷启动。
当发动机20达到一定的温度时，3/2-换向阀可以在控制侧所预设的速度被打开，使得通过的冷却通道18体积流量越来越多。在此，3/2-换向阀30可长期运行，使得通过发动机20的冷却通道18出现传热介质的这样的体积流量，所产生的余热以所期望的方式被排出。同时，控制阀56可被适当地控制，使得未被散热器62、64、66、68排出的发动机的余热的那部分被排出，通过热交换器50,52,54排放到环境。
该***的效率非常高，因为所有接头被集成到工艺阀岛10中，使得实现了在能量方面和在空间方面结合的热交换器***，通过该热交换器***可转换最佳确定的热管理。由此，至今被实施成独立模块的区域在能量技术方面被交联，由此***的效率整体提高。
对于不同的控制阀和对于3/2-换向阀可使用不同的阀驱动部，例如电动的、电气的、电磁的或机械的。

Claims (15)

1.一种工艺阀岛(10)，具有：用于传热介质的入口(12)，用于传热介质的主出口(14)，在其之间延伸的主通道(15)，被布置在主通道(15)中的3/2-换向阀(30)，以及旁路出口(32)，其中，3/2-换向阀(30)的位置确定，通过哪个流动横截面所述旁路出口(32)和主出口(14)与主通道(15)连接，且其中，设置有控制阀(75、56)用于确定在主通道(15)与用于辅助回路的接头(70)之间的流动横截面。
2.根据权利要求1所述的工艺阀岛，其特征在于，设置用于辅助回路的接头(70)。
3.根据权利要求1所述的工艺阀岛，其特征在于，从主通道(15)至辅助回路的分支在入口(12)与3/2-换向阀(30)之间。
4.根据权利要求1所述的工艺阀岛，其特征在于，在主通道中布置至少一个节流阀。
5.根据权利要求1所述的工艺阀岛，其特征在于，所述工艺阀岛被分成多个子模块，所述多个子模块可相互分开地被安装。
6.一种具有根据权利要求1至5中任一项所述的工艺阀岛(10)的热交换器***，其特征在于，在工艺阀岛(10)的主出口(14)与入口(12)之间有流动连接部(16)，所述流动连接部经过发动机(20)的冷却通道(18)延伸。
7.根据权利要求6所述的热交换器***，其特征在于，流动连接部(16)经过加热器(24)延伸。
8.根据权利要求6所述的热交换器***，其特征在于，流动连接部(16)经过冷却器延伸。
9.根据权利要求6所述的热交换器***，其特征在于，在流动连接部(16)中布置有泵(26)。
10.根据权利要求6所述的热交换器***，其特征在于，至少一个散热器(62、64、66、68)借助于辅助回路连接至工艺阀岛(10)。
11.根据权利要求10所述的热交换器***，其特征在于，辅助回路借助于两个接头(70、72)连接至工艺阀岛。
12.根据权利要求10所述的热交换器***，其特征在于，当传热介质流动通过主通道(15)时，在接头之间存在着压力降，使得在辅助回路出现循环。
13.根据权利要求10所述的热交换器***，其特征在于，在辅助回路中布置有泵。
14.根据权利要求10所述的热交换器***，其特征在于，辅助回路被引导至散热器(62、64、66、68)且返回至工艺阀岛(10)，使得通过自然对流出现循环。
15.根据权利要求6所述的热交换器***，其特征在于，可借助于至少一个被集成到工艺阀岛中的控制阀(74、56)控制辅助回路。
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