AT396516B

AT396516B - Vier-wege-ventil

Info

Publication number: AT396516B
Application number: AT0182991A
Authority: AT
Original assignee: Vaillant Gmbh
Priority date: 1991-09-12
Filing date: 1991-09-12
Publication date: 1993-10-25
Also published as: DE9212346U1; ATA182991A

Description

AT 396 516 B

Die Erfindung bezieht sich auf ein 4-Wege-Ventil für Heizeinrichtungen mit einem Primärwärmetauscher, zu dem eine Bypassleitung parallel geschaltet ist, der wahlweise mit einem Heizkreis oder einem Brauchwasser-Wärmetauscher verbindbar ist, mit in einem vier Anschlüsse aufweisenden Gehäuse verschiebbar angeordneten, im wesentlichen plattenföimigen Ventilkörper. 5 Ein Mehrwege-Umschaltschiebeventil in Form eines Flachschiebers ist beispielsweise aus der CH-PS 436 895 bekannt. Dieses Ventil ist jedoch für die Besonderheiten von Kombi-Heizeinrichtungen nicht geeignet 4-Wege-Ventile für Kombi-Heizeinrichtungen sind meist als Kombination zweier miteinander veibundener 2-Wege-Ventile aufgebaut wodurch sich ein komplizierter Aufbau ergibt.

Ziel der Erfindung ist es, diese Nachteile zu vermeiden und ein Ventil der eingangs erwähnten Art 10 vorzuschlagen, das sich durch einen einfachen Aufbau auszeichnet

Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht daß je zwei Anschlüsse an beiden Seiten des Gehäuses angeondnet sind, von denen zwei im wesentlichen fluchtend einander gegenüberliegen, daß der Ventilkörper, wie an sich bekannt an seinen beiden Seiten mit je einer Vertiefung versehen ist die Verbindungen d» jeweils an einer Seite angeordneten Anschlüsse ermöglichen und daß im Bereich einer dieser Vertiefungen eine an sich bekannte 15 Durchgangsbohrung angeordnet ist, wobei die mit der Durchgangsbohrung versehene Vertiefung eine größere Breite aufweist als die zweite Vertiefung und die der größeren Vertiefung zugeordneten Anschlüsse einen größeren Abstand voneinander aufweisen als die beiden anderen Anschlüsse, wobei bei ein» Stellung des Ventilkörpers in der dessen Durchgangsbohrung mit zwei Anschlüssen fluchtet, die beiden übrigen Anschlüsse abgeschlossen sind. 20 Auf diese Weise ergibt sich ein sehr einfacher Aufbau des Ventiles. Die spezielle Anordnung und Ausbildung der Vertiefungen und der Anschlüsse gestattet eine Verbindung des einen Anschlusses mit zwei an der gegenüberliegenden Seite des Gehäuses angeordneten Anschlüssen, wobei durch eine entsprechende Verstellung des Ventilkörpers ein fließender Übergang der Verbindung der einzelnen Anschlüsse miteinander möglich ist Mit einem derartigen 4-Wege-Ventil kann beispielsweise die Vorlauftemperatur einer Heizeinrichtung mit einem 25 Primärwärmetauscher, zu dem eine Bypassleitung parallel geschaltet ist, und einem Brauchwasser-Wärmetauscher, der mit dem Primärwärmetauscher verbunden ist, sehr einfach geregelt werden.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung kann vorgesehen sein, daß die Stellung, in der die fluchtend angeordneten Anschlüsse miteinander verbunden sind, mittig im Verstellweg des als Schieb» ausgebildeten Ventilkörpers angeordnet ist. Dadurch sind sehr kurze Stellzeiten erreichbar. In dies» zentral»! Stellung ist der 30 Heizungsverlauf mit dem Primärwärmetauscher verbunden.

Durch die Einbindung des erfindungsgemäßen 4-Wege-Ventiles in eine kompakte Heizeinrichtung mit einem Primärwärmetauscher und einen Brauchwasser-Wärmetausch» ist es außerdem möglich, bedarfsgesteuert den vollen Heizwasservolumenstrom vom Primärwärmetauscher über des 4-Wege-Ventil zum Brauchwasser-Wärmetauscher zu führen und bei einer am Primärwärmetauscher gemessenen Temperatur < 56 °C jeweils einen 35 Teilstrom über den Primärwärmetauscher und üb» den, vorzugsweise im 4-Wege-Ventil integrierten, besonders gestalteten Bypassquerschnitt zu führen, um so die dauernde Kondensation in der Brennkammer und am Primärwärmetausch» durch eine höhere Wandtemperatur als die Taupunktgrenze des Abgases zu vermeiden.

Die Steuerung des Ventilkörpers des 4-Wege-Ventiles, vorzugsweise mittels eines Linearmotors, kann schrittweise oder kontinuierlich erfolgen und erlaubt, daß beim festgelegten Bypassquerschnitt die Teilvolumen· 40 ströme über den Primärwärmetauscher und den Bypass geregelt werden und dabei eine Temperatur am Primär wärmetauscher > 56 °C sichergestellt ist, wobei der gesamte Druckverlust des Systems nicht größer als der Gesamtdruckverlust bei vollem Volumenstrom üb» den Primärwärmetausch» wird.

Bei einer geringeren gemessenen Vorlauftemperatur und einer am Primärwärmetausch» gemessenen höheren Temp»atur von > 90 °C kann die Brennerleistung zwangsweise um ca. 5 °C reduziert w»den, um mögliche 45 hydraulisch od» regelungstechnisch hervorgerufene Schwankungen des Volumenstromes durch den Primärwärme tauscher abzufangen, damit es nicht zu ein» Sicherheitsabschaltung kommt

Die Regelung des Bypasses kann sofort bei ein» Wärmeanforderung »folgen, wenn die verlangte Vorlauftemperatur < 56 °C und die Temperatur am Primärwärmetauscher, bedingt durch den Vorlauf der Umwälzpumpe, eine Rücklauftemperatur < 40 °C aufweist. 50 Die Erfindung wird nun anhand der Zeichnung näher erläutert

Dabei zeigen:

Figur 1 schematisch eine Heizeinrichtung mit einem »findungsgemäßen Ventil und Figuren 2 bis 4 schematisch ein erfindungsgemäßes Ventil.

Bei der Heizeinrichtung nach d» Figur 1 ist ein Primärwärmetauscher (2) mit einer Rücklaufleitung (3) 55 verbunden, in der eine Umlaufpumpe (4) angeordnet ist und die von ein» Heizkörperanordnung (5) kommt Weiter ist der Primärwärmetauscher (2) über eine Leitung (20) mit einem 4-Wege-Ventil (6) verbunden, an dem eine zur Heizkörperanordnung (5) führende Vorlaufleitung (7), eine Bypassleitung (8), die zwischen der Umlaufpumpe (4) und dem Primärwärmetauscher (2) angeschlossen ist, und der Brauchwass»-Wärmetauscher (9) zulaufseitig angeschlossen sind. Ablaufseitig ist der Brauchwasser-Wärmetauscher (9) über eine Leitung 60 (10) mit d» Saugseite der Umlaufpumpe (4) verbunden.

Im Ablauf des Sekundärkreises des Brauchwasser-Wärmetauschers (9) ist ein Fühler (1) angeordnet, d» bei einem bestimmten Durchfluß des Brauchwassers zur Zapfstelle ein Signal abgibt, der das 4-Wege-Ventil (6) -2-

AT396 516B steuert. Dabei wird das 4-Wege-Ventil (6) bei einer Brauchwasserentnahme in der Weise angesteuert, daß der Primärwärmetauscher (2) mit dem Zulauf zum Brauchwasser-Wärmetauscher (9) verbunden wird. Infolgedessen strömt das im Primärwärmetauscher (2) erwärmte Wasser über den Brauchwasser-Wärmetauscher (9) und auf kurzem Weg über die Umlaufpumpe (4) zum Primärwärmetauscher (2) zurück.

Wird die Brauchwasserentnahme beendet, so gibt der Fühler (1) wieder einen Impuls ab, durch den das 4-Wege-Ventil (6) derart angesteuert wird, daß der Primärwärmetauscher (2) mit der Vorlaufleitung (7) verbünd»! wird. Dadurch wird die Heizkörperanordnung (5) vom Primärwärmetauscher (2) mit Heizwasser versorgt.

Das Ventil (6) nach der Figur 2 weist ein Gehäuse (11) auf, das an seinen beiden Seiten Anschlüsse (2') und (9') beziehungsweise (8') und (7') aufweist. Dabei ist der Anschluß (2') mit dem Primärwärmetauscher (2), der Anschluß (9') mit dem Brauchwasser-Wärmetauscher (9), der Anschluß (7') mit der Vorlaufleitung (7) und der Anschluß (8') mit der Bypassleitung (8) verbunden. Wie aus der Figur 2 zu ersehen ist, sind die Anschlüsse (2') und (7') zueinander fluchtend angeordnet und der Abstand zwischen den Anschlüssen (7') und (8') ist größer als der zwischen den Anschlüssen (2') und (9'). Durch die fluchtende Anordnung der Anschlüsse (2') und (7') wird ein direkt»1 Durchgang durch das Ventil (6) und damit eine Minimierung des Druckverlustes sich»gestellt

In dem Gehäuse (11) ist ein Ventilköiper (12) axial verschiebbar gehalten, der mit Vertiefungen (13) und (14) versehen ist, die an verschiedenen Seiten des Ventilkörpers (12) angeordnet sind. Dabei ist che Breite der Vertiefungen (13) und (14) so bemessen, daß sie sich über beide an der entsprechenden Seite des Gehäuses (11) angeordneten Anschlüsse erstrecken und daher über die Vertiefungen (13) und (14) eine Verbindung der an je einer Seite des Gehäuses (11) angeordneten Anschlüsse (2’) und (9’) beziehungsweise (7‘) und (8') hergestellt werden kann, wobei in einer Stellung des Ventilkörpers (12), wie aus der Figur 4 zu ersehen ist, die an beiden Seiten des Gehäuses (11) angeordneten Paare von Anschlüssen paarweise verbunden sein können.

Der Ventilkörper (12) ist im Bereich der größeren Vertiefung (13) mit einer zentralen Bohrung (15) versehen, die eine Verbindung zwischen den Anschlüssen (2') und (7') ermöglicht. Für den Antrieb des Ventilkörpers (12) ist ein Spindel-Linear-Motor (17) vorgesehen, der den Ventilkörper (12) axial verschiebt und einerseits vom Fühler (1) und andererseits von einer nicht dargestellten Regeleinrichtung beaufschlagt ist.

Zur Regelung der zulässigen Minimaltemperatur des Primärwärmetauschers (2) - wobei die Temperatur des Primärwärmetauschers (2) durch den Fühler (ϋ^γχ) erfaßt wird - werden über die Bypassregelung die fließenden

Teilströme durch den Primärwärmetauscher (2) so geregelt, daß am Fühler (^γχ) eine Temperatur > 56 °C erreicht wird.

Die gewünschte Vorlauftemperatur wird vom Fühler (Oy) erfaßt, wobei die Brennerleistung in Abhängigkeit von der von diesem erfaßten Temperatur geregelt wird. Die Position des Fühlers (Oy) muß dabei stromab des Ventiles (6) liegen.

Bei der in der Figur 2 dargestellten Stellung des Ventilkörpers (12) ergibt sich eine Verbindung des Primärwärmetauschers (2) mit der Vorlaufleitung (7), wobei die Bypassleitung (8) und die zum Brauchwasser-Wärmetausch» (9) führenden Leitungen gesperrt sind.

Bei der in der Figur 3 dargestellten Stellung des Ventilkörpers (12) ist der zum Brauchwasserspeicher (9) führende Auslaß (9') gesperrt, wobei der Primärwärmetauscher (2) über den Anschluß (2') und den Anschluß (7') mit der Vorlaufleitung (7) verbunden ist, aber auch die Bypassleitung (8) über den Anschluß (8') mit der Vorlaufleitung (7) verbunden ist Durch entsprechendes Verschieben des Ventilkörpers (12) kann dabei das Ausmaß der Zumischung beziehungsweise die Temperatur am Primärwärmetauscher (2) auf > 56 °C gesteuert werden.

Durch die besondere Gestalt des Bypassquerschnittes im Ventil (6) und das gleichzeitige Schließen des Abflusses (20) des Primärwärmetauschers (2) und Öffnen des Bypassanschlusses (8) wird erreicht, daß der gesamte Druckv»lust nicht größer wird als d» Druckverlust bei vollem Volumenstrom durch den Primärwärmetauscher (2). Die jeweilige Stellung des Ventilkörpers (12) hängt ab von der Forderung am Auslauf des Primärwärmetauschers (2), eine Temperatur > 56 °C zu erreichen.

In der in der Figur 4 dargestellten Stellung des Ventilkörpers (12) sind die Anschlüsse (2') und (9') miteinander verbunden. Dadurch wird der Auslaß des Primärwärmetauschers (2) mit dem Brauchwasser-Wärmetauscher (9) verbunden, was einem Betrieb der Heizeinrichtung zur Bereitung von Brauchwass» entspricht

Mit dem erfindungsgemäßen Ventil (6) ist es möglich, von einer Ruhestellung aus, in der ein freier Durchgang vom Anschluß (2') zum Anschluß (7*) gegeben ist und von dieser Stellung aus, die Steuerung des Ventilkörpers (6) durchzuführen. Dabei ist ein Verschieben bis zur Erreichung einer Stellung möglich, in d» die Anschlüsse (2') und (9') miteinander über die Vertiefung (14) des Ventilkörpers (12) verbunden sind. Die Druckspitzen beim Überfahren von (7') nach (8') können sich beim nachfolgenden Überfahren von (8') nach (7') bei Durchlauf der Umwälzpumpe (4) wieder abbauen, bevor der Durchgang von (2') nach (9*) wieder freigegeben wird. -3-

Claims

AT396 516 B PATENTANSPRÜCHE 1.4-Wege-Ventil für Heizeinrichtungen mit einem Primärwärmetauscher, zu dem eine Bypassleitung parallel geschaltet ist, der wahlweise mit einem Heizkreis oder einem Brauchwasser-Wärmetauscher verbindbar ist, mit in einem vier Anschlüsse aufweisenden Gehäuse verschiebbar angeordneten, im wesentlichen plattenförmigen Ventilkörper, dadurch gekennzeichnet, daß je zwei Anschlüsse (2*, 9'; 7', 8') an beiden Seiten des Gehäuses (11) angeordnet sind, von denen zwei (2*, 7') im wesentlichen fluchtend einander gegenüberliegen, daß der Ventilkörper (12), wie an sich bekannt, an seinen beiden Seiten mit je einer Vertiefung (13, 14) versehen ist, die Verbindungen der jeweils an einer Seite angeordneten Anschlüsse ermöglichen und daß im Bereich einer dieser Vertiefungen (13) eine an sich bekannte Durchgangsbohrung (15) angeordnet ist, wobei die mit der Durchgangsbohrung (15) versehene Vertiefung (13) eine größere Breite aufweist als die zweite Vertiefung (14) und die dH1 größeren Vertiefung (13) zugeordneten Anschlüsse (7', 8') einen größeren Abstand voneinander aufweisen als die beiden anderen Anschlüsse (2', 9'), wobei bei einer Stellung des Ventilkörpers (11) in der dessen Durchgangsbohrung (15) mit zwei Anschlüssen (21, 7') fluchtet, die beiden übrigen Anschlüsse (8', 9') abgeschlossen sind.
2. Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Stellung, in der die fluchtend angeordneten Anschlüsse (2', 7') miteinander verbunden sind, mittig im Verstellweg des als Schieber ausgebildeten Ventil-körpers (12) angeordnet ist. Hiezu
3 Blatt Zeichnungen -4-