DE102019107190A1 - Ventil und Wärmesystem mit einem solchen Ventil - Google Patents

Abstract

Es wird ein Ventil (34) angegeben, welches mehrere Anschlüsse aufweist, nämlich mehrere Eingänge (E1 bis E5) und mehrere Ausgänge (A1, A2, A3), sowie einen Stellkörper (48) und mehrere Schaltstellungen (S1 bis S4), wobei der Stellkörper (48) mehrere Verbindungskanäle (52) aufweist, jeweils zum Verbinden zumindest eines Eingangs (E1 bis E5) mit zumindest einem Ausgang (A1, A2, A3), wobei jeder Schaltstellung (S1 bis S4) ein oder mehrere Verbindungskanäle (52) zugeordnet sind, mittels welcher in der entsprechenden Schaltstellung (S1 bis S4) zumindest einige der Anschlüsse miteinander verbunden sind, wobei der Stellkörper (48) relativ zu den Anschlüssen um eine Längsachse (L) drehbar ist, zum Einstellen einer Schaltstellung (S1 bis S4), wobei die Eingänge (E1 bis E5) und die Ausgänge (A1, A2, A3) in Richtung der Längsachse (L) jeweils in mehreren Ebenen (E) hintereinander angeordnet sind. Weiter wird ein Wärmesystem (2) mit einem solchen Ventil (34) angegeben.

Description

• Die Erfindung betrifft ein Ventil für ein Wärmesystem sowie ein entsprechendes Wärmesystem mit einem solchen Ventil.
• Ein Wärmesystem dient beispielsweise der Temperierung verschiedener Komponenten eines Elektro- oder Hybridfahrzeugs. Ein solches weist zur Fortbewegung einen elektrischen Antriebsstrang auf, welcher von einem Hochvoltspeicher mit elektrischer Energie versorgt wird. Der Hochvoltspeicher wird alternativ auch als Elektrospeicher oder als Batterie bezeichnet. Für einen optimalen Betrieb des Fahrzeugs ist die Temperierung des Hochvoltspeichers von besonderer Bedeutung. Zur Temperierung ist der Hochvoltspeicher in ein Wärmesystem des Fahrzeugs eingebunden. Zur Temperierung der diversen Fahrzeugkomponenten zirkuliert im Wärmesystem ein Kühlmittel, welches je nach Bedarf mittels geeigneter Stellglieder umgeleitet wird, um diverse Temperierungsanforderungen hinsichtlich der einzelnen Komponenten zu erfüllen.
• Beispielsweise ist in der DE 10 2015 220 623 A1 ein Kühlmittelkreislauf mit einer Ventilanordnung beschrieben, welche mehrere Schaltstellungen aufweist, um verschiedene Betriebsmodi einstellen zu können. Konkret wird hier zwischen zwei Kühlbetrieben für den Hochvoltspeicher umgeschaltet, wobei in einer Schaltstellung der Hochvoltspeicher mit einem Kühler in Serie geschaltet ist und in einer anderen Schaltstellung mit einem Chiller. Weiter ist in dem Kühlmittelkreislauf ein Heizkreis vorhanden, welcher mittels eines Absperrventils absperrbar ist und zur Innenraumbeheizung dient.
• In der US 2017/0152957 A1 ist ein Ventil mit drei Eingängen und zwei Ausgängen beschrieben. Das Ventil dient zum Umleiten von Kühlmittel innerhalb eines Kühlsystems. Zwei der Eingänge lassen sich allein oder gemeinsam mit einem der Ausgänge verbinden, während der verbleibende Eingang mit dem verbleibenden Ausgang verbunden ist. Mittels des Ventils lassen sich ein erster und ein zweiter Kühlkreis wahlweise seriell oder parallel miteinander verschalten. Der erste Kühlkreis enthält einen Kühler sowie einen Bypass für diesen, der zweite Kühlkreis enthält einen Chiller und eine Batterie.
• Vor diesem Hintergrund ist es eine Aufgabe, ein verbessertes Ventil für ein Wärmesystem anzugeben, insbesondere für ein Wärmesystem eines Elektro- oder Hybridfahrzeug. Das Ventil soll möglichst kompakt sein und mit möglichst wenig Schaltstellungen eine möglichst flexible Verteilung von Kühlmittel im Wärmesystem ermöglichen. Weiter soll ein entsprechend verbessertes Wärmesystem angegeben.
• Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Ventil mit den Merkmalen gemäß Anspruch 1 sowie durch ein Wärmesystem mit den Merkmalen gemäß Anspruch 12. Vorteilhafte Ausgestaltungen, Weiterbildungen und Varianten sind Gegenstand der Unteransprüche. Die Ausführungen im Zusammenhang mit dem Ventil gelten sinngemäß auch für das Wärmesystem und umgekehrt.
• Das Ventil weist mehrere Anschlüsse auf, nämlich mehrere Eingänge und mehrere Ausgänge. Die Anschlüsse sind jeweils beispielsweise als Stutzen ausgebildet. Im Betrieb des Wärmesystems gelangt Kühlmittel über einen oder mehrere der Eingänge in das Ventil und wird dort auf einen oder mehrere der Ausgänge verteilt. Das Ventil weist weiterhin ein Gehäuse auf und einen Stellkörper. Der Stellkörper ist insbesondere in das Gehäuse eingesetzt und von diesem teilweise oder vollständig umgeben. Die Anschlüsse sind jeweils insbesondere an dem Gehäuse befestigt oder einstückig, d.h. integral oder monolithisch, mit diesem ausgebildet.
• Das Ventil weist zudem mehrere Schaltstellungen auf, mittels welchen insbesondere unterschiedliche Zuordnungen der Eingänge zu den Ausgängen einstellbar sind, um Kühlmittel im Betrieb je nach eingestellter Schaltstellung unterschiedlich umzuleiten. In einer jeweiligen Schaltstellung sind die Eingänge mit den Ausgängen insbesondere auf bestimmte und festgelegte Weise verbunden. Dabei sind die Eingänge und die Ausgänge in unterschiedlichen Schaltstellungen regelmäßig auch unterschiedlich verbunden. Zusätzlich zu diesen mehreren Schaltstellung weist das Ventil in einer geeigneten Ausgestaltung eine weitere Schaltstellung auf, in welcher das Ventil vollständig geschlossen ist, indem keiner der Eingänge mit einem oder mehreren Ausgängen verbunden ist, sodass also kein Kühlmittel durch das Ventil geleitet wird.
• Der Stellkörper weist mehrere Verbindungskanäle auf, jeweils zum Verbinden eines Eingangs mit einem Ausgang, d.h. wenigstens eines Eingangs mit wenigstens einem Ausgang. Die Verbindungskanäle werden alternativ auch als Kammern bezeichnet, wobei dann jeder Verbindungskanal eine eigene Kammer darstellt. Die Verbindungskanäle bestimmen als die Zuordnungen der Eingänge zu den Ausgängen in der jeweiligen Schaltstellung. Die Verbindungskanäle des Stellkörpers sind insbesondere unabhängig voneinander ausgebildet, d.h. separat voneinander. Weiter sind die Verbindungskanäle insbesondere hydraulisch voneinander getrennt, d.h. schneiden oder kreuzen sich nicht, sodass Kühlmittel nicht von einem zum einem anderen Verbindungskanal gelangen kann. Jeder Schaltstellung, d.h. jeder der mehreren Schaltstellungen, sind ein oder mehrere Verbindungskanäle zugeordnet, mittels welcher in der entsprechenden Schaltstellung zumindest einige der Anschlüsse miteinander verbunden sind. Genauer gesagt weist ein jeweiliger Verbindungskanal insbesondere wenigstens einen Kanaleingang oder einen Einlassbereich auf, zum Anschließen an einen oder mehrere Eingänge, und einen Kanalausgang oder einen Auslassbereich, zum Anschließen an einen oder mehrere Ausgänge. Ist in einer Schaltstellung ein Eingang mit einem Ausgang über einen Verbindungskanal derart verbunden, dass Kühlmittel vom Anschluss in den Verbindungskanal förderbar ist oder umgekehrt, dann ist dieser Verbindungskanal in ebenjener Schaltstellung an die entsprechenden Anschlüsse angeschlossen. Ist der Anschluss dagegen zwar mit dem Verbindungskanal verbunden und dabei jedoch abgesperrt, geschlossen oder blockiert, sodass kein Austausch von Kühlmittel möglich ist, dann ist der Anschluss nicht an den Verbindungskanal angeschlossen. Unter „angeschlossen“ wird demnach speziell insbesondere eine hydraulische, d.h. fluidische Anbindung eines Anschlusses an einen Verbindungskanal verstanden.
• Durch Umschalten zwischen den Schaltstellungen sind somit unterschiedliche Zuordnungen zwischen den Eingängen und den Ausgängen einstellbar. In einer jeweiligen Schaltstellung ist dann durch die Verbindungskanäle die entsprechende Zuordnung zwischen den Eingängen und den Ausgängen eingestellt.
• In einer gegebenen Schaltstellung müssen nicht zwingend alle Anschlüsse an einen Verbindungskanal angeschlossen sein. In einer geeigneten Ausgestaltung ist dann in einer jeweiligen Schaltstellung wenigstens ein Anschluss nicht an einen Verbindungskanal angeschlossen, sondern zwar mit diesem verbunden, dabei aber von diesem fluidisch getrennt und sozusagen blind, wird also im Betrieb nicht verwendet. Alternativ oder zusätzlich sind einige oder alle der Anschlüsse jeweils absperrbar, sodass ein entsprechender Anschluss zwar in einer gegebenen Schaltstellung mit einem Verbindungskanal verbunden sein kann, jedoch an diesen nicht angeschlossen ist, da der Anschluss abgesperrt ist, sodass kein Kühlmittelaustausch erfolgt. In einer geeigneten Ausgestaltung ist ein Anschluss mit einem Verbindungskanal zwar verbunden aber nicht an diesen angeschlossen, sondern blind oder abgesperrt, indem in dem Verbindungskanal im Bereich des Anschlusses eine Erhebung oder Ähnliches ausgebildet ist, sodass dieser Anschluss dann durch die Erhebung verschlossen und blockiert wird.
• Zum Einstellen einer Schaltstellung, d.h. einer der mehreren Schaltstellungen, ist der Stellkörper relativ zu den Anschlüssen um eine Längsachse drehbar. Die Anschlüsse erstrecken sich vorzugsweise jeweils in radialer Richtung, d.h. insbesondere senkrecht zur Längsachse. Zum Drehen des Stellkörpers weist das Ventil insbesondere einen Aktuator auf, z.B. einen Motor. Beim Drehen des Stellkörpers werden entsprechend auch die Verbindungskanäle relativ zu den Anschlüssen gedreht, sodass sich je nach Schaltstellung unterschiedliche Zuordnungen mit jeweils unterschiedlichen Verbindungen zwischen den Eingängen und den Ausgängen ergeben. Der Stellkörper ist insbesondere ein Rotationskörper bezüglich der Längsachse, vorzugsweise ein Zylinder, welcher dann auch als Stellzylinder bezeichnet wird. Der Stellkörper weist eine Mantelfläche auf, welche in einer Umlaufrichtung um die Längsachse herumläuft. Über die Mantelfläche sind die Verbindungskanäle zugänglich, insbesondere sind hierzu die Kanaleingänge oder Einlassbereiche und die Kanalausgänge oder Auslassbereiche in der Mantelfläche angeordnet. Im Betrieb wird dann in einer gegebenen Schaltstellung Kühlmittel über die Eingänge in das Ventil und in die angeschlossenen Verbindungskanäle eingeströmt und von dort über die Ausgänge aus dem Ventil ausgeströmt.
• Der Stellkörper und entsprechend auch die Mantelfläche sind insbesondere in mehrere Sektoren unterteilt, wobei in dem Sektor lediglich die Kanaleingänge und Kanalausgänge einer einzelnen der mehreren Schaltstellungen angeordnet sind, sodass dieser Sektor der Schaltstellung zugeordnet ist. Ein jeweilige Sektor ist entweder zusammenhängend ausgebildet oder in räumlich voneinander getrennte Untersektoren aufgeteilt. Auch eine Kombination ist möglich und geeignet. Letztere Variante eignet sich besonders dann, wenn die Eingänge und die Ausgänge auf z.B. gegenüberliegenden Seiten des Stellkörpers liegen und jedenfalls nicht in Umlaufrichtung nebeneinander, sodass dann die Kanaleingänge auf einem Untersektor liegen und die Kanalausgänge auf einem andere Untersektor eines Sektors für dieselbe Schaltstellung. Der eine Untersektor ist dann ein Eingangssektor, der andere Untersektor ein Ausgangssektor. Die Sektoren sind in Umlaufrichtung hintereinander angeordnet, sodass bei Drehen des Stellkörpers die Sektoren nacheinander die Anschlüsse überstreichen und somit die Schaltstellungen nacheinander durchlaufen werden. In einer geeigneten Ausgestaltung ist für jede Schaltstellung genau ein Sektor vorhanden, auf welchem sich sämtliche Verbindungskanäle für diese Schaltstellung befinden. Beispielsweise weist das Ventil vier Schaltstellungen auf und der Stellkörper vier Sektoren, welche jeweils ein Viertel des Stellkörpers sind.
  Das Ventil weist insbesondere lediglich einen einzigen Stellkörper auf, mittels welchem sämtliche Schaltstellungen des Ventils einstellbar sind. Dieser Stellkörper weist insbesondere auch sämtliche Verbindungskanäle auf.
• Die Eingänge und die Ausgänge sind in Richtung der Längsachse jeweils in mehreren Ebenen hintereinander angeordnet, wobei die Ebenen insbesondere senkrecht zur Längsachse sowie insbesondere in radialer Richtung verlaufen. Mit anderen Worten: einerseits sind die Eingänge in Richtung der Längsachse jeweils in mehreren Ebenen hintereinander angeordnet und andererseits sind auch die Ausgänge sind in mehreren Ebenen hintereinander angeordnet. Darunter wird insbesondere verstanden, dass die Eingänge und die Ausgänge in Richtung der Längsachse an unterschiedlichen Längspositionen angeordnet sind. Sofern die Längsachse von unten nach oben verläuft, liegen die Ebenen übereinander. Insgesamt sind die Ebenen also aufeinander gestapelt und bilden dadurch einen Stapel. Daraus ergibt sich, dass wenigstens zwei Eingänge in unterschiedlichen Ebenen angeordnet sind und dass wenigstens zwei Ausgänge in unterschiedlichen Ebenen angeordnet. Die Anschlüsse sind somit nicht in einer gemeinsamen Ebene angeordnet, sondern in verschiedenen Ebenen übereinander. Dadurch ergeben sich insbesondere geometrische Vorteile bei der Fertigung des Ventils, speziell der Anordnung der Verbindungskanäle. In einer vorteilhaften Ausgestaltung sind je ein Eingang und ein Ausgang gemeinsam in einer Ebene angeordnet, in einer Variante sind Eingänge und Ausgänge zueinander in Richtung der Längsachse versetzt angeordnet und dann nicht in gemeinsamen Ebenen angeordnet. Auch eine Kombination ist grundsätzlich möglich und geeignet. Die Ebenen sind voneinander vorzugsweise wenigstens um eine Abmessung eines jeweiligen Anschlusses in Längsrichtung voneinander beabstandet.
• Unter „in Richtung der Längsachse“ wird insbesondere „parallel oder entlang der Längsachse“ verstanden, also „in einer Längsrichtung“. Eine Richtung senkrecht zur Längsachse wird hingegen als „radiale Richtung“ bezeichnet.
• Der Erfindung liegt zunächst die Überlegung zugrunde, dass in einem Wärmesystem häufig mehrere Fluidströme gesteuert werden müssen, sodass auch entsprechend viele Ventile erforderlich sind. Mit steigender Komplexität des Wärmesystems führt dies zu höheren Kosten, einer höheren Anzahl an Bauteilen und einer verringerten Zuverlässigkeit des gesamten Wärmesystems. Daher werden vorliegend mehrere Ventile eines Wärmesystems in einem einzelnen Ventil zusammengefasst, welches daher auch als Multiventil oder Kombiventil bezeichnet wird. Dadurch, dass mehrere Eingänge und Ausgänge in einem einzelnen Ventil vereint sind, sind mit diesem Ventil besonders komplexe Verschaltungen auf einfache Weise realisiert und somit deren Funktionalitäten in diesem einen Ventil vereint. Durch die spezielle Ausgestaltung der Verbindungskanäle und allgemein des Stellkörpers sind vorteilhaft diverse Schaltkombinationen aus mehreren einfacheren Ventilen in dem Multiventil kombiniert. Dadurch ergibt sich eine entsprechende Bauraumreduzierung sowie eine Gewichts- und Kostenersparnis. Insbesondere werden zahlreiche Anschlüsse und Leitungen eingespart, welche lediglich zur Verbindung mehrerer Ventile untereinander dienen. Das Wärmesystem weist eine erhöhte Montagequalität auf. Die Bauteileanzahl ist deutlich reduziert, wodurch insbesondere auch die Ausfallwahrscheinlichkeit des Wärmesystems verringert ist. Zudem ist ein Wärmesystem mit einem Multiventil anstelle mehrerer einzelner Ventile deutlich wartungsfreundlicher.
• Ein weiterer Vorteil des Multiventils ist zudem insbesondere, dass dieses auch weniger fehleranfällig ist. Bei mehreren separaten Ventilen sind aufgrund der mehreren voneinander unabhängigen Stellkörper auch die Schaltstellungen der Ventile voneinander grundsätzlich unabhängig. Zudem existieren regelmäßig auch Kombinationen von Schaltstellungen, welche keinerlei Funktion aufweisen oder sogar zu einer Beschädigung des Wärmesystems führen können. Solche Kombinationen sind bei dem Multiventil vorteilhaft ausgeschlossen, da dieses lediglich Schaltstellungen aufweist, welche mit dem Wärmesystem verträglich sind und sinnvolle Funktionen abbilden. Bei dem Multiventil ist insbesondere immer genau eine Schaltstellung eingestellt, sodass keine voneinander unabhängigen Schaltmöglichkeiten existieren und eine versehentliche Fehlverschaltung vorteilhaft ausgeschlossen ist.
• Ein wesentlicher Aspekt sind die mehreren Verbindungskanäle des Ventils, wodurch sich dieses grundlegend unterscheidet von einem Ventil mit lediglich einer Kammer oder Mischkammer, welcher je nach Schaltstellung unterschiedliche Kühlmittelströme zugeführt werden. Durch die Verwendung mehrerer Verbindungskanäle, d.h. mehrerer Kammern, ist eine besonders zielgerichtete und flexible Verteilung und Umleitung von Kühlmittel realisiert. Ein jeweiliger Verbindungskanal ist insbesondere nicht zwingend in jeder Schaltstellung angeschlossen, sondern beispielsweise in lediglich genau einer Schaltstellung oder in einer Teilanzahl der mehreren Schaltstellungen und dann in den übrigen Schaltstellungen nicht angeschlossen und dadurch ungenutzt und insbesondere funktionslos. Durch einen Verbindungskanal, welcher in einer der Schaltstellungen einen Eingang mit einem Ausgang verbindet, in einer anderen Schaltstellung jedoch nicht, ist die Verbindung zwischen dem entsprechenden Eingang und Ausgang durch Umschalten zwischen den beiden Schaltstellungen absperrbar und allgemein aktivierbar und dann geöffnet oder deaktivierbar und dann geschlossen. Somit ist die Funktion eines Absperrventils realisiert. Alternativ ist der Eingang in der einen Schaltstellung an einen Ausgang angeschlossen in der anderen Schaltstellung dagegen über einen anderen Verbindungskanal an einen anderen Ausgang angeschlossen. Durch diese Kombination von zwei Verbindungskanälen in zwei unterschiedlichen Schaltstellungen ist demnach die Funktionalität eines 3/2-Wegeventils realisiert ist. Alternativ oder zusätzlich ist ein Verbindungskanal derart ausgestaltet, dass dieser in einer Schaltstellung einen Eingang mit einem Ausgang verbindet und einer anderen Schaltstellung zusätzlich hierzu noch einen weiteren Anschluss, sodass der Verbindungskanal also in der einen Schaltstellung zwei Anschlüsse verbindet und in der anderen Schaltstellung einen weiteren Anschluss, insgesamt also drei Anschlüsse.
• Vorzugsweise sind in einer jeder Schaltstellung wenigstens zwei Verbindungskanäle angeschlossen, sodass also in jeder Schaltstellung wenigstens zwei Eingänge an je wenigstens einen Ausgang angeschlossen sind, zur Durchleitung von Kühlmittel. Die beiden Verbindungskanäle sind dabei voneinander getrennt, d.h. innerhalb des Ventils erfolgt kein Austausch von Kühlmittel zwischen den beiden Verbindungskanälen. Allerdings ist es möglich, dass die beiden Verbindungskanäle im Wärmesystem seriell miteinander verschaltet sind und dann nacheinander vom Kühlmittel durchströmt werden. Die Komponenten, welche dabei an die jeweiligen Eingänge angeschlossen sind, sind dadurch effektiv in Serie zueinander geschaltet.
• Ein jeweiliger Verbindungskanal ist innerhalb einer einzelnen Schaltstellung an einen oder mehrere Eingänge anschließbar. Ein gemeinsamer Verbindungskanal für mehrere Eingänge ist besonders dann vorteilhaft, wenn diese Eingänge in Richtung der Längsachse betrachtet aufeinanderfolgend angeordnet sind. Im Betrieb des Wärmesystems ergibt sich dadurch eine Vermischung von zwei Kühlmittelströmen innerhalb des Ventils. Der Verbindungskanal bildet dann sozusagen eine Mischkammer. Die Komponenten, welche an die jeweiligen Eingänge angeschlossen sind, sind effektiv parallel zueinander geschaltet. Bevorzugt sind insbesondere Ausgestaltungen, in welchen ein oder mehrere Verbindungskanäle ausgebildet sind, welche genau zwei Eingänge gemeinsam mit einem Ausgang zu verbinden.
• Aus dem Vorgenannten wird insbesondere deutlich, dass sich mittels des Ventils in dem Wärmesystem sowohl Serienschaltungen als auch Parallelschaltungen einstellen lassen und dass sich zwischen solchen auch umschalten lässt, indem entsprechende Schaltstellungen ausgebildet sind.
• Ein jeweiliger Verbindungskanal wird entweder gemäß einer ersten Variante lediglich in einer einzigen Schaltstellung oder gemäß einer zweiten Variante in mehreren Schaltstellungen angeschlossen, also verwendet. Die zweite Variante führt zu einer besonders kompakten Ausführungsform, da ein einzelner Verbindungskanal in unterschiedlichen Schaltstellungen sozusagen mehrfach verwendet wird. Dabei muss der entsprechende Verbindungskanal nicht zwingend in beiden Schaltstellungen dieselben Anschlüsse miteinander verbinden, sondern verbindet in einer geeigneten Alternative hierzu unterschiedliche Anschlüsse miteinander.
• Die gewählte Benennung bestimmter Anschlüsse als Eingänge und anderer Anschlüsse als Ausgänge dient vorrangig insbesondere zu deren Unterscheidung relativ zueinander, ist aber grundsätzlich auch umkehrbar, d.h. weitere Varianten ergeben sich daraus, dass die Begriffe „Eingang“ und „Ausgang“ miteinander vertauscht werden, sodass das Kühlmittel dann andersherum durch das Ventil strömt. Das Ventil ist dann ggf. auch entsprechend anders mit dem Wärmesystem verschaltet. Die vorliegend gewählte Zuordnung führt jedoch insbesondere zu einer Ausgestaltung, bei welcher das Ventil im Betrieb vorteilhaft stromab von wärmeerzeugenden Komponenten angeordnet ist, mit entsprechenden Vorteilen für die Funktionalität des Ventils und den Betrieb des Wärmesystems.
• Vorzugsweise ist jeder der Verbindungskanäle in einer entsprechenden Schaltstellung an höchstens einen der Ausgänge angeschlossen, führt also sämtliches Kühlmittel über einen einzelnen Ausgang ab. In einer ebenfalls geeigneten Ausgestaltung ist alternativ oder zusätzlich jeder der Verbindungskanäle ausgebildet, in genau einer Schaltstellung einen oder mehrere Eingänge an genau einen Ausgang anzuschließen.
• In einer vorteilhaften Ausgestaltung ist in einer jeweiligen Ebene höchstens ein Eingang und höchstens ein Ausgang angeordnet. Dabei ist vorzugsweise jeder Eingang in einer anderen Ebene, d.h. an einer anderen Längsposition, angeordnet und ebenso ist jeder Ausgang in einer anderen Ebene, d.h. an einer anderen Längsposition, angeordnet. Mit anderen Worten: sämtliche Eingänge sind in unterschiedlichen Ebenen angeordnet und auch sämtliche Ausgänge sind in unterschiedlichen Ebenen angeordnet. Dadurch wird vorteilhaft vermieden, dass beim Drehen des Stellkörpers ein Verbindungskanal in verschiedenen Schaltstellungen mit entsprechend verschiedenen Eingängen verbunden wird.
• Für die Verbindungskanäle sind grundsätzlich zwei unterschiedliche Ausgestaltungen geeignet, welche in einer vorteilhaften Variante miteinander kombiniert sind. In einer ersten vorteilhaften Ausgestaltung verlaufen die Verbindungskanäle jeweils in Umlaufrichtung um die Längsachse herum. Die Verbindungskanäle sind hierzu jeweils insbesondere bogenförmig ausgebildet und verlaufen somit gekrümmt um die Längsachse herum. Die Verbindungskanäle verlaufen nicht zwingend innerhalb lediglich einer Ebene, sonder sind vorzugsweise ebenenübergreifend ausgebildet, verbinden also unterschiedliche Ebenen miteinander. Vorzugsweise weist ein bogenförmiger Verbindungskanal zur Längsachse einen konstanten Abstand auf, verläuft also entlang eines konstanten Radius. Die Verbindungskanäle umlaufen die Längsachse typischerweise nicht vollständig, sondern beispielsweise lediglich auf einem einzelnen von mehreren Sektoren des Stellkörpers, wobei die Sektoren in Umlaufrichtung ausgebildet und angeordnet sind. In einer Variante verläuft zumindest ein Verbindungskanal über mehrere Sektoren und wird also in mehreren Schaltstellungen verwendet.
• Wie bereits beschrieben, weist das Ventil insbesondere ein Gehäuse auf und der Stellkörper weist insbesondere eine Mantelfläche auf. In einer vorteilhaften Ausgestaltung sind die Verbindungskanäle auf der Mantelfläche ausgebildet und in radialer Richtung durch das Gehäuse begrenzt. Die Verbindungskanäle sind also außenumfänglich am Stellkörper angeordnet ausgebildet. Die Verbindungskanäle sind somit in radialer Richtung insbesondere offen, sind jedoch in montiertem Zustand des Ventils durch das Gehäuse verschlossen. Ein solches Ventil ist besonders einfach zu fertigen, da die Verbindungskanäle lediglich durch eine Oberflächenbearbeitung des Stellkörpers herstellbar sind und beispielsweise eingefräst werden. In einer geeigneten Ausgestaltung sind die Verbindungskanäle jeweils als eine Vertiefung, insbesondere eine Nut, in der Mantelfläche ausgebildet und die Mantelfläche liegt an einer Innenwand des Gehäuses an. Alternativ ist die Mantelfläche zur Innenwand des Gehäuses beabstandet und auf der Mantelfläche sind mehrere Trennwände angeordnet, welche am Gehäuse anliegen, sodass ein Verbindungskanal durch die Mantelfläche, die Innenwand und zwei Trennwände gebildet ist. Beide Konzepte sind grundsätzlich auch kombinierbar.
• Ebenfalls geeignet ist alternativ oder zusätzlich zur genannten ersten Ausgestaltung für einen Verbindungskanal aber auch eine zweite Ausgestaltung, bei welcher die Verbindungskanäle tunnelartig ausgebildet sind und sich durch den Stellkörper hindurch erstrecken. Die Verbindungskanäle sind hierbei in den Stellkörper eingebracht, z.B. als Bohrungen oder als Kammern, beispielsweise indem der Stellkörper mittels eines Gießverfahrens als ein Gussteil oder mittels eines 3d-Druckverfahrens als ein 3d-Druckteil hergestellt ist.
• In einer vorteilhaften Ausgestaltung weist der Stellkörper einen Zentralkanal auf, welcher sich zumindest abschnittsweise entlang der Längsachse bis zu einem Ende des Stellkörpers erstreckt und dort an einen der Anschlüsse angeschlossen ist. An den Zentralkanal sind insbesondere mehrere der Verbindungskanäle angeschlossen. Am Ende des Zentralkanals ist ein Anschluss angeordnet, insbesondere ein Ausgang, welcher auch als Zentralanschluss bzw. als Zentralausgang bezeichnet wird. Da der Zentralkanal und der Zentralanschluss bei einer Drehung um die Längsachse in jeder Schaltstellung relativ zu den Anschlüssen an derselben Position verbleiben, stellt der Zentralkanal eine Verlängerung des Zentralanschlusses in den Stellkörper hinein dar. Der Zentralkanal erstreckt sich über eine oder mehrere Ebenen. Ein Verbindungskanal ist dann insbesondere in radialer Richtung an den Zentralkanal angeschlossen, indem sich entweder der Verbindungskanal in Richtung des Zentralkanals ins Innere des Stellkörpers erstreckt oder indem der Zentralkanal einen entsprechenden Radialabschnitt aufweist, welcher vom Zentralkanal abknickt und in radialer Richtung, d.h. insbesondere senkrecht zur Längsachse, nach außen zur Mantelfläche läuft und dort an den Verbindungskanal angeschlossen ist. Je nach Ausgestaltung sind mehrere Verbindungskanäle innerhalb einer einzelnen Schaltstellung gemeinsam an den Zentralkanal angeschlossen oder es sind mehrere Verbindungskanäle unterschiedlicher Schaltstellungen an den Zentralkanal angeschlossen.
• Die Ausgestaltung mit einem Zentralkanal ist besonders vorteilhaft, falls einer der Anschlüsse in mehreren oder allen Schaltstellungen benötigt wird und angeschlossen sein soll. Dieser Anschluss wird dann als Zentralanschluss ausgebildet. Der Zentralanschluss ist dann über den Zentralkanal in einer jeweiligen Schaltstellung über den zugehörigen Verbindungskanal an den entsprechenden Anschluss angeschlossen und mit diesem verbunden.
• In einer vorteilhaften Ausgestaltung ist zumindest eine Schaltstellung über einen Winkelbereich des Stellkörpers ausgebildet und in dieser Schaltstellung ist zwischen einem der Anschlüsse und einem der Verbindungskanäle ein variabler Überlapp ausgebildet, welcher durch eine Drehung des Stellkörpers innerhalb des Winkelbereichs einstellbar ist, zur Einstellung eines Volumenstroms durch den Verbindungskanal innerhalb der Schaltstellung. Dadurch ist ein Verbindungskanal ausgebildet, welcher in der entsprechenden Schaltstellung für den entsprechenden Anschluss bedarfsweise aktivierbar oder deaktivierbar ist, d.h. der entsprechende Anschluss ist absperrbar. Die Verbindungskanäle, welche in dieser Schaltstellung über den gesamten Winkelbereich an Anschlüsse angeschlossen sein sollen, sind entsprechend relativ zur Position der Anschlüsse in Umlaufrichtung verlängert ausgebildet, um bei einer Drehung innerhalb des Winkelbereichs durchgängig mit dem jeweiligen Anschluss verbunden zu bleiben. Zweckmäßigerweise ist hierzu zwischen den Eingängen und den Ausgängen ein Winkel ausgebildet, welcher geringer ist als ein Winkel, welcher von einem jeweiligen Sektor eingenommen wird, sodass der Stellkörper in einem entsprechenden Winkelbereich drehbar ist, ohne dass die Anschlüsse den Sektor verlassen.
• Durch den einstellbaren Überlapp ist in der entsprechenden Schaltstellung ein zusätzlicher Freiheitsgrad ausgebildet. Dies ist besonders dann vorteilhaft, wenn eine Funktion in das Ventil integriert ist, welche weitgehend unabhängig von den übrigen Funktionen ist, d.h. wenn in einem, mehreren oder allen Schaltstellungen eine weitere Verbindung bedarfsweise aktivierbar oder deaktivierbar sein soll. Bei einem Wärmesystem für ein Fahrzeug ist dies beispielsweise ein bedarfsweises Verbinden oder Trennen eines Heizkreises, da die Innenraumbeheizung weitgehend unabhängig von der Temperierung anderer Komponenten einstellbar ist. Die Realisierung einer bedarfsweisen Verbindung für eine Anzahl von Schaltstellungen würde effektiv zu einer Verdoppelung dieser Anzahl führen, da grundsätzlich jede Schaltstellung, welche optional die weitere Verbindung herstellen soll, einmal mit dieser Verbindung und einmal ohne diese Verbindung ausgebildet werden müsste. Grundsätzlich ist eine Ausgestaltung möglich und geeignet, bei welcher demjenigen Anschluss, welcher in einer Schaltstellung optional mit einem anderen Anschluss verbindbar sein soll, ein Absperrventil vorgeschaltet wird. Vorliegend ist diese Funktionalität jedoch vorteilhaft in das Ventil integriert, indem durch Drehung der Überlapp eines Anschlusses mit einem Verbindungskanal variierbar ist. Zwischen den Anschlüssen, welche in der Schaltstellung in jedem Fall verbunden sein sollen, und den zugehörigen Verbindungskanälen ist jedoch ein Überlapp ausgebildet, welcher bei der Drehung innerhalb des Winkelbereichs zweckmäßigerweise konstant bleibt.
• Der Überlapp ist in einer vorteilhaften Ausgestaltung dadurch variabel, dass in einem Verbindungskanal eine Erhebung ausgebildet ist, welche einen Anschluss je nach Stellung innerhalb des Winkelbereichs unterschiedlich blockiert oder verschließt. Vorzugsweise weist die Erhöhung in Richtung der Längsachse gemessen eine variierende Breite auf, sodass durch Veränderung der Winkelposition der Anschluss unterschiedlich viel verdeckt wird. Beispielsweise ist eine Erhöhung ausgebildet, mit einem breiten Ende, welches an einem Ende des Winkelbereichs angeordnet ist und in dieser Stellung des Anschluss verschließt, d.h. absperrt, und mit einem schmalen Ende, welches an einem anderen Ende des Winkelbereichs angeordnet ist und in dieser Stellung den Anschluss freigibt, d.h. öffnet. Die Erhöhung ist beispielsweise keilförmig ausgebildet, sodass deren Breite in Umfangsrichtung betrachtet von einem zum anderen Ende kontinuierlich zunimmt.
• In einer vorteilhaften Ausgestaltung weist das Ventil eine erste Schaltstellung und eine zweite Schaltstellung auf. In der ersten Schaltstellung ist ein HVS-Eingang an einen Wärmequellen-Ausgang angeschlossen. Weiterhin ist ein Wärmequellen-Eingang an einen Chiller-Ausgang angeschlossen. In der zweiten Schaltstellung ist dagegen der HVS-Eingang an den Chiller-Ausgang angeschlossen und der Wärmequellen-Eingang ist an einen Kühler-Ausgang angeschlossen. Insgesamt weist das Ventil somit zwei Eingänge und drei Ausgänge und insgesamt fünf Anschlüsse auf. Beide Eingänge sind in beiden Schaltstellungen angeschlossen. Einer der Ausgänge, nämlich der Chiller-Ausgang ist in beiden Schaltstellungen angeschlossen, je mit einem der Eingänge. Der verbleibende Eingang ist an einen anderen Ausgang angeschlossen.
• In einer vorteilhaften Ausgestaltung weist das Ventil eine dritte Schaltstellung auf, in welcher der HVS-Eingang und der Wärmequellen-Eingang an den Chiller-Ausgang angeschlossen sind. Weiterhin ist ein Chiller-Eingang an einen Kühler-Ausgang angeschlossen. Insgesamt weist das Ventil somit drei Eingänge und drei Ausgänge und insgesamt sechs Anschlüsse auf. Für die dritte Schaltstellung ist nunmehr ein Verbindungskanal ausgebildet, welcher zwei Eingänge gemeinsam an einen Ausgang anschließt. In Kombination mit der ersten und der zweiten Schaltstellung sind also der HVS-Eingang und der Wärmequellen-Eingang wahlweise einzeln oder in Kombination an den Chiller-Ausgang anschließbar.
• In einer vorteilhaften Ausgestaltung weist das Ventil eine vierte Schaltstellung auf, in welcher der HVS-Eingang und der Wärmequellen-Eingang an den Kühler-Ausgang angeschlossen sind. Weiterhin ist ein Kühler-Eingang an den Chiller-Ausgang oder einen zusätzlichen, zweiten Chiller-Ausgang angeschlossen. Insgesamt weist das Ventil somit vier Eingänge und drei oder vier Ausgänge, d.h. insgesamt sieben oder acht Anschlüsse auf. Die Verwendung eines zusätzlichen, zweiten Chiller-Ausgangs ist in konstruktiver Hinsicht vorteilhaft, da sich für die Verbindungskanäle ein einfacherer Verlauf ergibt. Die beiden Chiller-Ausgänge sind insbesondere im Wärmesystem außerhalb des Ventils verbunden. Durch die Verwendung desselben Chiller-Ausgangs ergibt sich jedoch eine vorteilhaft höhere Integration für das Ventil, sodass im Wärmesystem auf eine zusätzliche Leitung zur Verbindung mehrerer Chiller-Ausgänge verzichtet werden kann.
• In einer vorteilhaften Ausgestaltung weist das Ventil einen Heiz-Eingang auf, welcher in mehreren Schaltstellungen an den Kühler-Ausgang angeschlossen ist, sodass eine Heiz-Verbindung ausgebildet ist, wobei die Heiz-Verbindung einen einstellbaren Strömungsquerschnitt aufweist, zur Einstellung eines Volumenstroms durch die Heiz-Verbindung jeweils innerhalb der mehreren Schaltstellungen. Die Heiz-Verbindung ist insbesondere ein zusätzlicher Freiheitsgrad des Ventils wie oben beschrieben. Im einfachsten Fall ist die Heiz-Verbindung lediglich aktivierbar und deaktivierbar, d.h. es sind lediglich zwei Zustände ausgebildet, nämlich einmal eine Verbindung des Heiz-Eingangs mit dem Kühler-Ausgang mit einem bestimmten Strömungsquerschnitt und einmal eine Trennung des Heiz-Eingangs von dem Kühler-Ausgang. In einer Variante erfolgt durch Drehung über einen bestimmten Winkelbereich eine kontinuierliche Vergrößerung des Strömungsquerschnitts. In jedem Fall bleiben unabhängig vom Strömungsquerschnitt die Verbindungen zwischen den übrigen Anschlüssen in einer jeweiligen Schaltstellung insbesondere unverändert, d.h. deren Strömungsquerschnitte sind über den Winkelbereich konstant. Der Strömungsquerschnitt ist insbesondere mittels eines variierbaren Überlapps wie oben beschrieben einstellbar.
• In der vorgenannten Ausgestaltung mit einer Heiz-Verbindung ist der Kühler-Ausgang vorzugsweise als Zentralanschluss ausgebildet, an welchen sich ein Zentralkanal anschließt, wie weiter oben beschrieben.
• Besonders bevorzugt ist eine Heiz-Verbindung mit einem einstellbaren Strömungsquerschnitt für die erste, zweite und vierte Schaltstellung realisiert, nicht jedoch für die dritte Schaltstellung. In der ersten Schaltstellung ist der Heiz-Eingang der einzige Eingang, welcher potentiell mit dem Kühler-Ausgang verbunden ist. In der zweiten und dritten Schaltstellung ist dagegen jeweils noch ein weiterer Eingang mit dem Kühler-Ausgang verbunden.
• Das Ventil wird bevorzugterweise in einem Wärmesystem eines Elektro- oder Hybridfahrzeugs, kurz Fahrzeug, verwendet und ist hierfür entsprechend ausgebildet.
• Das Wärmesystem ist ausgebildet zur Verwendung in einem Elektro- oder Hybridfahrzeug. Das Wärmesystem weist ein Ventil in einer der vorbeschriebenen Ausgestaltungen auf. Daraus ergeben sich insbesondere die bereits genannten Vorteile. Das Wärmesystem weist weiter einen Gesamtkühlkreis auf, an welchen das Ventil angeschlossen ist und an welchen weiter eine Wärmequelle, ein Hochvoltspeicher, ein erster Umgebungskühler und ein Chiller angeschlossen sind.
• Der Gesamtkühlkreis ist zur Zirkulation eines Kühlmittels ausgebildet und weist hierzu insbesondere entsprechende Leitungen sowie zumindest eine Pumpe auf. Das Kühlmittel ist vorzugsweise ein Wasser/Glykol-Gemisch. Als Untereinheiten weist der Gesamtkühlkreis in einer geeigneten Ausgestaltung einen Kühlkreis und einen HVS-Kreis auf. An den Kühlkreis ist eine Wärmequelle des Elektro- oder Hybridfahrzeugs angeschlossen. Stromab der Wärmequelle ist an den Kühlkreis ein erster Umgebungskühler angeschlossen, zum Wärmetausch mit der Umgebung. An den HVS-Kreis ist ein Hochvoltspeicher angeschlossen, zur Versorgung eines elektrischen Antriebsstrangs des Elektro- oder Hybridfahrzeugs. Weiter ist an den HVS-Kreis ein Chiller angeschlossen, welcher auch an einen Kältekreis des Wärmesystems angeschlossen ist, zur Wärmeübertragung vom HVS-Kreis in den Kältekreis. Wärme, welche in den Kältekreis übertragen wird, wird zweckmäßigerweise mittels eines Kondensators, welcher an den Gesamtkühlkreis angeschlossen ist, an anderer Stelle wieder dem Gesamtkühlkreis zugeführt und dort vorteilhaft zur Beheizung genutzt oder an die Umgebung abgegeben. Speziell für Letzteres ist es zweckmäßig, wenn der Kondensator mit dem ersten Umgebungswärmetauscher in Serie geschaltet ist.
• Das Wärmesystem dient insgesamt dazu, diverse Temperierungsanforderungen von Komponenten des Fahrzeugs zu bedienen. Unter „Temperierung“ wird eine Kühlung oder eine Beheizung verstanden. Komponenten des Fahrzeugs werden auch als „Fahrzeugkomponenten“ bezeichnet. Das Wärmesystem dient zum Wärmetausch mit den Fahrzeugkomponenten, welche hierzu an den Gesamtkühlkreis oder den Kältekreis angeschlossen sind.
• Weiter weist das Wärmesystem mehrere Schaltzustände auf, welche sich gegenseitig insbesondere ausschließen. In jedem Schaltzustand sind ein oder mehrere Betriebsmodi realisierbar. Ein jeweiliger Betriebsmodus wird eingestellt, um eine bestimmte Komponente zu Temperieren. Um mehrere Komponenten gleichzeitig zu temperieren, werden die entsprechenden Betriebsmodi gleichzeitig eingestellt. Welche Betriebsmodi zu einem gegebenen Zeitpunkt einstellbar sind, d.h. welche Temperierungsanforderungen zu einem gegebenen Zeitpunkt erfüllbar sind, hängt vom aktuellen Schaltzustand des Wärmesystems ab. Der Schaltzustand und die Betriebsmodi werden vorliegend mittels des Ventils eingestellt. Dabei ist insbesondere jeder Schaltstellung des Ventils genau ein Schaltzustand des Wärmesystems zugeordnet. Zweckmäßigerweise weist das Wärmesystem eine Steuereinheit auf, welche das Ventil entsprechend ansteuert um einen bestimmten Schaltzustand einzustellen.
• Die Wärmequelle ist eine Fahrzeugkomponente. Allgemein erzeugt die Wärmequelle im Betrieb Abwärme, welche durch das Wärmesystem abgeführt wird. In einer bevorzugten Ausgestaltung ist die Wärmequelle eine Leistungselektronik, eine E-Maschine, ein Verbrennungsmotor, eine Heckentlüftung oder dergleichen. Die Leistungselektronik steuert insbesondere die Versorgung der E-Maschine mit elektrischer Energie aus dem Hochvoltspeicher des Fahrzeugs. Die E-Maschine dient insbesondere zum Antrieb des Fahrzeugs. Die E-Maschine und die Leistungselektronik sind insbesondere Teile eines elektrischen Antriebsstrangs des Fahrzeugs. Die Wärmequelle ist nicht notwendigerweise eine einzelne Fahrzeugkomponente, sondern alternativ eine Kombination mehrerer Fahrzeugkomponenten, welche im Kühlkreis parallel oder seriell zueinander verschaltet sind oder eine Kombination hiervon.
• Der erste Umgebungskühler dient dem Wärmetausch mit der Umgebung und ist insbesondere ein Luft/Kühlmittel-Wärmetauscher. Der erste Umgebungskühler ist in einem Umgebungsluftpfad angeordnet und wird im Betrieb regelmäßig mit Umgebungsluft beaufschlagt, im Fahrbetrieb des Fahrzeugs speziell durch Fahrtwind.
• Der Hochvoltspeicher dient der Versorgung des elektrischen Antriebs des Fahrzeugs mit elektrischer Energie und ist hierfür entsprechend ausgebildet. Üblicherweise weist der Hochvoltspeicher eine Vielzahl von Zellen auf, welche miteinander elektrisch verschaltet sind. Zusätzlich ist es insbesondere auch möglich, dem Hochvoltspeicher elektrische Energie zur Versorgung anderer Fahrzeugkomponenten zu entnehmen. Der Hochvoltspeicher wird alternativ auch als Elektrospeicher oder als Batterie bezeichnet.
• Das Ventil dient nun dazu, innerhalb des Gesamtkühlkreises das Kühlmittel derart umzuleiten, dass jegliche Temperierungsanforderungen bezüglich der einzelnen Komponenten möglichst optimal bedient werden. Mittels der diversen Schaltstellungen werden entsprechend viele Schaltzustände des Wärmesystems eingestellt, mit jeweils unterschiedlicher Verschaltung der einzelnen Komponenten untereinander im Gesamtkühlkreis. Im Ergebnis wird also mittels des Ventils eingestellt, in welcher Weise die Komponenten vom Kühlmittel durchströmt werden. Dabei sind grundsätzlich diverse Parallelschaltungen und Serienschaltungen möglich sowie Kombinationen hiervon.
• Unter einer Verschaltung zweier Komponenten „in Serie“ wird allgemein verstanden, dass die eine Komponente bezüglich einer Strömungsrichtung des Kühlmittels stromauf oder stromab der anderen Komponente angeordnet ist, dass also das Kühlmittel nacheinander beide Komponenten durchströmt. Demgegenüber wird unter einer „parallelen“ Verschaltung zweier Komponenten allgemein verstanden, dass in einem Kreis zwei Verzweigungen ausgebildet sind, wobei an der einen Verzweigung das Kühlmittel auf zwei Teilzweige aufgeteilt wird und an der anderen Verzweigung wieder zusammengeführt wird, sodass die beiden Komponenten, welche auf unterschiedlichen Teilzweigen angeordnet sind, parallel von Kühlmittel durchströmt werden. Analoges gilt für in Serie oder parallel geschaltete Kreise, Zweige und dergleichen.
• Der erste Umgebungskühler und die Wärmequelle sind in insbesondere jedem Schaltzustand des Wärmesystems zueinander in Serie geschaltet. Ebenso sind der Hochvoltspeicher und der Chiller in insbesondere jedem Schaltzustand des Wärmesystems zueinander in Serie geschaltet.
• Bei dem Wärmesystem mit Multiventil ist ein Wärmequellen-Eingang des Ventils stromab der Wärmequelle angeschlossen, ein HVS-Eingang des Ventils ist stromab des Hochvoltspeichers angeschlossen, ein Wärmequellen-Ausgang des Ventils ist stromauf der Wärmequelle angeschlossen, ein Chiller-Ausgang des Ventils ist stromab des Chillers angeschlossen, und ein Kühler-Ausgang des Ventils ist stromauf des ersten Umgebungskühlers angeschlossen. Das Ventil ist dabei ein Ventil mit erster und zweiter Schaltstellung wie oben beschrieben.
• In der ersten Schaltstellung des Ventils ist ein erster Schaltzustand des Wärmesystems eingestellt, in welchem der HVS-Kreis stromab und stromauf der Wärmequelle mit dem Kühlkreis verbunden ist, sodass der Hochvoltspeicher und die Wärmequelle in Serie geschaltet sind, zur Beheizung des Hochvoltspeichers mittels der Wärmequelle. Das Wärmesystem ist dann in einem ersten HVS-Heizbetrieb betreibbar, in welchem der Hochvoltspeicher mit Abwärme der Wärmequelle beheizt wird. Die beiden Verbindungskanäle zwischen HVS-Eingang und Wärmequellen-Ausgang einerseits und andererseits zwischen Wärmequellen-Eingang und Chiller-Ausgang sind im Gesamtkühlkreis in Serie zueinander geschaltet.
• In der zweiten Schaltstellung des Ventils ist ein zweiter Schaltzustand des Wärmesystems eingestellt, in welchem der HVS-Kreis und der Kühlkreis voneinander getrennt sind, sodass der Chiller vom Kühlkreis getrennt ist und sodass der erste Umgebungskühler vom HVS-Kreis getrennt ist, zur Temperierung der Wärmequelle und des Hochvoltspeichers unabhängig voneinander. Die beiden Verbindungskanäle zwischen HVS-Eingang und Chiller-Ausgang einerseits und andererseits zwischen Wärmequellen-Eingang und Kühler-Ausgang sind im Gesamtkühlkreis parallel zueinander geschaltet. Entsprechend fließen durch das Ventil parallel zwei unabhängige Ströme an Kühlmittel. Die Wärmequelle ist über die Umgebung kühlbar. Unabhängig davon ist der Hochvoltspeicher kühlbar oder beheizbar, je nachdem welche entsprechenden Komponenten im HVS-Kreis hierfür zusätzlich aktiviert werden.
• In einer vorteilhaften Ausgestaltung ist ein Chiller-Eingang des Ventils stromauf des Chillers angeschlossen. Das Ventil weist dabei außerdem eine dritte Schaltstellung wie oben beschrieben auf. In der dritten Schaltstellung des Ventils ist ein dritter Schaltzustand des Wärmesystems eingestellt, in welchem der HVS-Kreis stromauf und stromab des Chillers mit dem Kühlkreis verbunden ist, sodass die Wärmequelle, der Chiller und der erste Umgebungskühler derart in Serie geschaltet sind, dass die Wärmequelle stromauf des Chillers angeordnet ist und der erste Umgebungskühler stromab des Chillers, zur Kühlung der Wärmequelle über den Chiller oder den ersten Umgebungskühler oder beide. Der Hochvoltspeicher ist zu dem ersten Umgebungskühler und der Wärmequelle parallel geschaltet. Bei Förderung von Kühlmittel im HVS-Kreis ist zusätzlich der Hochvoltspeicher indirekt kühlbar, da die parallelen Kühlmittelströme vom Hochvoltspeicher und von der Wärmequelle im Ventil zusammengeführt werden, sodass der Verbindungskanal zwischen HVS-Eingang, Wärmequellen-Eingang und Chiller-Ausgang eine Verzweigung in dem Gesamtkühlkreis bildet.
• In einer vorteilhaften Ausgestaltung ein Kühler-Eingang des Ventils stromab des ersten Umgebungskühlers angeschlossen. Das Ventil weist dabei außerdem eine vierte Schaltstellung wie oben beschrieben auf. In der vierten Schaltstellung des Ventils ist ein vierter Schaltzustand des Wärmesystems eingestellt, in welchem der HVS-Kreis stromauf und stromab der Wärmequelle mit dem Kühlkreis derart verbunden ist, dass die Wärmequelle parallel zu dem Hochvoltspeicher und dem Chiller geschaltet ist und dass der Chiller stromab des ersten Umgebungskühlers und stromauf des Hochvoltspeichers angeordnet ist. Der Verbindungskanal zwischen HVS-Eingang, Chiller-Eingang und Kühler-Ausgang stellt eine Verzweigung des Gesamtkühlkreises stromab des Hochvoltspeichers und der Wärmequelle dar, wobei an dieser Verzweigung das Kühlmittel von diesen beiden Komponenten zusammengeführt wird. Über den Verbindungskanal Kühler-Eingang und Chiller-Ausgang ist der Chiller dem Hochvoltspeicher vorgeschaltet, nicht aber der Wärmequelle. Der Strom an Kühlmittel, welcher durch diesen Verbindungskanal strömt wird also in dem anderen Verbindungskanal mit weiterem Kühlmittel gemischt.
• In einer vorteilhaften Ausgestaltung ist in den Gesamtkühlkreis ein Heizkreis integriert, an welchen ein Heizungswärmetauscher angeschlossen ist. Weiter ist ein Heiz-Eingang des Ventils stromab des Heizungswärmetauschers an den Heizkreis angeschlossen ist. Der Heiz-Eingang ist dabei in mehreren Schaltstellungen mit dem Kühler-Ausgang verbunden, wie oben beschrieben. Der Heizkreis ist im Gesamtkühlkreis insbesondere in Serie mit dem ersten Umgebungskühler geschaltet und mittels des Ventils absperrbar und zwar vorteilhaft in mehreren Schaltstellungen, insbesondere in der ersten, der zweiten und der vierten Schaltstellung. Sofern in diesen Schaltstellungen der Chiller Wärme an den Kondensator im Heizkreis abgibt, wird diese durch Öffnen der Heiz-Verbindung über den ersten Umgebungskühler an die Umgebung abgeführt oder durch Schließen der Heiz-Verbindung mittels des Heizungswärmetauschers zur Innenraumbeheizung verwendet. In einer Variante mit einem vorzugsweise kontinuierlich einstellbaren Strömungsquerschnitt wird vorteilhaft das Verhältnis von derjenigen Wärme, welche an die Umgebung abgeführt wird, zu derjenigen Wärme, welche zur Innenraumbeheizung verwendet wird, eingestellt.
• In einer vorteilhaften Ausgestaltung sind die Anschlüsse in Richtung der Längsachse in einer bestimmten Reihenfolge hintereinander angeordnet, nämlich derart dass in einer jeweiligen Schaltstellung eine Überkreuzung von Verbindungskanälen vermieden wird, d.h. dass sämtliche Verbindungskanäle in der jeweiligen Schaltstellung überkreuzungsfrei ausgebildet und angeordnet sind. Dadurch ist insbesondere die Herstellung des Ventils deutlich vereinfacht. Zudem wird eine besonders kompakte Ausgestaltung erzielt.
• Speziell im Hinblick auf die erste Schaltstellung ist in Richtung der Längsachse betrachtet vorzugsweise der HVS-Eingang hinter dem Wärmequellen-Eingang angeordnet und der Chiller-Ausgang ist hinter dem Kühler-Ausgang angeordnet, sodass eine Überkreuzung der beiden zugehörigen Verbindungskanäle vermieden wird.
• Auch im Hinblick auf die zweite Schaltstellung ist in Richtung der Längsachse betrachtet der HVS-Eingang zweckmäßigerweise hinter dem Wärmequellen-Eingang angeordnet- Zusätzlich ist zur Vermeidung von Überkreuzungen der Chiller-Ausgang hinter dem Kühler-Ausgang angeordnet.
• Speziell im Hinblick auf die dritte Schaltstellung sind in Richtung der Längsachse betrachtet geeigneterweise der HVS-Eingang und der Wärmequellen-Eingang hinter dem Chiller-Eingang angeordnet. Dabei ist wie für die erste Schaltstellung auch für die dritte Schaltstellung der Chiller-Ausgang hinter dem Kühler-Ausgang angeordnet, um insgesamt eine Überkreuzung der beiden zugehörigen Verbindungskanäle zu vermeiden.
• Hinsichtlich der vierten Schaltstellung sind in Richtung der Längsachse betrachtet bevorzugterweise der HVS-Eingang und der Wärmequellen-Eingang vor dem Kühler-Eingang angeordnet und wie für die zweite Schaltstellung ist auch für die vierte Schaltstellung der Chiller-Ausgang hinter dem Kühler-Ausgang angeordnet, sodass eine Überkreuzung von Verbindungskanäle vermieden wird. In einer Variante ist zusätzlich zu einem bereits vorhandenen, ersten Chiller-Ausgang ein zusätzlicher Chiller-Ausgang speziell für die vierte Schaltstellung ausgebildet und zweckmäßigerweise hinter dem ersten Chiller-Ausgang angeordnet.
• In einer Ausgestaltung mit zusätzlichem Heiz-Eingang ist dieser in Richtung der Längsachse betrachtet vorzugsweise vor allen anderen Eingängen angeordnet, ebenso der Kühler-Ausgang, sodass diese beiden Anschlüsse in mehreren Schaltstellungen jeweils ohne jegliche Überkreuzungen mittels eines Verbindungskanal verbindbar sind.
• Insgesamt ergibt sich für ein Ventil mit allen vier Schaltstellungen eine besonders bevorzugte Anordnung derart, dass die Eingänge in Richtung der Längsachse betrachtet in der Reihenfolge Heiz-Eingang, Chiller-Eingang, Wärmequellen-Eingang, HVS-Eingang, Kühler-Eingang angeordnet sind und die Ausgänge in gleicher Richtung der Längsachse betrachtet in der Reihenfolge Kühler-Ausgang, Chiller-Ausgang, Wärmequellen-Ausgang und ggf. zweiter Chiller-Ausgang.
• Da in einer geeigneten Ausgestaltung der Kühler-Ausgang in mehreren Schaltstellungen verwendet wird und zusätzlich in mehreren Schaltstellungen auch optional mit dem Heiz-Eingang verbindbar ist, ist der Kühler-Ausgang vorzugsweise auf der Längsachse angeordnet und als Zentralanschluss ausgebildet.
• Die Aufgabe wird insbesondere auch gelöst durch die Verwendung eines Ventils wie vorstehend beschrieben in einem Wärmesystem eines Elektro- oder Hybridfahrzeugs, insbesondere in einem Wärmesystem wie vorstehend beschrieben.
• Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand einer Zeichnung näher erläutert. Darin zeigen jeweils schematisch:
• 1 ein Wärmesystem,
• 2 das Wärmesystem aus 1 in einer anderen Darstellung,
• 3 vier Schaltstellungen eines Multiventils,
• 4 das Multiventil aus 3 in einer perspektivischen Ansicht,
• 5 eine Mantelfläche eines Stellkörpers des Multiventils aus 3,
• 6 einen Ausschnitt einer Variante der Mantelfläche aus 5,
• 7 eine Variante der Mantelfläche aus 5,
• 8 ein Stellkörper einer Variante des Multiventils aus 4.
• In 1 ist ein Wärmesystem 2 gezeigt, welches ausgebildet ist zur Verwendung in einem nicht näher gezeigten Elektro- oder Hybridfahrzeug, welches auch lediglich als Fahrzeug bezeichnet wird. Das Wärmesystem 2 weist einen Gesamtkühlkreis 4 auf sowie einen nicht näher dargestellten Kältekreis. Das Wärmesystem 2 weist mehrere Schaltzustände auf, vorliegend vier Stück. Das Wärmesystem 2 muss aber nicht zwingend die hier gezeigte Kombination von vier Schaltzuständen aufweisen. So sind in einer nicht gezeigten Variante des Wärmesystems 2 nicht alle der hier beschriebenen vier Schaltzustände einstellbar, wodurch sich entsprechende Vereinfachungen ergeben.
• Der Gesamtkühlkreis 4 weist in dem gezeigten Ausführungsbeispiel mehrere Kreise 6, 8, 10 auf, nämlich einen Kühlkreis 6, einen HVS-Kreis 8 und einen Heizkreis 10. Der Heizkreis 10 kann grundsätzlich auch ausgelassen oder separat realisiert sein, eine Integration in den Gesamtkühlkreis 4 wie z.B. in 1 ist jedoch vorteilhaft.
• An den HVS-Kreis 8 ist ein Hochvoltspeicher 12 angeschlossen, zur Versorgung eines elektrischen Antriebsstrangs des Elektro- oder Hybridfahrzeugs. In einer nicht gezeigten Variante ist an den HVS-Kreis 8 zusätzlich ein HVS-Zuheizer angeschlossen, zur Zufuhr von zusätzlicher Wärme. Weiter ist an den HVS-Kreis 8 ein Chiller 14 angeschlossen, welcher auch an den Kältekreis angeschlossen ist. Im HVS-Kreis 8 ist weiter eine nicht näher bezeichnete HVS-Pumpe angeordnet, zur Umwälzung von Kühlmittel.
• An den Kühlkreis 6 ist eine Wärmequelle 16 des Fahrzeugs angeschlossen. Stromab der Wärmequelle 16 ist ein erster Umgebungskühler 18 an den Kühlkreis 6 angeschlossen, zum Wärmetausch mit der Umgebung. Der erste Umgebungskühler 18 im gezeigten Ausführungsbeispiel mit einem zweiten Umgebungskühler 20 zu einem Kühlerpaket kombiniert. Grundsätzlich ist aber auch eine Ausgestaltung ohne den zweiten Umgebungskühler 20 möglich. Im Kühlkreis 6 ist weiter eine nicht näher bezeichnete Kühlkreispumpe angeordnet, hier stromab des ersten Umgebungskühlers 18 und stromauf der Wärmequelle 16.
• Der Heizkreis 10 dient zur Innenraumklimatisierung. An den Heizkreis 10 ist ein Heizungswärmetauscher 22 angeschlossen, zur Beheizung von Innenraumluft für einen nicht gezeigten Innenraum des Fahrzeugs. An den Heizkreis 10 ist weiter ein Kondensator 24 angeschlossen, welcher auch an den Kältekreis angeschlossen ist und zusammen mit dem Chiller 14 eine Wärmepumpe bildet, welche ausgebildet ist, in einem Wärmepumpenbetrieb Wärme vom Chiller 14 in den Heizkreis 10 zu übertragen. Im Heizkreis 10 sind weiter eine nicht näher bezeichnete Heizkreispumpe sowie ein Heizkreis-Zuheizer 26 angeordnet. Im gezeigten Ausführungsbeispiel sind der Kondensator 24, die Heizkreispumpe, der Heizkreis-Zuheizer 26 und der Heizungswärmetauscher 22 in der genannten Reihenfolge stromab voneinander auf einem Hauptstrang des Heizkreises 10 angeordnet. Über einen Rückführungsstrang 28 des Heizkreises 10 wird dann der Kreis geschlossen und eine Zirkulation von Kühlmittel ermöglicht.
• Das Wärmesystem 2 weist weiter ein Ausgleichsvolumen 30 auf. Zur Innenraumtemperierung weist das Wärmesystem 2 weiter einen Klima-Verdampfer 32 auf, welcher an den Kältekreis angeschlossen ist. Der Heizungswärmetauscher 22 und der Klima-Verdampfer 32 bilden zusammen ein Klimagerät, mittels welchem der Innenraum sowohl beheizt als auch gekühlt als auch entfeuchtet werden kann.
• Das Wärmesystem 2 weist weiterhin ein Ventil 34 auf, welches ein Multiventil ist und mehrere Eingänge E1, E2, E3, E4, E5 sowie mehrere Ausgänge A1, A2, A3 aufweist, über welche die drei Kreise 6, 8, 10 miteinander verbunden sind. Dabei wird aus 1 deutlich, dass der Heizkreis 10 zwar über einen Heizkreis-Vorlauf 36 an den Kühlkreis 6 angeschlossen ist, dass aber ansonsten jegliche Verbindungen der drei Kreise 6, 8, 10 über das Ventil 34 laufen. Zur Steuerung des Ventils 34 und allgemein auch zur Steuerung weiterer Komponenten des Wärmesystems 2, weist dieses eine Steuereinheit 38 auf.
• 2 zeigt eine alternative und vereinfachte Darstellung des Wärmesystems 2 aus 1, wobei in 2 der Übersichtlichkeit halber nicht alle Komponenten gezeigt sind. Vorliegend ist das Ventil 34 derart in das Wärmesystem 2 integriert, dass ein Wärmequellen-Eingang E1 des Ventils 34 stromab der Wärmequelle 16 angeschlossen ist. Ein HVS-Eingang E2 des Ventils 34 ist stromab des Hochvoltspeichers 12 angeschlossen. Ein Kühler-Eingang E3 des Ventils 34 ist stromab des ersten Umgebungskühlers 18 angeschlossen. Speziell in dem hier gezeigten Ausführungsbeispiel ist stromab des ersten Umgebungskühlers 18 ist eine Kühlerverzweigung 40 ausgebildet, von welcher ausgehend sich ein NT-Zweig 42 und ein HT-Zweig 44 erstrecken, wobei der HT-Zweig 44 einen Vorlauf für die Wärmequelle 16 bildet und wobei der zweite Umgebungskühler 20 an den NT-Zweig 42 angeschlossen ist, welcher wiederum an den Kühler-Eingang E3 angeschlossen ist. Weiter ist ein Chiller-Eingang E4 des Ventils 34 stromab des Chillers 14 angeschlossen. Ein Heiz-Eingang E5 des Ventils 34 ist stromab des Heizungswärmetauschers 22 an den Heizkreis 10 angeschlossen. Ein Kühler-Ausgang A1 des Ventils 34 ist stromauf des ersten Umgebungskühlers 18 angeschlossen. Ein Chiller-Ausgang A2 des Ventils 34 ist stromauf des Chillers 14 angeschlossen. Ein Wärmequellen-Ausgang A3 des Ventils 34 ist stromauf der Wärmequelle 16 angeschlossen. Insgesamt weist das gezeigte Ventil 34 demnach fünf Eingänge E1 bis E5 und drei Ausgänge A1, A2, A3 auf. In einer nicht gezeigten Variante sind zwei Chiller-Ausgänge A2 ausgebildet, welche aber beide stromauf des Chillers 14 angeschlossen sind, jedoch innerhalb des Ventils 34 mit unterschiedlichen der Eingänge E1 bis E5 verbunden sind.
• Das Ventil 34 aus 2 weist vier Schaltstellungen S1, S2, S3, S4 auf, mittels welcher jeweils einer der vier Schaltzustände des Wärmesystems 2 einstellbar ist. In einer Variante weist das Ventil 34 dagegen weniger oder mehr Schaltstellungen S1 bis S4 auf und ggf. auch eine andere Anzahl an Eingängen E1 bis E5 und Ausgängen A1, A2, A3. Die vier Schaltstellungen S1 bis S4 des Ventils 34 aus 2 sind in 3 dargestellt, welche ein Schaltbild des Ventils 34 zeigt. Aus dem Schaltbild wird deutlich, dass eine spezielle Reihenfolge der Eingänge E1 bis E5 und Ausgänge A1, A2, A3 gewählt wurde und dass zudem der Chiller-Ausgang A2 zweimal ausgebildet ist. Im Wärmesystem 2 sind jedoch beide Chiller-Ausgänge A2 an der in 1 gezeigten Stelle angeschlossen. Durch die spezielle Abfolge der Eingänge E1 bis E5 und Ausgänge A1, A2, A3 sowie den doppelten Chiller-Ausgang A2 wird in allen Schaltstellungen S1 bis S4 eine Überkreuzung der benötigten Verbindungen innerhalb einer jeweiligen Schaltstellung S1 bis S4 vermieden, sodass diese Ausgestaltung eine besonders bevorzugte Variante des Ventils 34 ist.
• Wie aus 3 hervorgeht ist in einer ersten Schaltstellung S1 der HVS-Eingang E2 mit dem Wärmequellen-Ausgang A3 verbunden und der Wärmequellen-Eingang E1 ist mit einem der Chiller-Ausgänge A2 verbunden. In dieser ersten Schaltstellung S1 ist ein erster Schaltzustand des Wärmesystems 2 eingestellt, in welchem der Hochvoltspeicher 12, die Wärmequelle 16 und der Chiller 14 gemeinsam in Serie geschaltet sind. Dies wird insbesondere dadurch deutlich, dass sowohl der Wärmequellen-Eingang E1 als auch der Wärmequellen-Ausgang A3 von dem Ventil 34 bedient wird, sodass die Wärmquelle 16 beidseitig an das Ventil 34 angeschlossen ist.
• In der zweiten Schaltstellung S2 ist der HVS-Eingang E2 dagegen mit dem Chiller-Ausgang A2 verbunden und der Wärmequellen-Eingang E1 ist nun mit dem Kühler-Ausgang A1 verbunden. In dieser zweiten Schaltstellung S2 ist ein zweiter Schaltzustand des Wärmesystems 2 eingestellt. Auf diese Weise sind der Kühlkreis 6 und der HVS-Kreis 8 getrennt und unabhängig voneinander betreibbar. Der Hochvoltspeicher 12 ist je nach Bedarf temperierbar, z.B. mittels des Chillers 14 kühlbar oder mittels eines zusätzlichen, nicht gezeigten Zuheizers beheizbar, während die Wärmequelle 16 mittels des ersten Umgebungskühlers 18 kühlbar ist.
• In der dritten Schaltstellung S3 sind sowohl der HVS-Eingang E2 als auch der Wärmequellen-Eingang E1 mit dem Chiller-Ausgang A2 verbunden und der Chiller-Eingang E4 ist mit dem Kühler-Ausgang A1 verbunden, sodass der Hochvoltspeicher 12 zu der Wärmequelle 16 und dem ersten Umgebungskühler 18 parallel geschaltet ist. In dieser dritten Schaltstellung S3 ist somit ein dritter Schaltzustand des Wärmesystems 2 eingestellt. In diesem sind sowohl der Hochvoltspeicher 12 als auch die Wärmequelle 16 über den Chiller 14 kühlbar oder alternativ oder zusätzlich über den ersten Umgebungskühler 18, wobei der Hochvoltspeicher 12 wegen der parallelen Anordnung hier nur indirekt über der ersten Umgebungskühler 18 kühlbar ist, indem sich das Kühlmittel vom Hochvoltspeicher 12 im Ventil 34 mit dem Kühlmittel von der Wärmequelle 16 mischt.
• In der vierten Schaltstellung S4 sind der HVS-Eingang E2 und der Wärmequellen-Eingang E1 mit dem Kühler-Ausgang A1 verbunden und der Kühler-Eingang E3 ist mit dem anderen der beiden Chiller-Ausgänge A2 verbunden. In dieser vierten Schaltstellung S4 ist ein vierter Schaltzustand des Wärmesystems 2 eingestellt. Darin sind der Hochvoltspeicher 12 und der Chiller 14 mit dem zweiten Umgebungskühler 20 in Serie geschaltet und diese Serienschaltung ist parallel zur Wärmequelle 16 geschaltet. Der erste Umgebungskühler 18 ist jeweils sowohl mit dem Hochvoltspeicher 12 als auch mit der Wärmequelle 16 in Serie geschaltet. Dadurch ist der Hochvoltspeicher 12 besonders effektiv kühlbar, da das Kühlmittel hierzu beide Umgebungskühler 18, 20 und auch den Chiller 14 durchläuft, und zwar in einer thermisch optimalen Reihenfolge. Die Wärmequelle 16 ist weiterhin über den ersten Umgebungskühler 18 kühlbar.
• In der ersten, zweiten und vierten Schaltstellung S1, S2, S4 ist zusätzlich optional, d.h. je nach Bedarf der Heiz-Eingang E5 mit dem Kühler-Ausgang A1 verbindbar, sodass eine Heiz-Verbindung ausgebildet ist. Dass die Heiz-Verbindung bedarfsweise aktivierbar oder deaktivierbar ist, ist in 3 durch gestrichelte Pfeile angezeigt. Ist die Heiz-Verbindung geöffnet, dann ist der Heizkreis 10 in Serie mit dem ersten Umgebungskühler 18 und hier sogar auch mit dem zweiten Umgebungskühler 20 geschaltet. Dabei bilden der Kondensator 24 und der Heizungswärmetauscher 22 mit den beiden Umgebungskühlern 18, 20 eine Serienschaltung, sodass Wärme, welcher über den Kondensator 24 in den Heizkreis 10 gelangt, an die Umgebung abführbar ist. Alternativ ist die Heiz-Verbindung geschlossen, sodass der Heiz-Kreis 10 vom Kühlkreis 8 getrennt ist und die Wärme vom Kondensator 24 mittels des Heizungswärmetauschers 22 zur Innenraumbeheizung nutzbar ist. Die Wärme, welche der Kondensator 24 in den Heizkreis 10 einbringt, stammt vom Chiller 14 und ist entsprechend in der ersten Schaltstellung S1 überschüssige Wärme der Wärmequelle 16, welche nicht zur Beheizung des Hochvoltspeichers 12 benötigt wird. In der zweiten und der vierten Schaltstellung S2, S3 stammt die Wärme vom Hochvoltspeicher 12, welcher mittels des Chillers 14 gekühlt wird. Falls keine oder nicht ausreichend Wärme über den Kondensator 24 bereitgestellt wird, wird mittels des Heizkreis-Zuheizers 26 zusätzliche Wärme im Heizkreis 10 erzeugt.
• Die Heiz-Verbindung ist beispielsweise dadurch bedarfsweise aktivierbar oder deaktivierbar, dass dem Heiz-Eingang E5 ein Absperrventil vorgeschaltet ist. Alternativ ist das Ventil 34 innerhalb einer jeweiligen Schaltstellung S1 bis S4 zusätzlich einstellbar, um unabhängig von den anderen Verbindungen die Heiz-Verbindung bedarfsweise zu aktivieren oder zu deaktivieren, z.B. wie unten im Zusammenhang mit 6 erläutert.
• In einer Variante des Ventils 34 sind nicht alle der gezeigten Schaltstellungen S1 bis S4 realisiert. So ist in einer nicht gezeigten Ausgestaltung die vierte Schaltstellung S4 ausgelassen und der Kühler-Eingang E3 und der zusätzliche Chiller-Ausgang A2 werden eingespart, sodass sich das Ventil 34 entsprechend vereinfacht. Alternativ oder zusätzlich wird die Heiz-Verbindung ausgelagert und durch ein zusätzliches Absperrventil im Gesamtkühlkreis 4 stromauf oder stromab des Heizkreises 10 ersetzt, sodass der Heiz-Eingang E5 eingespart wird. In einer ebenfalls nicht gezeigten Ausgestaltung sind nur die erste und die zweite Schaltstellung S1, S2 vorhanden sowie ggf. die Heiz-Verbindung.
• In 4 ist ein Ausführungsbeispiel des Ventils 34 aus 3 in einer perspektivischen Ansicht gezeigt. Weitere mögliche, jedoch nicht gezeigte Varianten ergeben sich durch andere Anordnung oder Anzahl der Eingänge E1 bis E5 oder der Ausgänge A1, A2, A3 oder einer Kombination hiervon.
• Das Ventil 34 weist zunächst ein Gehäuse 46 auf und lediglich einen Stellkörper 48, welcher in das Gehäuse 46 eingesetzt ist und mittels welchem sämtliche Schaltstellungen S1 bis S4 des Ventils 34 einstellbar sind. Der Stellkörper 48 erstreckt sich entlang einer Längsachse L und ist bezüglich dieser rotationssymmetrisch und hier als ein Zylinder ausgebildet. Der Stellkörper 48 ist relativ zum Gehäuse 46 und den Anschlüssen E1 bis E5, A1, A2, A3 um die Längsachse L in einer Umlaufrichtung U drehbar, um eine der Schaltstellungen S1 bis S4 einzustellen. Zum Drehen des Stellkörpers 48 weist das Ventil 34 einen Aktuator 50 auf, hier einen Motor, welcher mit dem Gehäuse 46 und dem Stellkörper 48 geeignet verbunden ist.
• Mittels der diversen Schaltstellungen S1 bis S4 sind unterschiedliche Zuordnungen der Eingänge E1 bis E5 zu den Ausgängen A1, A2, A3 einstellbar, um Kühlmittel im Betrieb unterschiedlich umzuleiten. Dabei sind in einer jeweiligen Schaltstellung S1 bis S4 die Eingänge E1 bis E5 mit den Ausgängen A1, A2, A3 auf bestimmte und festgelegte Weise verbunden. Dabei sind die Eingänge E1 bis E5 und die Ausgänge A1, A2, A3 in unterschiedlichen Schaltstellungen S1 bis S4 regelmäßig auch unterschiedlich verbunden. In einer nicht gezeigten Variante ist eine weitere, insbesondere eine fünfte Schaltstellung ausgebildet, in welcher keiner der Eingänge E1 bis E5 an einen Ausgang A1 bis A3 angeschlossen ist.
• Zum Verbinden eines Eingangs E1 bis E5 mit einem Ausgang A1, A2, A3 weist der Stellkörper 48 mehrere Verbindungskanäle 52 auf, welche hier auf einer Mantelfläche 54 des Stellkörpers 48 ausgebildet sind. Eine Variante mit demgegenüber tunnelartigen Verbindungskanälen 52 ist in 8 gezeigt und weiter unten genauer beschrieben. Die auf der Mantelfläche 54 ausgebildeten Verbindungskanäle 52 sind in 5 erkennbar, welche die abgerollte Mantelfläche 54 des Stellkörpers 48 aus 3 zeigt. Deutlich erkennbar sich die vier Schaltstellungen S1 bis S4, welche hier jeweils ein Viertel der Mantelfläche 54 belegen und den Stellkörper 48 dadurch in vier Sektoren unterteilen, welche in Umlaufrichtung U hintereinander angeordnet sind. Durch eine Drehung des Stellkörpers 48 wird dann einer der Sektoren und somit eine der Schaltstellungen S1 bis S4 zu den Anschlüssen E1 bis E5, A1, A2, A3 hin ausgerichtet, sodass die zugehörigen Verbindungskanäle 52 eine Zuordnung zwischen den Eingängen E1 bis E5 und den Ausgängen A1, A2, A3 einstellen.
• Im gezeigten Ausführungsbeispiel sind der ersten, zweiten und dritten Schaltstellung S1, S2, S3 jeweils drei Verbindungskanäle 52 zugeordnet, der vierten Schaltstellung 52 dagegen nur zwei Verbindungskanäle 52. Diejenigen Anschlüsse E1 bis E5, A1, A2, A3, welche in einer jeweiligen Schaltstellung S1 bis S4 nicht benötigt werden, da dann kein Kühlmittel durch diese gefördert werden soll, sind abgesperrt oder durch eine nicht dargestellte Erhebung im Verbindungskanal 52 blockiert und dadurch nicht angeschlossen, welches in 5 durch ein Kreuz gekennzeichnet ist. In einer nicht gezeigten Variante sind die nicht benötigten Anschlüsse E1 bis E5, A1, A2, A3 dagegen gar nicht erst an eine Verbindungskanal 52 angeschlossen, z.B. indem der Verbindungskanal 52 um den Anschluss E1 bis E5, A1, A2, A3 herumgeführt ist.
• Beim Drehen des Stellkörpers 48 werden entsprechend auch die Verbindungskanäle 52 relativ zu den Anschlüssen E1 bis E5, A1, A2, A3 gedreht, sodass sich je nach Schaltstellung S1 bis S4 unterschiedliche Zuordnungen mit jeweils unterschiedlichen Verbindungen zwischen den Eingängen E1 bis E5 und den Ausgängen A1, A2, A3 ergeben, wie auch aus 5 erkennbar ist.
• Die Eingänge E1 bis E5 und die Ausgänge A1, A2, A3 sind in Richtung der Längsachse L jeweils in mehreren Ebenen E hintereinander angeordnet, wobei die Ebenen E senkrecht zur Längsachse L verlaufen. Vorliegend sind sämtliche Eingänge E1 bis E5 in unterschiedlichen Ebenen E angeordnet und auch sämtliche Ausgänge A1, A2, A3 sind in unterschiedlichen Ebenen E angeordnet. Allerdings sind vorliegend in einigen Ebenen E je ein Eingang E1 bis E5 und je ein Ausgang A1, A2, A3 gemeinsam in einer Ebene E angeordnet.
• Wie aus 5 deutlich wird, ist ein jeweiliger Verbindungskanal 52 aufgrund der Positionierung auf der Mantelfläche 54 nicht in jeder Schaltstellung S1, S2, S3 angeschlossen, sondern vorliegend sogar lediglich in genau einer Schaltstellung S1 bis S4. In den übrigen Schaltstellungen S1 bis S4 ist der Verbindungskanal 52 dagegen nicht angeschlossen und dadurch ungenutzt und funktionslos. Eine Variante, bei welcher ein Verbindungskanal 52 in mehreren Schaltstellungen verwendet wird, ist in 7 gezeigt, welche weiter unten detaillierter beschrieben ist.
• Die Verbindungskanäle 52 einer jeweiligen Schaltstellung S1 bis S4 sind voneinander getrennt, d.h. innerhalb des Ventils 34 erfolgt kein Austausch von Kühlmittel zwischen unterschiedlichen Verbindungskanälen 52. Allerdings ist es möglich, dass mehrere Verbindungskanäle 52 im Wärmesystem 2 seriell miteinander verschaltet sind und dann nacheinander vom Kühlmittel durchströmt werden.
• Ein jeweiliger Verbindungskanal 52 ist an einen oder mehrere Eingänge E1 bis E5 anschließbar. Im Betrieb des Wärmesystems 2 ergibt sich dadurch eine Vermischung von zwei Kühlmittelströmen innerhalb des Ventils 34. Dies ist beispielsweise in 5 in der dritten Schaltstellung S3 für den HVS-Eingang E2 und den Wärmequellen-Eingang E1 der Fall. Dagegen ist in der ersten Schaltstellung S1 der Chiller-Eingang E4 zwar mit demselben Verbindungskanal 52 verbunden wie der Wärmequellen-Eingang E1, allerdings dabei abgesperrt und daher nicht an den Verbindungskanal 52 angeschlossen, sodass kein Kühlmittel über den Chiller-Eingang E4 in den Verbindungskanal 52 gelangt.
• Wie aus 5 in Kombination mit 4 deutlich wird, verlaufen die Verbindungskanäle 52 jeweils in Umlaufrichtung U um die Längsachse L herum und sind demnach jeweils bogenförmig ausgebildet. Aufgrund der Zuordnung eines jeweiligen Verbindungskanals 52 zu lediglich einer der Schaltstellungen S1 bis S4 umlaufen die Verbindungskanäle 52 die Längsachse L nicht vollständig, sondern lediglich auf einem entsprechenden jeweiligen Sektor des Stellkörpers 48.
• Vorliegend sind die Verbindungskanäle 52 auf der Mantelfläche 54 ausgebildet und in radialer Richtung R, d.h. senkrecht zur Längsachse L, durch das Gehäuse 46 begrenzt. Die Verbindungskanäle 52 sind also außenumfänglich am Stellkörper 48 ausgebildet. Dabei sind die Verbindungskanäle 52 in radialer Richtung R grundsätzlich offen, sind jedoch in montiertem Zustand des Ventils 34 durch das Gehäuse 46 verschlossen. In einer nicht gezeigten Ausgestaltung sind die Verbindungskanäle 52 jeweils als eine Vertiefung, z.B. eine Nut, in der Mantelfläche 54 ausgebildet und die Mantelfläche 54 liegt an einer Innenwand des Gehäuses 46 an. Im Ausführungsbeispiel der 5 ist die Mantelfläche 54 dagegen zur Innenwand des Gehäuses 46 beabstandet und auf der Mantelfläche 54 sind mehrere Trennwände 56 angeordnet, welche am Gehäuse 46 anliegen, sodass ein Verbindungskanal 52 durch die Mantelfläche 54, das Gehäuse 46, speziell dessen Innenwand, und zwei Trennwände 56 gebildet ist. Beide Konzepte sind grundsätzlich auch kombinierbar. Alternativ oder zusätzlich sind ein oder mehrere Verbindungskanäle 52 in den Stellkörper 48 eingebracht, z.B. als Bohrungen, wie in 8 gezeigt.
• Bei dem in 4 gezeigten Ventil 34 weist der Stellkörper 48 zudem einen Zentralkanal 58 auf, welcher sich entlang der Längsachse L bis zu einem Ende des Stellkörpers 48 erstreckt und dort an einen der Anschlüsse A1, A2, A3 angeschlossen ist, welcher daher auch als Zentralanschluss bezeichnet wird. Vorliegend ist dies der Kühler-Ausgang A1. An den Zentralkanal 58 sind mehrere der Verbindungskanäle 52 angeschlossen. Wie aus 5 hervorgeht, erstreckt sich der Zentralkanal 58 zunächst entlang der Längsachse L und ist dann in radialer Richtung R in allen Schaltstellung S1, S2, S4 mit dem jeweils unteren Verbindungskanal 52 verbunden, welcher hier auch mit dem Heiz-Eingang E5 verbunden ist.
• 6 zeigt eine Variante, bei welcher zumindest eine Schaltstellung S1 bis S4 über einen Winkelbereich W des Stellkörpers 48 ausgebildet ist. In dieser Schaltstellung S1 bis S4 ist zwischen einem der Anschlüsse E1 bis E5, A1, A2, A3 und einem der Verbindungskanäle 52 ein variabler Überlapp 60 ausgebildet, welcher durch eine Drehung des Stellkörpers 48 innerhalb des Winkelbereichs W einstellbar ist. Dadurch ist je nach Stellung im Winkelbereich W der Volumenstrom durch den Verbindungskanal 52 innerhalb der Schaltstellung S1 bis S4 einstellbar. Effektiv ist dadurch der Strömungsquerschnitt des Verbindungskanals 52 einstellbar. In 6 ist der Einfachheit halber lediglich die erste Schaltstellung S1 gezeigt, das Konzept ist jedoch auf andere Schaltstellungen S2, S3, S4 übertragbar. Der Überlapp 60 wird hier durch eine hier keilförmige Erhebung 62 im Verbindungskanal 52 gebildet, welche je nach Stellung im Winkelbereich W den Heiz-Eingang E5 vollständig, teilweise oder gar nicht überdeckt. Das Konzept ist alternativ oder zusätzlich auch auf die übrigen Anschlüsse E2, E3, E4, E5, A1, A2, A3 anwendbar. Dadurch ist ein Verbindungskanal 52 ausgebildet, welcher in der hier ersten Schaltstellung S1 bedarfsweise aktivierbar oder deaktivierbar ist, zumindest hinsichtlich der Verbindung zwischen dem Heiz-Eingang E5 und dem Kühler-Ausgang A1. Zu beachten ist, dass die Verbindungskanäle 52 im Verhältnis zu den Anschlüssen E1 bis E5, A1, A2, A3 in Umlaufrichtung U entsprechend lang ausgebildet sein müssen, damit die angeschlossenen Anschlüsse E1 bis E5, A1, A2, A3 bei einer Drehung innerhalb des Winkelbereichs W auch weiterhin angeschlossen bleiben. In der ersten Schaltstellung S1 ist nun ein zusätzlicher Freiheitsgrad ausgebildet, hier hinsichtlich der Innenraumbeheizung mittels des Wärmesystems 2, da nun durch Drehen des Stellkörpers 48 innerhalb des Winkelbereichs W der Heizkreis 10 bedarfsweise aktivierbar oder deaktivierbar ist, bei gleichzeitiger Beibehaltung der ersten Schaltstellung S1.
• In 7 ist eine Alternative Ausgestaltung für die Mantelfläche 54 gezeigt. Mittels der Mantelfläche 54 in 7 ist grundsätzlich dieselbe Funktionalität realisiert wie durch die Mantelfläche der 5. Speziell sind dieselben vier Schaltstellungen S1 bis S4 ausgebildet. Allerdings sind die zweite und die dritte Schaltstellung S2, S3 derart kombiniert, dass in diesen dieselben Verbindungskanäle 52 verwendet werden. Die eine der Trennwände 56 verläuft dabei derart, dass beim Umschalten von der zweiten Schaltstellung S2 zur dritten Schaltstellung S3 im mittleren Verbindungskanal 52 der Wärmequellen-Eingang E1 mit an den Chiller-Ausgang A2 angeschlossen und sozusagen zu dem entsprechenden Verbindungskanal 52 hinzugeschaltet wird, während zugleich ebenjener Wärmequellen-Eingang E1 vom unteren Verbindungskanal 52 getrennt wird und dadurch dann nicht mehr an den Kühler-Ausgang A1 angeschlossen ist. Zur Verdeutlichung des Vorgangs sind die Positionen der Anschlüsse E1 bis E5 und A1, A2, A3 in den diversen Schaltstellungen S1 bis S4 in 7 ebenfalls durch gestrichene Kreise angedeutet.
• Die Ausgestaltung in 7 ist lediglich ein Beispiel für eine Ausgestaltung, bei welcher ein und hier mehrere Verbindungskanäle 52 in mehreren unterschiedlichen Schaltstellungen S1 bis S4 verwendet werden. Denkbar und vorteilhaft ist eine weitere Zusammenlegung bisher getrennter Verbindungskanäle 52, unter Umständen in Kombination mit einer anderen Anordnung der Sektoren.
• In 8 ist in einer perspektivischen Ansicht eine Variante für den Stellkörper 48 gezeigt. In dieser Variante sind die Verbindungskanäle 52 tunnelartig ausgebildet und verlaufen durch den Stellkörper 48 hindurch. Dieses Konzept ist grundsätzlich mit den bisher genannten Konzepten kombinierbar, speziell auch mit auf der Mantelfläche 54 angeordneten Verbindungskanälen 52 und mit Verbindungskanälen 52, welche in mehreren Schaltstellungen S1 bis S4 angeschlossen sind und verwendet werden.
• Der besseren Übersicht halber sind in 8 lediglich die erste und die zweite Schaltstellung S1, S2 explizit dargestellt, die Kanaleingänge und Kanalausgänge der dritten und vierten Schaltstellung S3, S4 sind hingegen nicht gezeigt. Die Unterteilung in mehrere Sektoren ist durch gestrichene Linien entlang der Mantelfläche 54 angerdeutet. Für jede Schaltstellung S1 bis S4 ist ein Sektor ausgebildet, welcher in zwei Untersektoren unterteilt ist, welche auf gegenüberliegenden Seiten des Stellkörpers 48 angeordnet sind. Insgesamt sind somit zwei Hälften ausgebildet, nämlich eine Eingangshälfte, auf welcher die Kanaleingänge liegen, und einer Ausgangshälfte, auf welcher die Kanalausgänge liegen. Entsprechend liegen auch die Eingänge E1 bis E5 bezüglich des Stellkörpers 48 gegenüber den Ausgängen A1 bis A3. Da in 8 lediglich der Stellkörper 48 dargestellt ist, sind die Anschlüsse E1 bis E5, A1 bis A3 lediglich durch Pfeile angedeutet. Während das Stellglied 48 in 4 durch eine volle Umdrehung von 360° wieder in die Ausgangsstellung überführbar ist, sind bei dem Stellkörper 48 der 8 alle vier Schaltstellungen S1 bis S4 über einen Winkelbereich von lediglich 180° erreichbar, also durch eine halbe Drehung.
• Das Konzept mit tunnelartigen Verbindungskanälen 52 ist nicht zwingend an die Ausgestaltung mit gegenüberliegenden Sektoren gebunden, sondern ist in einer nicht gezeigten Variante bei einem Ventil 34 wie in 4 gezeigt realisiert. Umgekehrt ist auch bei dem Stellglied 48 aus 8 eine zumindest teilweise Ausbildung von Verbindungskanälen 52 auf der Mantelfläche 54 möglich und geeignet.
• Bezugszeichenliste

2

Wärmesystem

4

Gesamtkühlkreis

6

Kühlkreis

8

HVS-Kreis

10

Heizkreis

12

Hochvoltspeicher

14

Chiller

16

Wärmequelle

18

erster Umgebungskühler

20

zweiter Umgebungskühler

22

Heizungswärmetauscher

24

Kondensator

26

Heizkreis-Zuheizer

28

Rückführungsstrang

30

Ausgleichsvolumen

32

Klima-Verdampfer

34

Ventil

36

Heizkreis-Vorlauf

38

Steuereinheit

40

Kühlerverzweigung

42

NT-Zweig

44

HT-Zweig

46

Gehäuse

48

Stellkörper

50

Aktuator

52

Verbindungskanal

54

Mantelfläche

56

Trennwand

58

Zentralkanal

60

Überlapp

62

Erhebung

A1

Kühler-Ausgang

A2

Chiller-Ausgang

A3

Wärmequellen-Ausgang

E

Ebene

E1

Wärmequellen-Eingang

E2

HVS-Eingang

E3

Kühler-Eingang

E4

Chiller-Eingang

E5

Heiz-Eingang

L

Längsachse

R

radiale Richtung

S1

erste Schaltstellung

S2

zweite Schaltstellung

S3

dritte Schaltstellung

S4

vierte Schaltstellung

U

Umlaufrichtung

W

Winkelbereich

• ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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• Zitierte Patentliteratur
• DE 102015220623 A1 [0003]
• US 2017/0152957 A1 [0004]

Claims (15)

1. Ventil (34), welches mehrere Anschlüsse aufweist, nämlich mehrere Eingänge (E1 bis E5) und mehrere Ausgänge (A1, A2, A3), sowie einen Stellkörper (48) und mehrere Schaltstellungen (S1 bis S4), - wobei der Stellkörper (48) mehrere Verbindungskanäle (52) aufweist, jeweils zum Verbinden zumindest eines Eingangs (E1 bis E5) mit zumindest einem Ausgang (A1, A2, A3), - wobei jeder Schaltstellung (S1 bis S4) ein oder mehrere Verbindungskanäle (52) zugeordnet sind, mittels welcher in der entsprechenden Schaltstellung (S1 bis S4) zumindest einige der Anschlüsse miteinander verbunden sind, - wobei der Stellkörper (48) relativ zu den Anschlüssen um eine Längsachse (L) drehbar ist, zum Einstellen einer Schaltstellung (S1 bis S4), - wobei die Eingänge (E1 bis E5) und die Ausgänge (A1, A2, A3) in Richtung der Längsachse (L) jeweils in mehreren Ebenen (E) hintereinander angeordnet sind.
2. Ventil (34) nach Anspruch 1, wobei in einer jeweiligen Ebene (E) höchstens ein Eingang (E1 bis E5) und höchstens ein Ausgang (A1, A2, A3) angeordnet sind.
3. Ventil (34) nach einem der Ansprüche 1 oder 2, wobei die Verbindungskanäle (52) jeweils in Umlaufrichtung (U) um die Längsachse (L) herum verlaufen.
4. Ventil (34) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei das Ventil (34) ein Gehäuse (46) aufweist, wobei der Stellkörper (48) eine Mantelfläche (54) aufweist, wobei die Verbindungskanäle (52) auf der Mantelfläche (54) ausgebildet sind und in radialer Richtung (R) durch das Gehäuse (46) begrenzt sind.
5. Ventil (34) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Verbindungskanäle (52) tunnelartig ausgebildet sind und sich durch den Stellkörper (48) hindurch erstrecken.
6. Ventil (34) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei der Stellkörper (48) einen Zentralkanal (58) aufweist, welcher sich entlang der Längsachse (L) bis zu einem Ende des Stellkörpers (48) erstreckt und dort an einen der Anschlüsse angeschlossen ist, wobei an den Zentralkanal (58) mehrere der Verbindungskanäle (52) angeschlossen sind.
7. Ventil (34) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei zumindest eine Schaltstellung (S1 bis S4) über einen Winkelbereich (W) des Stellkörpers (48) ausgebildet ist und in dieser Schaltstellung (S1 bis S4) zwischen einem der Anschlüsse und einem der Verbindungskanäle (52) ein variabler Überlapp (60) ausgebildet ist, welcher durch eine Drehung des Stellkörpers (48) innerhalb des Winkelbereichs (W) einstellbar ist, zur Einstellung eines Volumenstroms durch den Verbindungskanal (52) innerhalb der Schaltstellung (S1 bis S4).
8. Ventil (34) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei dieses eine erste Schaltstellung (S1) und eine zweite Schaltstellung (S2) aufweist, - wobei in der ersten Schaltstellung (S1) ein HVS-Eingang (E2) an einen Wärmequellen-Ausgang (A3) angeschlossen und ein Wärmequellen-Eingang (E1) an einen Chiller-Ausgang (A2), - wobei in der zweiten Schaltstellung (S2) der HVS-Eingang (E2) an den Chiller-Ausgang (A2) angeschlossen ist und der Wärmequellen-Eingang (E1) an einen Kühler-Ausgang (A1).
9. Ventil (34) nach Anspruch 8, wobei dieses eine dritte Schaltstellung (S3) aufweist, in welcher der HVS-Eingang (E2) und der Wärmequellen-Eingang (E1) an den Chiller-Ausgang (A2) angeschlossen sind und in welcher ein Chiller-Eingang (E4) an einen Kühler-Ausgang (A1) angeschlossen ist.
10. Ventil (34) nach einem der Ansprüche 8 oder 9, wobei dieses eine vierte Schaltstellung (S4) aufweist, in welcher der HVS-Eingang (E2) und der Wärmequellen-Eingang (E1) an den Kühler-Ausgang (A1) angeschlossen sind und in welcher ein Kühler-Eingang (E3) an den Chiller-Ausgang (A2) oder an einen zusätzlichen Chiller-Ausgang (A2) angeschlossen ist.
11. Ventil (34) nach einem der Ansprüche 8 bis 10, wobei dieses einen Heiz-Eingang (E5) aufweist, welcher in mehreren Schaltstellungen (S1 bis S4) an den Kühler-Ausgang (A1) angeschlossen ist, sodass eine Heiz-Verbindung ausgebildet ist, wobei die Heiz-Verbindung einen einstellbaren Strömungsquerschnitt aufweist, zur Einstellung eines Volumenstroms durch die Heiz-Verbindung jeweils innerhalb der mehreren Schaltstellungen (S1 bis S4).
12. Wärmesystem (2), für ein Elektro- oder Hybridfahrzeug, mit einem Ventil (34) nach einem der Ansprüche 1 bis 11 und mit einem Gesamtkühlkreis (4), an welchen das Ventil (34) angeschlossen ist und an welchen weiter eine Wärmequelle (16), ein Hochvoltspeicher (12), ein erster Umgebungskühler (18) und ein Chiller (14) angeschlossen sind, - wobei ein Wärmequellen-Eingang (E1) des Ventils (34) stromab der Wärmequelle (16) angeschlossen ist, - wobei ein HVS-Eingang (E2) des Ventils (34) stromab des Hochvoltspeichers (12) angeschlossen ist, - wobei ein Wärmequellen-Ausgang (A3) des Ventils (34) stromauf der Wärmequelle (16) angeschlossen ist, - wobei ein Chiller-Ausgang (A2) des Ventils (34) stromauf des Chillers (14) angeschlossen ist, - wobei ein Kühler-Ausgang (A1) des Ventils (34) stromauf des ersten Umgebungskühlers (18) angeschlossen ist.
13. Wärmesystem (2) nach Anspruch 12, wobei ein Chiller-Eingang (E4) des Ventils (34) stromab des Chillers (14) angeschlossen ist.
14. Wärmesystem (2) nach einem der Ansprüche 12 oder 13, wobei ein Kühler-Eingang (E3) des Ventils (34) stromab des ersten Umgebungskühlers (18) angeschlossen ist.
15. Wärmesystem (2) nach einem der Ansprüche 12 bis 14, wobei in den Gesamtkühlkreis (4) ein Heizkreis (10) integriert ist, an welchen ein Heizungswärmetauscher (22) angeschlossen ist, wobei ein Heiz-Eingang (E5) des Ventils (34) stromab des Heizungswärmetauschers (22) an den Heizkreis (10) angeschlossen ist.

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