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Die
Erfindung betrifft eine Ventileinrichtung mit einem Gehäuse, das
einander abgewandte erste und zweite Stirnseiten hat und in dem
ein Hauptkanal verläuft,
der sich im Gehäuse
in mehrere, nebeneinander verlaufende Zweigkanäle fortsetzt, wobei der Hauptkanal
eine Hauptanschlussöffnung
im Bereich der ersten Stirnseite hat und die Zweigkanäle Zweiganschlussöffnungen
in der zweiten Stirnseite haben und wobei in den Zweigkanälen jeweils
ein Ventil angeordnet ist, die von außen zugängliche Ventilbetätigungen
aufweisen.
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Solche
Ventileinrichtungen finden insbesondere in Wärmepumpenanlagen Anwendung.
Solche Wärmepumpenanlagen
bestehen aus einer meist in einem umbauten Raum angeordneten Wärmepumpe,
von der einerseits Heizrohre zu Heizelementen für die Raum- oder Wasserbeheizung
ausgehen und die andererseits mit Flächenkollektoren oder Erdsonden
verbunden sind, welche zum Wärmeaustausch im
Erdboden dienen. In den Erdsonden zirkuliert eine Wärmeträgerflüssigkeit,
die Bei Wärmepumpenanlagen
mit mehr als einer Erdsonde erfolgt die Zuleitung der Wärmeträgerflüssigkeit
von der Wärmepumpe über eine
Hauptrohrleitung zu einem Verteiler, in dem die Wärmeträgerflüssigkeit
auf mehrere Zweigrohrleitungen aufgeteilt wird, die zu den Erdsonden
führen.
Im Rückfluss
geschieht das Gegenteil, d.h. die Teilströme von den Erdsonden werden über Zweigrohrleitungen
einem Sammler zugeführt,
und die Wärmeträgerflüssigkeit
gelangt dann über
eine Hauptrohrleitung wieder zu der Wärmepumpe. In dem Verteiler
bzw. Sammler sind für
jede Zweigrohrleitung Ventile angeordnet, über die beispielsweise im Schadensfall
die Zirkulation für
eine oder mehrere Erdsonden unterbrochen werden kann.
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In
der
DE 20 2005
004 696 U1 ist eine Wärmepumpenanlage
offenbart, die jeweils einen Verteiler und einen Sammler aufweist,
welche als kompakte Ventileinrichtungen ausgebildet sind, die jeweils
in eine Kernbohrung oder Aussparung in einer Wand oder einem Boden
eines Bauwerks eingesetzt werden können, so dass der ansonsten
notwendige Schacht entfallen kann. Die Ventileinrichtungen können als
gemeinsame Verteiler/Sammler oder auch als getrennte Einrichtungen,
einmal zum Verteilen und einmal zum Sammeln, ausgebildet sein. Jede Ventileinrichtung
weist ein Gehäuse
auf, das einander abgewandte erste und zweite Stirnseiten hat, die parallel
zueinander ausgebildet sind. In dem Gehäuse verläuft ein Hauptkanal, dessen
Hauptanschlussöffnung
für den
Anschluss einer Hauptrohrleitung im Bereich der ersten Stirnseite
angeordnet ist.
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Innerhalb
des Gehäuses
verzweigt der Hauptkanal in Zweigkanäle, die in Zweiganschlussöffnungen
in der zweiten Stirnseite münden.
Dort können
Zweigrohrleitungen angeschlossen werden, die zu den Erdsonden führen. In
den Zweigkanälen sind
Ventile angeordnet, über
die die Zweigkanäle geöffnet oder
geschlossen werden können.
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Das
Gehäuse
der bekannten Ventileinrichtung ist so ausgebildet, dass es in eine
Kernbohrung oder Aussparung in der Außenwand oder dem Boden beispielsweise
eines Kellergeschosses eingesetzt werden kann. Dabei steht das Gehäuse an beiden Seiten
der Wand bzw. des Bodens vor. Da das Hauptleitungsrohr zwar im Bereich
der ersten Stirnseite, jedoch von der Seite her in den Hauptkanal
mündet und
da auch die Ventile so angeordnet sind, dass ihre Betätigung von
der Seite her erfolgen muss, muss das Gehäuse der Ventileinrichtung weit
in den Innenraum beispielsweise des Kellers hinein ragen, d.h. die
bekannte Ventileinrichtung hat einen erheblichen Raumbedarf.
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Der
Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine insbesondere
als Verteiler und/oder Sammler bei Wärmepumpenanlagen geeignete
Ventileinrichtung so zu gestalten, dass sie geringen Raumbedarf
hat und insbesondere vollständig
oder nahezu vollständig
in einen Wand- oder Bodendurchbruch eingebaut werden kann.
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Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch
gelöst,
dass die Hauptanschlussöffnung
und die Ventilbetätigungen
in der ersten Stirnseite angeordnet sind. Anders als im Stand der
Technik erfolgt also hier der Anschluss des Hauptleitungsrohrs an der
ersten Stirnseite. Dort sind auch die Ventilbetätigungen vorgesehen, so dass
die Bedienung der Ventileinrichtung ebenfalls von der Stirnseite
her erfolgen kann. Dies ermöglicht
es, die erfindungsgemäße Ventileinrichtung
vollständig
oder nahezu vollständig in
einen Wand- oder Bodendurchbruch einzubauen, und zwar derart, dass
allenfalls noch die Ventilbetätigungen
vorstehen. Bei entsprechend dicken Wänden können selbst diese bündig mit
der Innenseite der Wand eingebaut werden.
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In
Ausbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Gehäuse einen
kreisrunden, insbesondere zylinderförmigen Umriss hat. Eine solche
Formgebung bietet sich insbesondere dann an, wenn die Ventileinrichtung
in Kernbohrungen eingesetzt werden soll. Es versteht sich, dass
auch andere Querschnittsformen möglich
sind, beispielsweise eliptische, ovale, mehreckige, insbesondere
rechteckige Formen.
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Nach
einem weiteren Merkmal der Erfindung ist vorgesehen, dass die Ventilbetätigungen
nicht über
den Umriss des Gehäuses
nach außen
vorstehen. Dies erlaubt den Einbau der Ventileinrichtung auch zusammen
mit den Ventilbetätigungen
in einen Wanddurchbruch.
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Eine
zweckmäßige Ausführungsform
ergibt sich, wenn die Hauptanschlussöffnung in der Flächenmitte
der ersten Stirnseite angeordnet ist und wenn des weiteren die Ven tilbetätigungen
um die Hauptanschlussöffnungen
herum angeordnet sind, vorzugsweise mit ihren Mittelachsen auf einem
Kreis liegend, durch dessen Mitte die Mittelachse der Hauptanschlussöffnung verläuft. Die
Zweigkanäle sollten
nach außen
versetzt zu dem Hauptkanal gruppiert sein, wobei die Längsachsen
der Zweigkanäle zweckmäßigerweise
auf einem Kreis liegen, durch dessen Mittelpunkt die Längsachse
des Hauptkanals geht. In an sich bekannter Weise ist es von Vorteil, wenn
die Zweigkanäle
parallel zueinander verlaufen und dabei auch parallel zu dem Hauptkanal.
Die ersten und zweiten Stirnseiten sollten sich parallel zueinander
erstrecken, wobei sich der Anschlusskanal senkrecht zur ersten Stirnseite
und die Zweigkanäle senkrecht
zu der zweiten Stirnseite erstrekken können. Vorzugsweise sind der
Hauptkanal und die Zweigkanäle
gerade ausgerichtet.
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Aufgrund
der Anordnung der Ventilbetätigungen
in der ersten Stirnseite empfiehlt es sich, die Zweigkanäle versetzt
zu dem Hauptkanal anzuordnen und die Verbindung zwischen Zweigkanälen und Hauptkanal über Querkanäle herzustellen.
Dies kann in der Weise geschehen, dass in den Hauptkanal ein Hauptleitungsrohr
eingesetzt ist, das auf Höhe
der Querkanäle
Queröffnungen
aufweist, über
die eine Verbindung zwischen Hauptkanal und Querkanälen hergestellt
wird.
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Nach
einem weiteren Merkmal der Erfindung ist vorgesehen, dass die Ventile
als Tellerventile ausgebildet sind, die jeweils einen Ventilteller
und einen Ventilsitz zu Beginn des zugehörigen Zweigkanals aufweisen,
wobei die Ventilteller in Richtung auf die erste Stirnseite des
Gehäuses
von dem jeweils zugehörigen
Ventilsitz abhebbar sind. Hierdurch ergibt sich eine besonders zweckmäßige Ausbildung
der Ventile. Dies schließt
jedoch nicht aus, dass auch andere Ventile, beispielsweise Kugelventile,
zum Einsatz kommen. Die Ventilteller können an Ventilstangen angebracht
sein, die über
die erste Stirnseite nach außen
ragen und dort mit den Ventilbetätigungen
verbunden sind. Zur Bewegung der Ventilstangen können diese im Bereich der ersten
Stirnseite in einem Gewinde geführt
sein. Vorzugsweise sind die Ventilstangen koaxial zu den Längsachsen
der Zweigkanäle
angeordnet und beweglich.
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Nach
einer besonders vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung sind in
der ersten Stirnseite über
Verschlusseinrichtungen verschlossene Revisionsöffnungen vorhanden, über die
die Zweigkanäle nach
Abnahme der Verschlusseinrichtungen von der ersten Stirnseite her
zugänglich
sind. Vorzugsweise ist jedem Zweigkanal eine eigene Revisionsöffnung zugeordnet. Über die
Revisionsöffnungen
kann ein Nachfüllen
oder Entlüften
der Erdsonden oder auch eine Druckprüfung vorgenommen werden. Außerdem können über die
Revisionsöffnungen
Leitungssuchgeräte
eingeführt
werden, um eventuelle Defekte zu lokalisieren, so dass Reparaturen
zielgerichtet durchgeführt
werden können.
Die Revisionsöffnungen
sind vorzugsweise in der ersten Stirnseite in axialer Fortsetzung
der Zweigkanäle
angeordnet, damit die Zuführung
eines Leitungssuchgerätes
besonders einfach ist.
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In
besonders bevorzugter Ausführung
werden die Verschlusseinrichtungen der Revisionsöffnungen von den Ventilen gebildet,
die mit den Ventilbetätigungen
zumindest teilweise von der ersten Stirnseite her unter Öffnung der
Revisionsöffnungen ausbaubar
sind. Es sind also keine separaten Revisionsöffnungen notwendig.
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Das
Gehäuse
ist zweckmäßigerweise
als Vollmaterialgehäuse,
vorzugsweise aus einem geeigneten Kunststoff wie PE100, PVC, PP,
PA etc. ausgebildet, in das der Hauptkanal und die Zweigkanäle eingeformt
sind. Durch die Verwendung von Kunststoff wird Korrosion und Schwitzwasserbildung vermieden.
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Nach
einem weiteren Merkmal der Erfindung ist vorgeschlagen, dass in
den Hauptkanal ein Hauptleitungsrohr – zweckmäßigerweise aus Kunststoff – und in
die Zweigkanäle
Zweigleitungsrohre – ebenfalls
zweckmäßigerweise
aus Kunststoff – eingesetzt und
mit dem Vollmaterialgehäuse
verschweißt
sind, beispielsweise durch Polyfusionsschweißung. Hierdurch entfallen die
normalerweise notwendigen Formteile wie Bögen, T-Stücke, Winkel oder Verschraubungen.
Dies vermindert die Gefahr von Undichtigkeiten. Das Hauptleitungsrohr
und die Zweigleitungsrohre können
dabei als Gewindestutzen ausgebildet sein, auf die dann die Leitungen
für die Erdsonden
bzw. zu dem Wärmetauscher
aufgeschraubt werden.
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Die
vorbeschriebene Ventileinrichtung kann sowohl als Verteiler im Zulauf
einer Wärmepumpenanlage
als auch als Sammler im Rücklauf
verwendet werden. Es bietet sich jedoch an, eine Kombination aus
zwei nebeneinander angeordneten Ventileinrichtungen vorzusehen,
wobei die eine Ventileinrichtung um 180° gegenüber der anderen Ventileinrichtung derart
verdreht ist, dass die erste Seite der einen neben der zweiten Seite
der anderen Ventileinrichtung zu liegen kommen. Eine solche Kombination
kann dann in einem gemeinsamen Mauerdurchbruch eingebaut werden.
Vorzugsweise weisen die beiden Ventileinrichtungen dann ein gemeinsames
Gehäuse,
beispielsweise in Form eines Kunststoffblockes mit eingeformten
Kanälen,
auf.
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In
der Zeichnung ist die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels
näher veranschaulicht.
Sie zeigt:
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1 einen
Längsschnitt
durch die erfindungsgemäße Ventileinrichtung
und
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2 eine
Draufsicht auf die Ventileinrichtung gemäß 1 ohne Ventile.
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Die
in den Figuren dargestellte Ventileinrichtung 1 weist ein
Gehäuse 2 auf,
dessen äußere Formgebung
durch einen Zylindermantel 3 und zwei kreisrunde, zueinander
parallele und ebene Stirnseiten 4, 5 gebildet
wird. Das Gehäuse 2 ist
als Vollmaterialgehäuse
ausgebildet und besteht aus einem geeigneten Kunststoff, beispielsweise
PE100, PVC, PP, PA etc.
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In
der ersten Stirnseite 4 befindet sich mittig eine Hauptanschlussöffnung 6,
von der aus nach innen ein Hauptkanal 7 kreisrunden Querschnitts
ausgeht, dessen Mittelachse sich senkrecht zur ersten Stirnseite 4 erstreckt
und durch die Mittelachse des Gehäuses 2 geht. Der Hauptkanal 7 ist
durch eine Sackbohrung von der ersten Stirnseite 4 her
eingeformt worden. In den Hauptkanal 7 eingesetzt ist ein Hauptleitungsrohr 8 aus
Kunststoff, das in diesem Fall als Rohrstutzen mit Außengewinde
ausgebildet ist, auf dessen freies Ende ein zu einer Wärmepumpe führendes
Leitungsrohr aufgeschraubt werden kann. Das Hauptleitungsrohr 8 ist
mit dem Material des Gehäuses 2 polyfusionsverschweist.
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Gegenüber dem
Hauptkanal 7 nach außen versetzt
sind insgesamt 6 Zweigkanäle, von denen in 1 nur
zwei Zweigkanäle 9, 10 zu
sehen sind. Die Zweigkanäle 9, 10 haben – wie aus 2 erkennbar – gleichen
Winkelabstand von 60° zueinander,
und die Mittelachsen der Zweigkanäle 9, 10 liegen
auf einem Kreis, dessen Mittelpunkt durch die Mittelachse des Hauptkanals 7 geht.
Die Zweigkanäle 9, 10 verlaufen
parallel zu dem Hauptkanal 7 und damit senkrecht zu den
beiden Stirnseiten 4, 5. Die Zweigkanäle 9, 10 haben
in Richtung auf die zweite Stirnseite 5 Erweiterungen 12, 13,
in die Zweigleitungsrohre 14, 15 aus Kunststoff
eingesetzt sind. Auch sie sind als Anschweißstutzen ausgebildet und mit
dem Gehäuse 2 polyfusionsverschweist.
Auf die Zweigleitungsrohre 14, 15 können die
Leitungen aufgeschweißt
werden, die zu Erdson den einer Wärmepumpeanlage
führen. Die
zu den hier nicht sichtbaren Zweigkanälen gehörenden Zweigleitungsrohre sind
der Übersichtlichkeit halber
weggelassen.
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Die
Zweigkanäle 9, 10 sind
an den Zweigleitungsrohren 14, 15 abgewandten
Enden über
jeweils einen Querkanal 16, 17 und Querbohrungen 18, 19 in dem
Hauptleitungsrohr 8 mit dem Hauptkanal 7 verbunden.
Dabei sind die zu den in 1 nicht zu sehenden Querkanälen führenden
Querbohrungen in dem Hauptleitungsrohr 8 nicht eingezeichnet.
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In
axialer Verlängerung
der Zweigkanälen 9, 10 sind
Tellerventile 20, 21 angeordnet, wobei diejenigen
Tellerventile, die zu den hier nicht sichtbaren Zweigkanälen gehören, zeichnerisch
weggelassen sind. Jedem Zweigkanal 9, 10 ist jeweils
ein separates Tellerventil 20, 21 zugeordnet.
Die Tellerventile 20, 21 sind von der ersten Stirnseite 4 in
Ventilbohrungen 22, 23 eingesetzt, die Fortsetzungen
der Zweigkanälen 9, 10 bilden
und so axial zu diesen verlaufen. Die Zweigkanäle 9, 10 und
die Ventilbohrungen 22, 23 bilden – von der
ersten Stirnseite 4 her gesehen – jenseits der Querkanäle 16, 17 jeweils
einen Ventilsitz 24, 25 in Form eines entsprechenden
Absatzes aus.
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Die
Tellerventile 20, 21 weisen Ventilteller 26, 27 auf,
deren Durchmesser größer ist
als der Durchmesser der Zweigkanäle 9, 10 und
die deshalb auf dem jeweils zugehörigen Ventilsitz 24, 25 aufgesetzt werden
können
und in diesem Zustand den jeweils zugehörigen Zweigkanal 9, 10 abdichten.
Die Ventilteller 26, 27 sind an den untenseitigen
Enden von Ventilstangen 28, 29 angebracht, deren
Längsachsen
koaxial zu den Längsachsen
der Ventilbohrungen 22, 23 bzw. den Zweigkanälen 90, 10 verlaufen. Die
Ventilstangen durchsetzen im Bereich der ersten Stirnseite jeweils
eine Stangenführung 30, 31 und
enden außerhalb
des Gehäuses 2 in
Ventilbetätigungen in
Form von Ventilhähnen 32, 33.
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Die
Ventilstangen 28, 29 sind innerhalb der Stangenführungen 30, 31 in
Gewinden gelagert, so dass die Ventilstangen 28, 29 durch
Verdrehen über die
Ventilhähne 32, 33 längsbewegt
werden können und
hierdurch die jeweils zugehörigen
Ventilteller 26, 27 von dem jeweils zugehörigen Ventilsitz 24, 25 abgehoben
oder auf diesen aufgesetzt werden können. In 1 ist
der Ventilteller 26 des links dargestellten Tellerventils 20 nahezu
auf den Ventilsitz 24 abgesenkt, so dass der zugehörige Zweigkanal 9 praktisch
geschlossen ist. Es versteht sich, dass er noch weiter bis in Anlage
auf den Ventilsitz 24 abgesenkt werden kann. Bei dem rechten
Tellerventil 21 ist der zugehörige Ventilteller 27 durch
entsprechende Drehbewegung der Ventilstange 29 soweit angehoben,
dass der Hauptkanal 7 über
die Querbohrung 19 und den Querkanal 17 freie
Verbindung zu dem Zweigkanal 10 hat.
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Die
Stangenführungen 30, 31 sind
in die Ventilbohrung 22, 23 eingeschraubt und
dadurch mit dem Gehäuse 2 verbunden.
Durch Ausschrauben der Stangenführungen 30, 31 können diese
zusammen mit den Ventilstangen 28, 29 und den
zuge hörigen
Ventiltellern 26, 27 aus den Ventilbohrungen 22, 23 herausgezogen
werden, und zwar für
jedes Tellerventil 20, 21 unabhängig von
einander. Hierdurch entstehen Revisionsöffnungen 34, 35, 36, 37, 38, 39 in
der ersten Stirnseite 4 in Ausrichtung zu den jeweils zugehörigen Zweigkanälen 9, 10 über die
beispielsweise Leitungsprüfgeräte eingeführt und
durch die Zweigkanäle 9, 10 und
die Zweigleitungsrohre 14, 15 bis zu Erdsonden
geführt
werden können.
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Es
versteht sich, dass neben der dargestellten Ventileinrichtung 1 eine
weitere Ventileinrichtung angeordnet werden kann, jedoch um 180° so verdreht,
dass das zugehörige
Hauptleitungsrohr von unter her nach oben in das Gehäuse hineinragt
und die Zweigleitungsrohre 14, 15 nach oben vorstehen, d.h.
neben der ersten Stirnseite 4 liegt dann die zweite Stirnseite
der daneben angeordneten Ventileinrichtung. Es bietet sich dann
an, für
beide Ventileinrichtungen ein gemeinsames Gehäuse vorzusehen, so dass aus
einem einzigen Kunststoffblock mit darin eingeformten Kanälen besteht.