DE202010013096U1

DE202010013096U1 - Hydraulic switch

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Publication number: DE202010013096U1
Application number: DE202010013096U
Authority: DE
Original assignee: Technische Universitaet Chemnitz
Current assignee: Technische Universitaet Chemnitz
Priority date: 2010-12-10
Filing date: 2010-12-10
Publication date: 2012-03-12
Anticipated expiration: 2020-12-11
Also published as: WO2012076009A2; EP2649378B1; DE112011104334A5; WO2012076009A4; WO2012076009A3; EP2649378A2

Abstract

Hydraulische Weiche für hydraulische Systeme insbesondere, Wärme- und Kälteversorgungssystemen, die zwischen wenigstens einem Erzeugerkreislauf (K1) und wenigstens einem Verbraucherkreislauf (K2) angeordnet ist und ein Weichengehäuse (2) aufweist, dessen Längsachse (A) im Einbauzustand der Weiche (1) im Wesentlichen vertikal verläuft und dessen Inneres einen Raum (3) für ein Temperaturträgerfluid aufweist, wobei an dem Weichengehäuse (2) wenigstens ein erster Vorlaufanschluss (4) zum Erzeugerkreislauf und wenigstens ein erster Rücklaufanschluss (5) zum Erzeugerkreislauf führt sowie wenigstens ein zweiter Vorlaufanschluss (6) und ein zweiter Rücklaufanschluss (7) mit dem Verbraucherkreislauf (K2) verbindbar sind, wobei sich zwischen dem ersten Vorlaufanschluss und dem zweiten Vorlaufanschluss ein sich in Strömungsrichtung erstreckendes erstes strömungsleitendes Element (8) und zwischen dem ersten Rücklauf und zweiten Rücklauf ein sich in Strömungsrichtung erstreckendes zweites strömungsleitendes Element (9) angeordnet ist, wobei das erste und das zweite strömungsleitende Element (8, 9) jeweils in Form eines umfangsseitig offenen gebogenen Rohres mit einem den Ausgleich eines großen Volumenstromes...Hydraulic switch for hydraulic systems in particular, heating and cooling supply systems, which is arranged between at least one generator circuit (K1) and at least one consumer circuit (K2) and has a switch housing (2), the longitudinal axis (A) of which in the installed state of the switch (1) in It runs essentially vertically and the interior of which has a space (3) for a temperature carrier fluid, at least one first supply connection (4) leading to the generator circuit and at least one first return connection (5) leading to the generator circuit on the switch housing (2) and at least one second supply connection (6 ) and a second return connection (7) can be connected to the consumer circuit (K2), a first flow-guiding element (8) extending in the flow direction extending between the first flow connection and the second flow connection and a flow-oriented element between the first return and second return extending second flow-guiding element (9) is arranged, the first and the second flow-guiding element (8, 9) each in the form of a circumferentially open bent tube with a compensation of a large volume flow ...

Description

Bei einer hydraulischen Weiche handelt es sich um ein Bauteil, das in hydraulischen Systemen, wie beispielsweise Wärme- und Kälteversorgungssystemen zum Energietransport eingesetzt wird, um Erzeuger- und Verbraucherkreislauf druckseitig voneinander zu entkoppeln. Dabei durchströmt ein Temperaturträgerfluid (meist Wasser, wässrige Gemische, Öl) in einem Vor- und Rücklauf mit unterschiedlichen Temperaturen die Weiche, wobei sie nur aufgrund ihrer räumlichen Lage voneinander getrennt sind, es sind also normalerweise keine Trennwände eingebaut. Die hydraulische Weiche ist dabei in Form eines sich vertikal erstreckenden Hohlkörpers ausgebildet und weist jeweils am unteren und oberen Bereich Anschlüsse zum Erzeugerkreislauf sowie dazu im Wesentlichen gegenüberliegend Anschlüsse zu einem Verbraucherkreislauf auf. Dies führt dazu, dass es in der Vielzahl der Fälle eine hydraulische bzw. thermische Beeinflussung zwischen den Volumenströmen des Vor- und Rücklaufes gibt, da es in den hydraulischen Weichen zu unerwünschten Mischungserscheinungen kommt Bei der Kältetechnik ist die Spreizung mit 6 bis 10 K sehr gering, weshalb die Beeinflussung der Temperaturen im Vergleich zur Heiztechnik kritisch zu betrachten ist, da sie unter Umständen einen unwirtschaftlichen Betrieb nach sich ziehen kann. Diese wirken sich auf die Temperaturen in den Kreisläufen (z. B. Abweichung von der Planungsvorgabe) negativ aus. Damit wird die Systemfunktionsweise beeinträchtigt und somit der Wirkungsgrad reduziert. Bei großen Versorgungssystemen mit großen Rohrnennweiten kann man die hydraulische Weiche durch die baulichen Gegebenheiten oft nicht mit der Höhe entsprechend des VDMA Einheitsblattes 24770 [1] errichten. Dann nimmt die Mischungsproblematik signifikant zu.A hydraulic diverter is a component that is used in hydraulic systems, such as heat and cold supply systems for energy transport, to decouple the generator and consumer circuit from each other on the pressure side. In this case, a temperature-carrying fluid flows through (usually water, aqueous mixtures, oil) in a flow and return at different temperatures, the switch, they are separated only because of their spatial position, so there are usually no partitions installed. The hydraulic switch is designed in the form of a vertically extending hollow body and has in each case at the lower and upper region connections to the generator circuit and to essentially opposite connections to a consumer circuit. This leads to the fact that there is a hydraulic or thermal influence between the flow rates of the flow and return in the variety of cases, as it comes in the hydraulic switches to undesirable mixing phenomena In refrigeration, the spread with 6 to 10 K is very low why the influence of the temperatures compared to the heating technology is to be considered critically, as it may cause uneconomic operation under certain circumstances. These have a negative effect on the temperatures in the circuits (eg deviation from the planning specification). This affects the system function and thus reduces the efficiency. For large supply systems with large nominal pipe sizes, the hydraulic separator can often not be built with the height according to VDMA Specification 24770 [1] due to the structural conditions. Then the mixture problem increases significantly.

Aus der Druckschrift DE 20 2004 009 356 U1 ist eine hydraulische Weiche bekannt, welche für eine Heizungsanlage mit einem länglichen Weichengehäuse eingesetzt wird, dessen Längsachse im Einbauzustand der Weiche vertikal verläuft und dessen Inneres einen Wasserraum für das Heizwasser der Heizungsanlage bildet, mit je einem Kesselvorlaufanschluss und Kesselrücklaufanschluss, die im vertikalen Abstand zueinander an der einen Längsseite des Weichengehäuses angeordnet sind und mit je einem Verbrauchervorlaufanschluss und Verbraucherrücklaufanschluss, die im vertikalen Abstand zueinander an der anderen Längsseite des Weichengehäuses angeordnet sind, wobei der Kesselrücklaufanschluss und der Verbraucherrücklaufanschluss im unteren Bereich des Weichengehäuses liegen und wobei der Verbrauchervorlaufanschluss im oberen Bereich des Weichengehäuses liegt und wobei der Kesselvorlaufanschluss relativ zum Verbrauchervorlaufanschluss nach unten hin versetzt liegt und im Inneren des Weichengehäuses eine Trennwand vorgesehen ist, die einen vom Kesselvorlaufanschluss in den oberen Bereich des Inneren des Weichengehäuses führenden Kanal vom übrigen Inneren des Weichengehäuses abgrenzt. Nachteilig dabei ist, dass die Trennwand vertikal und damit quer zur Strömungsrichtung verläuft, wodurch der Strömungswiderstand negativ beeinflusst wird.From the publication DE 20 2004 009 356 U1 a hydraulic switch is known, which is used for a heating system with an elongated switch housing, the longitudinal axis in the installed state of the switch vertically and the interior of which forms a water space for the heating water of the heating system, each with a boiler supply connection and boiler return connection, the vertical distance to each other the one longitudinal side of the switch housing are arranged and each with a Verbraucherervorlaufanschluss and consumer return port, which are arranged at a vertical distance from each other on the other longitudinal side of the switch housing, the boiler return port and the consumer return port in the lower part of the switch housing and wherein the consumer supply port in the upper part of the switch housing and wherein the boiler supply connection is offset relative to the consumer supply connection downwards and inside the switch housing, a partition wall is provided which delimits a channel leading from the boiler supply connection into the upper region of the interior of the switch housing from the remaining interior of the switch housing. The disadvantage here is that the partition wall is vertical and thus transverse to the flow direction, whereby the flow resistance is adversely affected.

Eine weitere Einrichtung in Form eines Verteilers für Heizungsanlagen ist aus EP 0 312 903 A1 bekannt. Diese besitzt eine Wärmequelle, in welcher ein als Wärmeträger dienendes Medium aufgeheizt wird. Die Wärmequelle ist mit einer Vorlaufleitung und einer Rücklaufleitung verbunden. In einer dieser Leitungen ist eine Umlaufpumpe vorgesehen. Zueinander parallel geschaltete Verbraucherkreise besitzen je eine Vorlauf- und eine Rücklaufleitung und in jeweils einer dieser Leitungen ist eine Umlaufpumpe vorgesehen. Zwischen der Wärmequelle und den Verbraucherkreisen ist ein Behälter in der Art einer hydraulischen Weiche vorgesehen und die Vorlaufleitung und die Rücklaufleitung der Wärmequelle und die Vorlauf- und die Rücklaufleitungen der Verbraucherkreise sind direkt mit diesem Behälter verbunden und münden in diesen. Im Behälter ist ein das durchströmende Medium mischendes gitter- oder netzartiges Leitorgan vorgesehen. In herkömmlichen hydraulischen Weichen ist jedoch eine Mischung des Mediums von Vor- und Rücklauf häufig nicht gewünscht, da es dadurch zu einer unerwünschten Temperaturbeeinflussung des Vorlaufes kommt.Another device in the form of a distributor for heating systems is off EP 0 312 903 A1 known. This has a heat source in which a serving as a heat transfer medium is heated. The heat source is connected to a supply line and a return line. In one of these lines a circulation pump is provided. Consumer circuits connected in parallel to one another each have a flow line and a return line, and a circulation pump is provided in each of these lines. Between the heat source and the consumer circuits, a container is provided in the manner of a hydraulic switch and the flow line and the return line of the heat source and the flow and return lines of the consumer circuits are directly connected to this container and open into it. In the container, a flowing through the medium mixing lattice or net-like guide member is provided. In conventional hydraulic switches, however, a mixture of the medium of flow and return is often not desired, since it leads to an undesirable effect on the temperature of the flow.

Eine in der Druckschrift EP 1 672 286 A1 beschriebene Verteilervorrichtung für einen mit einem flüssigen Medium betriebenen Kreislauf einer Wärmeversorgungsanlage, insbesondere einer Warmwasserheizungsanlage mit einem Wandkessel als Wärmequelle und mit gemischten und/oder ungemischten Heizkreisen, umfasst in einem Hohlprofil neben einer Vorlaufkammer und einer Rücklaufkammer eine weitere Kammer als hydraulische Weiche, in welche die Kesselvor- und Rücklaufleitungen münden und die ihrerseits mit der Vorlaufkammer und mit der Rücklaufkammer verbunden ist. In der Weichenkammer ist dabei zumindest im Bereich der Einmündung des Kesselvorlaufs ein die Richtung des Vorlaufstroms beeinflussendes Leitblech angeordnet, wobei das Leitblech jedoch quer in den Strömungsverlauf der Kessel-Vorlaufleitung hineinragt und sich dadurch negativ auf den Strömungswiderstand auswirkt.One in the publication EP 1 672 286 A1 described distribution device for a operated with a liquid medium circuit of a heat supply system, in particular a hot water heating system with a wall boiler as a heat source and mixed and / or unmixed heating circuits comprises in a hollow profile next to a flow chamber and a return chamber, another chamber as a hydraulic switch, in which the Kesselvor- and return lines open and which in turn is connected to the flow chamber and the return chamber. In the swirl chamber, a guide plate influencing the direction of the flow stream is arranged at least in the region of the mouth of the boiler flow, but the guide plate projects transversely into the flow path of the boiler flow line and thereby has a negative effect on the flow resistance.

Aus der Druckschrift DE 44 07 807 A1 ist eine Heizanlage mit ein oder mehr Heizkesseln eines Versorgerkreislaufes bekannt, die gemeinsam Verbraucher versorgen, wobei zwischen Vor- und Rücklauf eine hydraulische Weiche in Form eines langen rechteckigen oder runden Behälters mit den beiden Endbereichen zugeordneten Vor- bzw. Rücklaufstutzen geschaltet ist, wobei die Anschlüsse der Vorlaufstutzen und der Rücklaufstutzen im Anschlussbereich mit der Behälterwand ausgehalst sind und dass in den Endbereichen jenseits der Stutzen dreieckige Leitbleche angeordnet sind, die mit ihrer Spitze bis über Stutzenmitte oder weit darüber hinaus ragen und bis an die gegenüberliegende Wandung der Stutzen reichend ausgebildet sind. Weiterhin weisen die Leitbleche mit den Spitzen aufeinander zu. Das Zurückführen des Vorlaufes ohne Abgabe an den Heizkreis wieder zurück zum Kessel soll insbesondere dann vorteilhaft problemlos möglich sein, wenn die Leitbleche mit ihrer Spitze bis über Stutzenmitte oder weit darüber hinausragend angeordnet sind. Dadurch wird der Vorlauf dann, wenn eine Abnahme auf der Rücklaufseite gegeben und entsprechend auf der Heizkreisseite keine Abnahme vorhanden ist, mit dem strömenden Wassermedium gleichförmig umgeleitet und durch das lange schlanke Gehäuse des Behälters wieder zurückgeführt. Wenn auf der Heizkreisseite eine entsprechend hohe Abnahme auftritt, wird durch die entsprechend ausgebildete Spitze der Leitbleche sichergestellt, dass die Strömung um das Leitblech herum in den gegenüberliegenden Stutzen erfolgt, wodurch auch in diesem Fall durch die Leitbleche ein Strömungswiderstand gebildet wird.From the publication DE 44 07 807 A1 is a heating system with one or more boilers of a supply circuit known to provide consumers together, with between the supply and return a hydraulic switch in the form of a long rectangular or round container with the two end regions associated flow and return pipe is connected, wherein the connections of the supply pipe and the return pipe are ausgehalst in the connection area with the container wall and that in the end regions beyond the nozzle triangular baffles are arranged, which protrude with its tip to the center of the nozzle or far beyond and up to the opposite wall of the Neck are designed reaching. Furthermore, the guide plates with the tips towards each other. The return of the flow without delivery to the heating circuit back to the boiler should be particularly advantageous without any problems, especially when the baffles are arranged with its tip to the center of the nozzle or far beyond. As a result, if there is a decrease on the return side and accordingly there is no decrease on the heating circuit side, the supply is diverted uniformly with the flowing water medium and returned again through the long, slim housing of the container. If a correspondingly high decrease occurs on the heating circuit side, it is ensured by the correspondingly formed tip of the baffles that the flow takes place around the baffle in the opposite nozzle, whereby a flow resistance is formed by the baffles in this case.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine hydraulische Weiche bereitzustellen, die zwischen einem Erzeugerkreislauf und einem Verbraucherkreislauf angeordnet ist und die unter Verwendung von strömungsleitenden Elementen die Strömungsverhältnisse deutlich Verbessert, wobei nur ein geringer Druckverlust zu verzeichnen ist.The object of the invention is to provide a hydraulic switch which is arranged between a generator circuit and a consumer circuit and which significantly improves the flow conditions using flow-conducting elements, wherein only a small pressure loss is recorded.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des ersten Schutzanspruchs gelöst.This object is achieved by the features of the first protection claim.

Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.Advantageous embodiments emerge from the subclaims.

Die hydraulische Weiche wird insbesondere in hydraulischen Systemen, wie beispielsweise Wärme- und Kälteversorgungssystemen zum Energietransport eingesetzt, um Erzeuger- und Verbraucherkreislauf druckseitig voneinander zu entkoppeln und ist zwischen wenigstens einem Erzeugerkreislauf und wenigstens einem Verbraucherkreislauf angeordnet und weist ein Weichengehäuse auf, dessen Längsachse im Einbauzustand der Weiche im Wesentlichen vertikal verläuft und dessen Inneres einen Raum für ein Temperaturträgerfluid aufweist, wobei an dem Weichengehäuse wenigstens ein erster Vorlaufanschluss und wenigstens ein erster Rücklaufanschluss mit dem Erzeugerkreislauf in Verbindung steht sowie wenigstens ein zweiter Vorlaufanschluss und ein zweiter Rücklaufanschluss mit dem Verbraucherkreislauf verbindbar sind, wobei sich zwischen dem ersten Vorlaufanschluss und dem zweiten Vorlaufanschluss ein sich in Strömungsrichtung erstreckendes erstes strömungsleitendes Element und zwischen erstem Rücklauf und zweitem Rücklauf ein sich in Strömungsrichtung erstreckendes zweites strömungsleitendes Element angeordnet ist, wobei das erste und das zweite strömungsleitende Element jeweils in Form eines umfangsseitig offenen gebogenen Rohres mit einem den Ausgleich eines großen Volumenstromes gewährleistenden Öffnungswinkel (α) ausgebildet sind.The hydraulic switch is used in particular in hydraulic systems, such as heat and cold supply systems for energy transport to decouple producer and consumer circuit pressure side and is arranged between at least one generator circuit and at least one consumer circuit and has a switch housing, the longitudinal axis in the installed state of Switch substantially vertically extends and the interior of which has a space for a temperature carrier fluid, wherein at the switch housing at least a first flow connection and at least a first return connection with the generator circuit is in communication and at least a second flow connection and a second return connection to the consumer circuit are connectable between the first flow connection and the second flow connection, a flow direction in the direction extending first flow-conducting element and between the first Rüc a second flow-conducting element extending in the flow direction is arranged on the second and the second return, wherein the first and the second flow-conducting element are each designed in the form of a curved tube open on the circumference with an opening angle (α) ensuring the equalization of a large volume flow.

Der Öffnungswinkel des gebogenen umfangsseitig offenen strömungsleitenden Elementes liegt dabei bevorzugt zwischen 5° und 270°.The opening angle of the curved circumferentially open flow-conducting element is preferably between 5 ° and 270 °.

Bevorzugt weist das strömungsleitende Element, welches in Richtung zur Unterseite des Weichengehäuses angeordnet ist, eine umfangsseitige nach unten gerichtete Öffnung auf und das strömungsleitende Element, welches darüber in Richtung zur Oberseite des Weichengehäuses angeordnet ist, besitzt eine nach oben gerichtete umfangsseitige Öffnung.Preferably, the flow-conducting element, which is arranged in the direction of the underside of the switch housing, a peripheral downwardly directed opening and the flow-conducting element, which is arranged above it in the direction of the top of the switch housing, has an upwardly directed peripheral opening.

Vorteilhafter Weise ist das strömungsleitende Element jeweils in Form eines an beiden Enden und umfangsseitig offenen gebogenen Rohres, insbesondere in Form eines im Wesentlichen halben (im Querschnitt halbkreisförmigen) Rohres (Halbrohres), ausgebildet und wird somit als „Halbrohrschikane” bezeichnet.Advantageously, the flow-conducting element is in each case in the form of a bent tube open at both ends and peripherally, in particular in the form of a substantially half (semicircular in cross section) tube (half tube), and is thus referred to as "half tube chicane".

Weiterhin weisen die quer zur Strömungsrichtung offenen Seiten der Halbrohre voneinander weg und deren geschlossenen Seiten aufeinander zu. Es ist möglich ein Rohr längs in etwa mittig zu trennen und die beiden Hälften als halbrohrförmige strömungsleitende Elemente einzusetzen. Alternativ können auch zwei plattenförmige Elemente entsprechend der geforderten Form des strömungsleitenden Elementes umfangsseitig offen mit einem entsprechenden Öffnungswinkel gebogen werden. Alternativ ist es auch möglich, ein umfangsseitig geschlossenes Rohr zu verwenden und dies auf einer umfangsseitigen Hälfte mit einer sich längs erstreckenden Öffnung (entsprechend des erforderlichen Öffnungswinkels) zu versehen.Furthermore, the sides of the half-tubes open at right angles to the flow direction are away from one another and their closed sides toward one another. It is possible to separate a tube longitudinally approximately in the middle and to use the two halves as semi-tubular flow-conducting elements. Alternatively, two plate-shaped elements can be bent according to the required shape of the flow-conducting element circumferentially open with a corresponding opening angle. Alternatively, it is also possible to use a circumferentially closed tube and to provide this on a peripheral half with a longitudinally extending opening (corresponding to the required opening angle).

Überraschender Weise wurde festgestellt, dass durch die zwischen ersten und zweiten Vorlauf und zwischen ersten und zweiten Rücklauf angeordneten strömungsleitenden Elemente durch die relativ großen Öffnungen, die den Austausch eines großen Volumenstroms zwischen dem sich im Weichengehäuse befindlichen Temperaturträgerfluid und dem Volumenstroms, der durch die strömungsleitenden Elemente fließt gewährleistet wird, wodurch einerseits das Strömungsverhalten des Temperaturträgerfluids wesentlich verbessert wird und zusätzlich Druckverluste im Vergleich zu herkömmlichen hydraulischen Weichen ohne strömungsleitende Elemente reduziert werden.Surprisingly, it has been found that, due to the relatively large openings communicating between the first and second flow and between the first and second return flow-conducting elements, the exchange of a large volume flow between the located in the switch housing temperature carrier fluid and the volume flow through the flow-conducting elements is ensured, whereby on the one hand, the flow behavior of the temperature carrier fluid is significantly improved and in addition pressure losses compared to conventional hydraulic switches are reduced without flow-conducting elements.

Weiterhin kann mit dem erfindungsgemäßen System auch eine Erhöhung des Wirkungsgrades gewährleistet werden.Furthermore, an increase in the efficiency can be ensured with the system according to the invention.

Überraschender Weise wird auch bei einem großen Öffnungswinkel des Strömungsleitenden Elementes bis 270° noch eine gute Trennung zwischen dem Volumenstrom des Vorlaufes und dem Volumenstrom des Rücklaufes gewährleistet.Surprisingly, a good separation between the volume flow of the flow and the volume flow of the return is guaranteed even with a large opening angle of the flow-conducting element to 270 °.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels und zugehöriger Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:The invention will be explained in more detail with reference to an embodiment and associated drawings. Show it:

1 die Prinzipdarstellung einer hydraulischen Weiche eines Systems für eine Kühlung im Längsschnitt, 1 the schematic representation of a hydraulic switch of a system for cooling in longitudinal section,

2 den Schnitt A-A gemäß 1, 2 the section AA according to 1 .

3 strömungsleitendes Element mit einem Öffnungswinkel von α = 20°, 3 flow-conducting element with an opening angle of α = 20 °,

4 strömungsleitendes Element mit einem Öffnungswinkel von α = 180° und 4 flow-conducting element with an opening angle of α = 180 ° and

5 strömungsleitendes Element mit einem Öffnungswinkel von α = 270°. 5 flow-conducting element with an opening angle of α = 270 °.

Die hydraulische Weiche 1 ist gemäß 1 zwischen einem Erzeugerkreislauf K1 und einem Verbraucherkreislauf K2 angeordnet, wobei die Kälteerzeugung auf der Seite des Erzeugerkreislaufes K1 beispielsweise mit einer nicht dargestellten Kältemaschine erfolgt. Die hydraulische Weiche 1 besitzt ein sich vertikal erstreckendes Weichengehäuse 2 mit einer vertikalen Längsachse A, Das Weichengehäuse 2 weist einen Raum 3 für ein Temperaturträgerfluid auf.The hydraulic switch 1 is according to 1 arranged between a generator circuit K1 and a consumer circuit K2, the refrigeration on the side of the generator circuit K1, for example, with a chiller, not shown. The hydraulic switch 1 has a vertically extending switch housing 2 with a vertical longitudinal axis A, the switch housing 2 has a room 3 for a temperature carrier fluid.

Dabei ist das Weichengehäuse 2 bevorzugt in Form eines Zylinders ausgebildet, dessen Höhe ein Vielfaches des Durchmessers des Zylinders beträgt. Bevorzugt beträgt die Höhe des Weichengehäuses 2 mehr als das 2-fache des Durchmessers des Zylinders. Selbstverständlich kann anstelle eines Zylinders auch eine andere Form für das Weichengehäuse gewählt werden. Das Weichengehäuse 2 weist an seiner Unterseite und an seiner Oberseite insbesondere eine konvex gebogene Form auf, die sich ebenfalls positiv auf das Strömungsverhalten des Temperaturträgerfluids auswirkt.Here is the switch housing 2 preferably in the form of a cylinder whose height is a multiple of the diameter of the cylinder. Preferably, the height of the switch housing is 2 more than 2 times the diameter of the cylinder. Of course, instead of a cylinder and a different shape for the switch housing can be selected. The switch housing 2 has on its underside and on its upper side in particular a convex curved shape, which also has a positive effect on the flow behavior of the temperature-carrier fluid.

Von dem Erzeugerkreislauf K1 führt ein erster Vorlauf 4 zum Weichengehäuse 2 und in dessen Raum 3. Der erste Vorlauf 4 mündet am unteren Bereich der Weiche in deren Raum 3. Im Wesentlichen fluchtend darüberliegend ist ein erster Rücklauf 5 vorgesehen, der ebenfalls durch das Weichengehäuse 2 mit dessen Raum 3 in Verbindung steht. Dem ersten Vorlauf 4 im Wesentlichen gegenüberliegend ist ein zweiter Vorlauf 6 und dem ersten Rücklauf 5 im Wesentlichen gegenüberliegend ist ein zweiter Rücklauf 7 am Weichengehäuse 2 in dessen Raum 3 mündend angebunden und mit dem Verbraucherkreislauf K2 gekoppelt.From the generator circuit K1 performs a first flow 4 to the switch housing 2 and in his room 3 , The first lead 4 opens at the bottom of the switch in their room 3 , Substantially overlying is a first return 5 provided, which also through the switch housing 2 with its space 3 communicates. The first lead 4 essentially opposite is a second lead 6 and the first return 5 essentially opposite is a second return 7 at the switch housing 2 in his room 3 opening connected and coupled with the consumer cycle K2.

In dem Gehäuse 2 der hydraulischen Weiche 1 erstreckt sich zwischen dem ersten Vorlauf 4 und dem zweiten Vorlauf 6 ein in Strömungsrichtung der Vorlaufströmung V erstes strömungsleitendes Element 8 und zwischen erstem Rücklauf 5 und zweitem Rücklauf 7 ein sich in Strömungsrichtung der Rücklaufströmung R erstreckendes zweites strömungsleitendes Element 9. Das erste und das zweite strömungsleitende Element 8, 9 sind in Form von umfangsseitig offenen Halbrohren ausgebildet. Dabei weist die umfangsseitig offene Seite 8.1 des ersten strömungsleitenden Elementes nach unten und die umfangsseitig offene Seite 9.1 des zweiten strömungsleitenden Elementes 9 nach oben und der Öffnungswinkel α des Umfangs beträgt 180° (s. auch 2). Die aufeinander zu gerichteten Bereiche der strömungsleitenden Elemente 8, 9 sind dabei geschlossen.In the case 2 the hydraulic switch 1 extends between the first lead 4 and the second lead 6 a first flow-conducting element in the flow direction of the flow V flow 8th and between first return 5 and second return 7 an extending in the flow direction of the return flow R second flow-conducting element 9 , The first and the second flow-conducting element 8th . 9 are formed in the form of circumferentially open half-tubes. In this case, the circumferentially open side 8.1 the first flow-conducting element down and the circumferentially open side 9.1 of the second flow-conducting element 9 upward and the opening angle α of the circumference is 180 ° (see also 2 ). The mutually facing portions of the flow-conducting elements 8th . 9 are closed.

Das unten über den ersten Vorlauf 4 in Richtung der Vorlaufströmung V zugeführte Temperaturträgerfluid gelangt durch das Weichengehäuse 2 in das nach unten offene erste strömungsleitende Element 8 und über dieses mit gerichteter Strömung in den zweiten Vorlauf 6 des Verbraucherkreislaufes K2 und wird einem nicht dargestellten Verbraucher mittels einer oder mehrerer entsprechender Pumpen zugeführt. Von diesem Verbraucher wird das erwärmte Temperaturträgerfluid über den zweiten Rücklauf 7 des Verbraucherkreislaufes K2 durch das Weichengehäuse 2 in dessen Raum 3 eingebracht und über das nach oben offene zweite strömungsleitende Element 9 ebenfalls mit gerichteter Strömungsrichtung in Rücklaufströmung R in den ersten Rücklauf 5 des Erzeugerkreislaufes geleitet und dort der nicht dargestellten Kältemaschine zugeführt. Auch im Erzeugerkreislauf sind ein oder mehrere nicht dargestellte Pumpe vorgesehen.The bottom of the first lead 4 in the direction of the flow stream V supplied temperature carrier fluid passes through the switch body 2 in the downwardly open first flow-conducting element 8th and over this with directed flow into the second forerunner 6 the consumer circuit K2 and is supplied to a consumer, not shown, by means of one or more corresponding pumps. From this consumer, the heated temperature carrier fluid through the second return 7 of the consumer circuit K2 through the switch housing 2 in his room 3 introduced and via the upwardly open second flow-conducting element 9 also with directed flow direction in return flow R in the first return 5 passed the generator circuit and fed there the chiller, not shown. Also in the generator circuit one or more pumps, not shown, are provided.

Das erste und das zweite strömungsleitende Element sind bevorzugt als Halbrohrschikanen ausgebildet und an beiden Enden sowie in Umfangsrichtung nach einer Seite offen.The first and the second flow-conducting element are preferably designed as half pipe baffles and open at both ends and in the circumferential direction to one side.

Wird das System zur Heizung eingesetzt, ist auf der Erzeugerseite beispielsweise ein Heizkessel angeordnet In diesem Fall befinden sich der erste und zweite Vorlauf 4, 6 an der Oberseite der hydraulischen Weiche 1 und der erste und zweite Rücklauf im Bereich der Unterseite der hydraulischen Weiche. Die umfangsseitigen Öffnungen der strömungsleitenden Elemente 8, 9 weisen ebenfalls voneinander weg.If the system is used for heating, for example, a boiler is arranged on the generator side. In this case, there are the first and second flow 4 . 6 at the top of the hydraulic switch 1 and the first and second returns in the area of the bottom of the hydraulic Soft. The peripheral openings of the flow-conducting elements 8th . 9 also point away from each other.

Die erfindungsgemäße Losung ist mit einem Wärmeträgermedium in Form von Wasser oder anderen Wärme- oder Kälteträgern in Form von Flüssigkeiten betreibbar und kann zur Heizung und Kühlung kleiner und großer Systeme eingesetzt werden.The solution according to the invention can be operated with a heat transfer medium in the form of water or other heat or cooling agents in the form of liquids and can be used for heating and cooling small and large systems.

In 3, 4 und 5 sind Varianten der strömungsleitenden Elemente 8, 9 mit einem Öffnungswinkel von α = 20° (3), von α = 180° (4) und α = 270° (5) dargestellt. Bei der 4 mit einem Öffnungswinkel von 180° wird somit ein halbes Rohr und bei 5 mit einem Öffnungswinkel von 270° nur ein viertel der Umfangswand eines Rohres als strömungsleitendes Element 8, 9 verwendet.In 3 . 4 and 5 are variants of the flow-conducting elements 8th . 9 with an opening angle of α = 20 ° ( 3 ), of α = 180 ° ( 4 ) and α = 270 ° ( 5 ). In the 4 with an opening angle of 180 ° is thus half a pipe and at 5 with an opening angle of 270 °, only a quarter of the peripheral wall of a tube as a flow-conducting element 8th . 9 used.

Durch die großen unfangsseitigen Öffnungen der strömungsleitenden Elemente 8, 9 werden große Volumenströme mit nur geringen Druckverlusten zwischen Erzeugerkreislauf und Verbraucherkreislauf ausgeglichen. Es ist ein nur minimaler Strömungswiderstand beim Ansaugen bzw. Abgeben von Wärmeträgermedium für den Ausgleich des Volumenstroms zu verzeichnen, wobei gleichzeitig eine gute Trennung zwischen dem Volumenstrom des Vorlaufes und dem Volumenstrom des Rücklaufes gewährleistet ist, selbst wenn nur ein Viertelrohr in Form eines gebogenen Bleches verwendet wird.Through the large opening-side openings of the flow-conducting elements 8th . 9 large volumetric flows are compensated with only slight pressure losses between the generator circuit and the consumer circuit. There is only a minimal flow resistance when sucking or discharging heat transfer medium for balancing the volume flow recorded, at the same time a good separation between the flow rate of the flow and the flow rate of the return is ensured, even if only a quarter-pipe used in the form of a bent sheet becomes.

Somit werden unerwünschte zusätzliche Mischvorgänge des Temperaturträgerfluids (Wärme- bzw. Kälteträger) zwischen Vor- und Rücklauf und dem im Weichengehäuse befindlichen Temperaturträgerfluid auf ein mögliches Minimum reduziert Die Berechnung der hydraulischen Weichen erfolgt anhand der Volumenströme und Temperaturen bevorzugt mit Mitteln der Strömungssimulation.Thus, undesired additional mixing processes of the temperature carrier fluid (heat and cold carrier) between supply and return and the temperature carrier fluid located in the switch housing are reduced to a possible minimum The calculation of the hydraulic switches based on the volume flows and temperatures preferably using means of flow simulation.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11: hydraulische Weichehydraulic switch
22: Weichengehäusesoft housing
33: Raum 3 room 3
44: erster Vorlauffirst lead
55: erster Rücklauffirst return
66: zweiter Vorlaufsecond lead
77: zweiter Rücklaufsecond return
88th: erstes strömungsleitendes Elementfirst flow-conducting element
8.18.1: umfangsseitig offene Seite von 8 circumferentially open side of 8th
99: zweites strömungsleitendes Element 9 second flow-conducting element 9
9.19.1: umfangsseitig offene Seite von 9 circumferentially open side of 9
AA: Längsachse ALongitudinal axis A
K1K1: ErzeugerkreislaufThe generator circuit
K2K2: VerbraucherkreislaufConsumer circuit
RR: RücklaufströmungReturn flow
VV: Vorlaufströmungforward flow
αα: Öffnungswinkelopening angle

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 202004009356 U1 [0002]
EP 0312903 A1 [0003]
EP 1672286 A1 [0004]
DE 4407807 A1 [0005]

Claims

Hydraulic switch for hydraulic systems, in particular, heat and cold supply systems, which is arranged between at least one generator circuit (K1) and at least one consumer circuit (K2) and a switch housing ( 2 ), whose longitudinal axis (A) in the installed state of the switch ( 1 ) is substantially vertical and whose interior is a space ( 3 ) for a temperature carrier fluid, wherein on the switch housing ( 2 ) at least one first flow connection ( 4 ) to the generator circuit and at least one first return connection ( 5 ) leads to the generator circuit and at least one second supply connection ( 6 ) and a second return port ( 7 ) are connectable to the consumer circuit (K2), wherein between the first flow connection and the second flow connection, a flow-directional element extending in the flow direction ( 8th ) and between the first return and second return a flow direction extending second flow-conducting element ( 9 ), wherein the first and the second flow-conducting element ( 8th . 9 ) are each formed in the form of a curved tube open at the circumference with an opening angle (α) ensuring the compensation of a large volume flow.

Hydraulic switch according to claim 1, characterized in that the opening angle (α) between 5 ° and 270 ° is formed

Hydraulic switch according to claim 1 or 2, characterized in that the flow-conducting element ( 8th . 9 ), which towards the bottom of the switch housing ( 2 ), having a downwardly-directed opening formed by the opening angle (α), and in that the flow-conducting element projecting towards the upper side of the switch housing (FIG. 2 ), has an upwardly-directed opening formed by the opening angle (α).

Hydraulic separator according to one of claims 1 to 3, characterized in that the flow-conducting element ( 8th . 9 ) in the form of a substantially half (in cross section semicircular) tube is formed.

Hydraulic separator according to one of Claims 1 to 4, characterized in that the flow-conducting elements (15) designed as half-tubes 8th . 9 ) with their open pages ( 8.1 . 9.1 ) are directed away from each other and with their closed sides facing each other.

Hydraulic switch according to one of claims 1 to 5, characterized in that the radius of the two tubular flow-conducting elements ( 8th . 9 ) substantially the radius of the first and second flow connection ( 4 . 6 ) and the radius of the first and second return port ( 5 . 7 ) corresponds.