DE2121935A1

DE2121935A1 - Regelventilanordnung für 4-Leiter-Klimaanlagen

Info

Publication number: DE2121935A1
Application number: DE19712121935
Authority: DE
Inventors: Niels Peter Grand Augustenborg Graversen (Dänemark). P
Original assignee: Danfoss AS
Current assignee: Danfoss AS
Priority date: 1971-05-04
Filing date: 1971-05-04
Publication date: 1972-11-16
Also published as: DE2121935B2; DE2121935C3

Description

Regelventilanordnung für 4-Leiter-Klimaanlagen

Die Erfindung bezieht sich auf eine Regelventilanordnung, insbesondere thermostatisch betätigte Regelventilanordnung, für 4-Leiter-Klimaanlagen mit getrennten Wärmeaustauschern für das Kühl- und Heizmedium, bei dem ein gemeinsamer Ventilschaft zwei den Durchfluß des Kühlmediums bzw. des Heizmediums durch den zugehörigen Wärmeaustauscher steuernde Ventile verstellt.

Es ist eine Regelventilanordnung dieser Art bekannt, bei der der gemeinsame Ventilschaft ein erstes Verschlußstück für das Heizmedium und ein zweites Verschlußstück für das Kühlmedium verstellte Beide Verschlußstücke wirken jeweils mit einem Ventilsitz zusammen und trennen einen Austrittsraum für .das Heizmedium bzw. Kühlmedium vom jeweiligen Eintrittsraum. Die den beiden Medien zugeordneten Räume sind durch eine nur vom Ventilschaft durchsetzte Wand getrennt.

Bei Verwendung einer solchen Regelventilanordnung ergibt sich aber eine erhebliche Zeitverzögerung» Beim Öffnen eines der beiden Ventile gelangt nämlich zunächst Heizmedium oder Kühlmedium in den zugehörigen Wärmeaustauscher, welches in den Vorlaufleitungen stand und daher auf die Umgebungstemperatur abgekühlt oder angewärmt worden war.

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Des weiteren sind Regelventilanordnungen für 4-Leiter-Klimaanlagen bekannt, bei denen ein Ventilgehäuse insgesamt sechs Anschlüsse aufweist, von denen vier den Vor- bzw. Rücklaufleitungen des Kühl- und Heizmediums zugeordnet sind und von denen zwei weitere dem Anschluß eines gemeinsamen Wärmeaustauschers dienen. In dem Gehäuse sind sechs von einem gemeinsamen Ventilschaft verstellbare Verschlußstücke vorgesehen. Diese arbeiten derart zusammen, daß in dem Temperaturbereich, in welchem das Heizmedium durch den Wärmeaustauscher fließt, das Kühlmedium unmittelbar von der Vorlauf- in die Rücklaufleitung gelenkt wird. Umgekehrt wird in dem Arbeitsbereich, in dem nur Kühlmedium benötigt wird, das Heizmedium unmittelbar von der Vorlauf- in die Rücklaufleitung gelenkt. Hierdurch ergibt sich zwar eine geringere Zeitverzögerung. Die Kreisläufe für das Kühl-' und Heizmedium sind jedoch wegen des gemeinsamen Wärmeaustauschers nicht voneinander getrennt. Die Regelventilanordnung hat einen komplizierten Aufbau und ist teuer.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Regelventilanordnung der eingangs beschriebenen Art anzugeben, die bei geringem Aufwand ein rasches Ansprechen auf Temperaturänderungen erlaubt.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß sechs je mit einem Anschlußstutzen versehene und durch fünf Trennwände getrennte Räume vorgesehen sind, daß die dritte Trennwand bis auf eine Durchtrittsöffnung für den Schaft vollständig geschlossen ist und die 1., 2_O, 4_e und 5· Trennwand Ventil-Öffnungen aufweisen, die durch je ein Verschlußstück absperrbar sind, daß die Verschlußstücke der ersten und zweiten Trennwand zu einem ersten Paar und die Versehlußstücke der vierten und fünften Trennwand zu einem zweiten Paar miteinander verbunden sind und daß jedes Verschlußstückpaar mit Bezug auf die zugehörigen Ventileff nungen gegensinnig derart verstellbar ist, daß die Summe der Durchflußwiderstände annähernd konstant bleibte

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Bei einer solchen Regelventilanordnung sind nur zwei Verschluß stückpaare vorhanden; der Aufbau ist entsprechend einfache Trotzdem wird bei vollständiger Trennung des Kühlmedium- und des Heizmedium-Systems sichergestellt, daß sofort nach dem Ansprechen Heiz- bzw. Kühlmedium durch den zugehörigen ΐ/ärmeaus tauscher fließt«, Darüber hinaus ist die Menge des durch die Klimaanlage umzuwälzenden Heiz- bzw. Kühlmediums annähernd konstant, da, wenn Heiz- oder Kühlmedium durch den zugehörigen Wärmeaustauscher fließt, der den Wärmeaustauscher überbrückende Nebenstrom entsprechend gedrosselt wird.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist dafür gesorgt, daß der zweite und fünfte Raum mit der Rücklauf leitung (oder Vorlaufleitung) des Kühlmediums bzw. Heizmediums, der erste und dritte Raum mit den beiden Anschlüssen eines ersten Wärmeaustauschers, der vierte und sechste Raum mit den beiden Anschlüssen eines zweiten Wärmeaustauschers und der erste und sechste oder der dritte und vierte Raum außerdem über je eine Leitungsabzweigung mit der Vorlauf leitung (oder Rücklaufleitung) des Kühl- bzw. Heizmediums verbunden is-L«

Hit besonderem Vorteil bestehen das erste und das zweite Verschlußstückpaar je aus einem beidseitig mit einer Dichtfläche versehenen VerSchlußteller, die je zwischen den beiden zugehörigen Ventilöffnungen angeordnet sind. Man benötigt daher lediglich zv/ei Doppelteller mit den zugehörigen vier Sitzen.

Des weiteren sollten die Räume mit den ersten und zweiten sowie vierten und fünften Trennwänden etwa symmetrisch zur dritten Trennwand angeordnet sein. Man kann dann weitgehend gleiche Teile, z. B. Ventilsitz-Einsätze, auf beiden Seiten der dritten Trennwand verwenden.

Mit besonderem Vorteil sind zwei gleiche Gehäuse spiegelbildlich unter Zwischenfügung der dritten Trennwand aneinanderge-

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setzt. Wegen der Verwendung zweier gleicher Gehäuse ergeben sich hohe Stückzahlen, so daß die Regelventilanordnung sehr preisgünstig gefertigt werden kann_e

Die Erfindung wird nachstehend anhand zweier in der Zeichnung dargestellter Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung der erfindungsgemäßen Regelventilanordnung in Verbindung mit einer Wärmeaustauschereinheit,

Fig«, 2 einen Längsschnitt durch eine erfindungsgemäße Regel- h ventilanordnung, ' -

Fig. 3 eine Seitenansicht, teilweise im Schnitt längs der Linie A-A der Fig. 1,

Fig. 4 einen Längsschnitt durch eine zweite Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Regelventilanordnung und

Fig. 5 eine Seitenansicht, teilweise im Schnitt längs der Linie B-B der Fig. 4₀

Fig. 1 zeigt eine Wärmeaustauschereinheit 1, die einen ersten Wärmeaustauscher 2 für das Heizmedium mit einem Vorlaufanschluß 3 und einem Rücklaufanschluß 4 sowie einen zweiten Wärmeaustauscher 5 für das Kühlmedium mit einem Vorlaufanschluß 6 und einem Rücklaufanschluß 7 aufweist. Es sind vier Leiter für die Klimaanlage vorgesehen, nämlich eine Vorlaufleitung 8 für das Heizmedium, eine Rücklaufleitung 9 für das Heizmedium, eine Vorlauf leitung 10 für das Kühlmedium und eine Rücklaufleitung 11 für das Kühlmedium. Beide Medien werden durch eine Regelventilanordnung 12 gesteuerte

Fig. 2 und 3 zeigen eine solche Regelventilanordnung 12» Sie weist ein Gehäuse 13 auf, das beidseitig durch einen Deckel 14 und 15 abgeschlossen ist. Der Deckel 15 trägt einen Pack-

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doseneinsatz, durch den ein Stift greift. Dieser wird von einem nicht veranschaulichten Betätigungsmechanismus, z. B. einem thermostatischen System axial verstellt und verschiebt dabei einen Ventilschaft 16, der aus vier kraftschlüssig miteinander verbundenen Teilen 17, 18, 19 und 20 besteht. Das Gehäuse hat sechs Räume 21 - 26, die durch fünf Trennwände 27 - 31 getrennt und je mit einem Anschlußstutzen 33 - 37 versehen sind. Die erste und zweite Trennwand 27 und 28 werden von einem Einsatz 38 getragen, der mit einer Schraube 39 im Gehäuse festgehalten ist. Die vierte und fünfte Trennwand werden von einem Einsatz 40 getragen, der mit einer Schraube 41 im Gehäuse festgehalten wird» Ein Teller 42 bildet ein erstes Paar von Verschlußstücken 43, 44, die Öffnungen 45 und 46 in der ersten und zweiten Trennwand 27 und 28 übersteuern. Ein Teller 47 bildet ein zweites Paar von Verschlußstücken 48 und 49, die Öffnungen 50 und 51 in der vierten und fünften Trennwand 30, 31 übersteuern. Der Teller 42 ist auf dem Schaftteil 18 gehalten und wird durch eine Feder 52 nach unten gedrückt. Der Teller 47 ist auf dem Schaftteil 20 gehalten und wird durch eine Feder 53 nach oben gedrückt. Die letztgenannte Feder stützt sich auf einem Napf 54 ab, der den Schaft 16 durch eine Feder 55 nach oben drückt. Eine Dichtung 56 in der Trennwand 29 sichert einen dichten Durchtritt des Ventilschafts durch diese Trennwand.

Es wird.angenommen, daß der Schaft 16 durch eine Stellkraft P in der veranschaulichten Lage gehaltenwird. Dann strömt Heizmedium durch den Eintrittsstuteen 32 und die Öffnung 45 direkt zum Austrlttsstutzen 33. In gleicher Weise strömt Kühlmedium durch den Eintrittsstutzen 37 und die Öffnung 51 direkt zum Austrittsstutzen 36. Steigt die Temperatur,'so bewegt sich der Schaft 16 nach unten. Die Öffnung 50 wird teilweise freigegeben. Daher gelangt ein Teil des Kühlmittels über den Wärmeaustauscher 5 zum Stutzen 35 und gleichzeitig wird der Kühlmediumstrom über die Öffnung 51 gedrosselt. Bei dieser Bewegung bleibt die Öffnung 46 geschlossen, weil sich der Teller 42 auf dem Schaftteil 18 verschieben kann. Wenn dagegen die Temperatur sinkt, bewegt sich der Schaft 16 nach oben» Hierbei bleibt die

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Öffnung; 50 geschlossen und die Öffnung 46 öffnet sich. Infolgedessen fließt ein Teil des Heizmediuras über den Wärmeaustauscher 2, während der Heizmediumstrom durch die Öffnung 45 entsprechend gedrosselt wird. ■

Bei der Ausführungsform nach den Fig» 4 und 5 werden für gleichartige Bauteile die gleichen Bezugszeichen verwendet. Die Regelventilanordnung, 56 hat zwei gleichartige Gehäuse 57 und 58, die unter Zwischenfügung einer dritten Trennwand 59 aneinander gesetzt sind* Demzufolge sind auch die Anschlußflächeix der "beiden Deckel 14 und 15 gleich.

· Die Regelventilanordnung kann auch in den Vorlauf der beiden Wärmeaustauscher 2 und 5 geschaltet werden, ohne daß sich an der Funktion etwas ändert. .

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Claims

Patentansprüche

1.Y Regelventilanordnung, insbesondere thermostatisch betätigte Regelventilanordnung, für 4-Leiter-Klimaanlagen mit getrennten Wärmeaustauschern für das Kühl- und Heizmedium, bei dem ein gemeinsamer Ventilschaft zwei den Durchfluß des Kühlmediums bzw. des Heizmediums durch den zugehörigen Wärmeaustauscher steuernde Ventile verstellt, dadurch gekennzeichnet, daß sechs je mit einem Anschlußstutzen (32 -37) versehene und durch fünf Trennwände (27 - 31) getrennte Räume (21 - 26) vorgesehen sind, daß die dritte Trennwand (29) bis auf eine Durchtrittsöffnung für den Schaft (16) vollständig geschlossen ist und die 1., 2., 4. und 5. Trennwand (27, 28, 30, 31) Ventilöffnungen (45, 46, 50, 51) aufweisen, die durch je ein Verschlußstück (43, 44, 48, 49) absperrbar sind, daß die Verschlußstücke (43, 44) der ersten und zweiten Trennwand (27, 28) zu einem ersten Paar und die Verschlußstücke (48, 49) der vierten und fünften Trennwand (30, 31) zu einem zweiten Paar miteinander verbunden sind und daß jedes Verschlußstückpaar mit Bezug auf die zugehörigen Ventilöffnungen gegensinnig derart verstellbar ist, daß die Summe der DurchfJLußwiderstände annähernd konstant bleibt.

Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite und fünfte Raum (22, 25) mit der Rücklaufleitung (oder Vorlaufleitung) des Kühlmediums bzw«, Heizmediums, der erste und dritte Raum (21, 23) mit den beiden Anschlüssen (3, 4) eines ersten Wärmeaustauschers (2), der vierte und sechste Raum (24, 26) mit den beiden Anschlüssen (6, 7) eines zweiten Wärmeaustauschers und der,erste und sechste oder der dritte und vierte Raum außerdem über je eine Leitungsabzweigung mit der Vorlaufleitung (oder Rücklaufleitung) des Kühl- bzw. Heizmediums verbunden ist.

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' 3. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch bgekennzeichnet, daß das erste und das zweite Verschluß stückpaar (43. ^ 44s 48, 49) je aus einem beidseitig mit einer Dichtfläche versehenen Yerschlußteller (42, 47) bestehen, die je zwischen den zwei zugehörigen Ventilöffnungen (45, 46;· 50, 51) angeordnet sind.

4, Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Räume (21 - 23} 24 - 26) mit den ersten und zweiten sowie vierten und fünften Trennwänden (27, 28, 30, 31) etwa symmetrisch zur dritten Trennwand (29) angeordnet sind.

5. Anordnung nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß zwei gleiche Gehäuse (57» 58) spiegelbildlich unter Zwischenfügung der dritten Trennwand (59) aneinander gesetzt sind₀

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