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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Haustechnikgerät und eine n/m-Wegeventileinheit.
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In der Haustechnik, beispielsweise bei einem Pufferspeicher, ist es bekannt, dass zwei 3/2-Wegeventile sowie ein Sperrventil verwendet werden, um den Pufferspeicher betreiben zu können, d. h. um sowohl heißes als auch kaltes Wasser in einem Speicher einschichten zu können.
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Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein vereinfachtes und verbessertes Haustechnikgerät sowie eine entsprechende Wegeventileinheit vorzusehen.
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Diese Aufgabe wird durch ein Haustechnikgerät nach Anspruch 1 sowie durch eine Wegeventileinheit nach Anspruch 4 gelöst.
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Somit wird ein Haustechnikgerät mit einer n/m-Wegeventileinheit vorgesehen. Die Wegeventileinheit weist ein Innenrohr mit mehreren Durchlässen und ein Außenrohr mit mehreren Durchlässen auf. Das Innen- und Außenrohr sind zueinander drehbar ausgestaltet. Im Inneren des Innenrohres ist ein verschwenkbares Leitblech vorgesehen.
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Die Erfindung betrifft den Gedanken, eine n/m-Wegeventileinheit (beispielsweise eine 4/4-Wegeventileinheit, vorzusehen, welche dazu verwendet werden kann, in einem Haustechnikgerät eingesetzt zu werden. Die Erfindung betrifft eine n/m-Wegeventileinheit, welche ein Außenrohr mit n oder m Durchlässen sowie ein Innenrohr mit n oder m Durchlässen aufweist. Das Außenrohr und das Innenrohr sind zueinander drehbar ausgestaltet. Ferner ist im Inneren des Innenrohres mindestens ein verschwenkbares Leitblech vorgesehen, das einen Fluidstrom zu einem der Durchlässe lenken kann.
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Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung ist n = 4 und m = 4. Hier weist das Innenrohr mindestens drei übereinander angeordnete Durchlässe und einen vierten Durchlass auf, welcher um 90° versetzt vorgesehen ist. Durch Drehen der beiden Rohre zueinander und/oder durch Verstellen des Leitbleches kann eine n/m-Wegeventileinheit vorgesehen werden.
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Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Vorteile und Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachstehend unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert.
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1A–1C zeigen jeweils eine schematische Ansicht einer Wegeventileinheit gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel,
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2A und 2B zeigen jeweils eine schematische perspektivische Ansicht einer Wegeventileinheit gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel,
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2C und 2D zeigen jeweils eine schematische perspektivische Ansicht eines Innen- und Außenrohres der Ventileinheit gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel, und
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3 zeigt ein Schaltschemata eines Haustechnikgerätes mit einer erfindungsgemäßen Wegeventileinheit.
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Die erfindungsgemäße Wegeventileinheit 100 weist ein Außenrohr 110 und ein Innenrohr 120 auf. Das Außenrohr 110 weist gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel mindestens vier Durchlässe 111–114 auf. Das Innenrohr weist ebenfalls mindestens vier Durchlässe 121–124 auf. Im Inneren des inneren Rohres ist ein bewegbares bzw. verschwenkbares Leitblech 130 vorgesehen.
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1A–1C zeigen jeweils eine schematische Ansicht einer Wegeventileinheit gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel. Die Wegeventileinheit 100 weist ein Außenrohr 110 mit mindestens vier Durchlässen 111–114 sowie ein Innenrohr mit ebenfalls mindestens vier Durchlässen 121–124 auf. Im Inneren des Innenrohres 120 ist ein verschwenkbares bzw. bewegbares Leitblech 130 vorgesehen. Das Innen- und Außenrohr 120, 110 sind jeweils gegeneinander drehbar ausgestaltet. Durch Drehen des Innen- und Außenrohres zueinander können somit Durchlässe in dem Innen- und/oder Außenrohr verschlossen werden.
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In 1A ist ein Beladungsvorgang einer Speichereinheit mit der erfindungsgemäßen Wegeventileinheit dargestellt. Hierbei überlagern sich die ersten Löcher 111, 121 des Innen- und Außenrohres. Ferner überlagern sich die zweiten bis vierten Löcher 112–114 und 122–124. Das Leitblech 130 ist hierbei derart vorgesehen, dass das Wasser durch die ersten Durchlässe zu den zweiten Durchlässen 112, 122 fließt. Anschließend kann das Wasser dann durch den Speicher 200 und die Leitungen 300 zurück zu den vierten Durchlässen 114, 124 und von dort dann durch die dritten Durchlässe 113, 123 wieder aus der Wegeventileinheit heraus fließen.
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In 1B ist die Umgebung des Speichers 200 dargestellt. Hierzu sind das Innen- und das Außenrohr 120, 110 derart gedreht, dass lediglich die ersten und dritten Durchlässe 121, 123 übereinander liegen, d. h. die zweiten und vierten Durchlässe 122, 124 sind verschlossen.
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In 1C ist eine Beladung des Speichers 200 gezeigt. Hierzu entspricht die Stellung des Innen- und Außenrohres 120, 110 der Stellung des Innen- und Außenrohres gemäß 1A. Der einzige Unterschied besteht jedoch darin, dass das Leitblech 130 anders vorgesehen ist. Gemäß dem Beispiel von 1C ist das Leitblech 130 so ausgestaltet, dass das Wasser durch den ersten Durchlass 111, 121 zu dem vierten Durchlass 124, 114 fließt. Anschließend fließt das Wasser durch die Leitungen 300 und den Speicher 200 und dann durch die zweiten Durchlässe 122, 112 zu den dritten Durchlässen 123, 113.
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2A und 2B zeigen jeweils perspektivische Ansichten der Ventileinheit gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel. Die Wegeventileinheit weist ein Außenrohr 110 und ein Innenrohr 120 auf. Die Außen- und Innenrohre weisen jeweils mindestens vier Durchlässe 111–114, 121–124 auf. Im Inneren des Innenrohres 120 ist ein bewegliches bzw. verschwenkbares Leitblech 130 vorgesehen. Durch Drehen des Innen- und Außenrohres 110, 120 zueinander können Durchlässe geöffnet bzw. verschlossen werden. Durch die Stellung des Leitbleches 130 kann ein das Wegeventil durchströmendes Wasser bzw. Fluid zu den zweiten, dritten oder vierten Durchlässen geleitet werden.
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2C zeigt eine schematische perspektivische Schnittansicht eines Innenrohres einer Ventileinheit gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel. 2D zeigt eine schematische perspektivische Schnittansicht eines Außenrohres einer Ventileinheit gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel.
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Gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel kann das Innenrohr zusätzlich z. B. weitere Durchlässe 125–128 aufweisen. Hierbei kann z. B. der Durchlass 121 um 90° bezogen auf die Durchlässe 122–124 verschoben sein.
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Gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel stellen die Durchlässe 111, 121 einen Vorlauf VL, die Durchlässe 124, 114 einen Speichervorlauf SPvl, die Durchlässe 113, 123 einen Rücklauf RL und die Durchlässe 112, 122 einen Speicherrücklauf SPrl dar. Die Speichervor- und Rückläufe können auch vertauscht sein. Bei einer Ventilstellung von 0° (d. h. das Außenrohr und das Innenrohr weisen einen Winkel von 0° zueinander auf) kann der Vorlauf VL mit dem Speichervorlauf SPvl sowie der Speicherrücklauf SPrl mit dem Rücklauf RL verbunden sein, so dass eine Beladung eines Speichers ermöglicht wird. Bei einer Ventilstellung von 90° kann der Vorlauf VL mit dem Rücklauf RL verbunden sein, so dass eine Umgehung des Speichers ermöglicht wird. Bei einer Ventilstellung von 180° kann der Vorlauf VL mit dem Speicherrücklauf SPrl verbunden werden und der Speichervorlauf SPvl kann mit dem Rücklauf RL verbunden werden, so dass eine Entladung eines Speichers ermöglicht wird. Bei einer Ventilstellung von 270° kann der Vorlauf VL mit dem Rücklauf RL verbunden sein, so dass eine Umgehung des Speichers ermöglicht ist. Bei einer Ventilstellung, die weder 0° noch 90° noch 180° noch 270° entspricht, d. h. bei einer Zwischenstellung, erfolgt keine Verbindung, so dass ein Sperren der Ventileinheit ermöglicht wird.
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Durch die erfindungsgemäße Ventileinheit kann ein zyklischer Betrieb lediglich durch Drehen des Innen- und Außenrohres zueinander in einer Drehrichtung ermöglicht werden. Dies ist vorteilhaft, weil somit Hystereseeffekte vermieden werden können.
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3 zeigt eine schematische Darstellung eines Haustechnikgerätes mit einem Speicher, mehreren Leitungen und einer Wegeventileinheit gemäß dem ersten oder zweiten Ausführungsbeispiel. Mit der Wegeventileinheit 100 gemäß der Erfindung kann ein Be- und Entladen des Speichers 200 ermöglicht werden. Die restlichen Komponenten des Haustechnikgerätes können dann über die Hydraulikanschlüsse 400 angeschlossen werden.
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Gemäß der Erfindung kann auf ein separates Absperrventil wie im Stand der Technik verzichtet werden. Diese Funktion kann durch die erfindungsgemäße Wegeventileinheit implementiert werden.
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Bei der erfindungsgemäßen Lösung können Dichtigkeitsprobleme auftreten. Dies ist jedoch bei einem Einsatz der Wegeventileinheit zum Be- und Entladen eines temporären Wärmespeichers von untergeordneter Bedeutung.
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Gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel, welches auf dem ersten und zweiten Ausführungsbeispiel beruhen kann, können die Durchlassgröße und die Durchlassform variiert werden, so dass auch weiche Schaltvorgänge (ohne zeitliche Druckspitzen) implementiert werden können. Zur Vermeidung der zeitlichen Druckspitzen müssen die Durchlässe sich zumindest teilweise partiell überlappen. Durch Variation der Anzahl der Durchlässe in dem Innen- und Außenrohr können verschiedene n/m-Wegeventileinheiten implementiert werden. Ferner können mehrere Leitbleche im Inneren des Innenrohres vorgesehen sein. Wenn z. B. das Innenrohr 120 Durchlässe aufweist und mittels Leitblechen davon untereinander verbunden sind, dann kann ein Winkel zwischen den Bohrachsen z. B. 30° betragen, so dass 12 definierte Schaltzustände darstellbar sind. Das äußere Rohr kann z. B. sechs Durchlässe aufweisen, so dass z. B. eine 6/12-Wegeventileinheit vorgesehen werden kann. Ferner können beispielsweise durch Trennwände senkrecht zur Rohrachse unabhängige Ventile vorgesehen werden. Somit können dann mit einem Rohr im Rohrventil und einem Stellmotor mehrere Speicher zyklisch versorgt werden.
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Durch einen Phasenversatz bei den Durchlässen kann auch eine konstante zeitliche Verschiebung realisiert werden.
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Gemäß der Erfindung können somit n/m-Wegeventileinheiten realisiert werden.
