Hydraulische Weiche einer Heiz- oder Kühlanlage

Abstract

 Die Erfindung betrifft eine hydraulische Weiche (1) einer Heiz- oder Kühlanlage, wobei die Weiche (1) im Betrieb mit einer oder mehreren Wärme- oder Kältequellen und mit mehreren Heiz- oder Kühlkreisen strömungsmäßig verbunden ist, wobei zwischen den Wärme- oder Kältequellen und den Heiz- oder Kühlkreisen ein Trägermedium für Wärme oder Kälte zirkuliert, wobei die Weiche (1) einen Behälter (10) aufweist, wobei im Inneren (11) des Behälters (10) mehrere übereinander liegende Trägermedium-Temperaturzonen (2.1 - 2.n) vorgesehen sind, die miteinander in Strömungsverbindung stehen, und wobei Anschlüsse (30.1 - 30.n, 40.1 - 40.n) für Vorlauf und Rücklauf der Wärme- oder Kältequellen und für Vorlauf und Rücklauf der Heiz- oder Kühlkreise an einer Umfangswand (12) des Behälters (10) angeordnet und jeweils mit einer der Trägermedium-Temperaturzonen (2.1 - 2.n) verbunden sind.
Die Weiche (1) gemäß Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass im Behälter (10) wenigstens drei Trägermedium-Temperaturzonen (2.1 - 2.n) übereinander vorgesehen sind, dass im Behälter (10) mehrere jeweils eine Temperaturzone (2.1 - 2.n) begrenzende Trennelemente (5, 5') angeordnet sind, die mit jeweils wenigstens einem Trägermedium-Strömungsdurchlass (50, 50') ausgebildet sind, dass zwischen je zwei von den Trennelementen (5, 5') begrenzten Temperaturzonen (2.1 - 2.n) jeweils ein Zwischenbereich (20) des Inneren (11) des Behälters (10) liegt und dass jedes Trennelement (5, 5') im Inneren (11) des Behälters (10) wenigstens einen die jeweils zugeordnete Trägermedium-Temperaturzone (2.1 - 2.n) umgehenden Trägermedium-Strömungsweg frei lässt.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft eine hydraulische Weiche einer Heiz- oder Kühlanlage, wobei die Weiche im Betrieb mit einer oder mehreren Wärme- oder Kältequellen und mit mehreren Heiz- oder Kühlkreisen strömungsmäßig verbunden ist, wobei zwischen den Wärme- oder Kältequellen und den Heiz- oder Kühlkreisen ein Trägermedium für Wärme oder Kälte zirkuliert, wobei die Weiche einen Behälter aufweist, wobei im Inneren des Behälters mehrere übereinander liegende Trägermedium-Temperaturzonen vorgesehen sind, die miteinander in Strömungsverbindung stehen, und wobei Anschlüsse für Vorlauf und Rücklauf der Wärme- oder Kältequellen und für Vorlauf und Rücklauf der Heiz- oder Kühlkreise an einer Umfangswand des Behälters angeordnet und jeweils mit einer der Trägermedium-Temperaturzonen verbunden sind.

[0002] Eine hydraulische Weiche mit den vorstehend genannten Merkmalen ist aus DE 44 42 281 C2 bekannt. Der Behälter dieser Weiche ist topfartig ausgeführt und sein Inneres ist durch eine oder mehrere Zwischenwände mit Öffnungen in strömungsmäßig miteinander verbundene Kammern unterteilt. Entlang des Umfangs des Gehäuses sind jeweils beiderseits jeder Zwischenwand Rohrstutzen oder Anschluss-öffnungen vorgesehen.

[0003] Als nachteilig wird bei diesem Stand der Technik angesehen, dass es bei einer Ausführung mit mehr als zwei Temperaturzonen zu einer unerwünschten gegenseitigen Störung der Temperaturzonen kommt, wenn eine Ausgleichsströmung von einer ersten Temperaturzone in eine nicht unmittelbar benachbarte, zum Beispiel dritte Temperaturzone auftritt. Die Störung wird dadurch verursacht, dass eine derartige Ausgleichsströmung auf ihrem Weg von der ersten Temperaturzone zu der dritten Temperaturzone durch die zweite Temperaturzone hindurchströmt, welche dadurch in ihrer Temperatur unerwünscht verändert wird.

[0004] Für die vorliegende Erfindung stellt sich daher die Aufgabe, eine hydraulische Weiche der eingangs genannten Art zu schaffen, die die angegebenen Nachteile vermeidet und bei der insbesondere Ausgleichsströmungen von einer Temperaturzone in eine nicht unmittelbar benachbarte andere Temperaturzone keine störenden Auswirkungen für die dazwischen liegende Temperaturzone oder die dazwischen liegenden Temperaturzonen hat.

[0005] Die Lösung dieser Aufgabe gelingt erfindungsgemäß mit einer hydraulischen Weiche der eingangs genannten Art, die dadurch gekennzeichnet ist,

• dass im Behälter wenigstens drei Trägermedium-Temperaturzonen übereinander vorgesehen sind,
• dass im Behälter mehrere jeweils eine Temperaturzone begrenzende Trennelemente angeordnet sind, die mit jeweils wenigstens einem Trägermedium-Strömungs-durchlass ausgebildet sind,
• dass zwischen je zwei von den Trennelementen begrenzten Temperaturzonen jeweils ein Zwischenbereich des Inneren des Behälters liegt und
• dass jedes Trennelement im Inneren des Behälters wenigstens einen die jeweils zugeordnete Trägermedium-Temperaturzone umgehenden Trägermedium-Strömungsweg frei lässt.

[0006] Bei der erfindungsgemäßen hydraulischen Weiche werden vorteilhaft gegenseitige Störungen der Temperaturzonen im Falle von eine oder mehrere Temperaturzonen "überspringenden" Ausgleichsströmungen zuverlässig vermieden, weil für derartige Ausgleichsströmungen eigene Strömungswege in Behälter der Weiche vorgesehen sind, die nicht durch die eigentlichen Temperaturzonen verlaufen, sondern diese umgehen. Da die Trägermedium-Strömungswege zur Umgehung der Trägermedium-Temperaturzonen im Inneren des Behälters vorgesehen sind, benötigt der Behälter keinen größeren Platzbedarf als der Behälter einer herkömmlichen hydraulischen Weiche.

[0007] In bevorzugter Weiterbildung der erfindungsgemäßen hydraulischen Weiche ist vorgesehen, dass jeder Trägermedium-Temperaturzone ein Paar von zwei einander gegenüberliegend in das Innere des Behälters mündenden, mit den Anschlüssen verbundenen, miteinander fluchtenden Rohrstutzen zugeordnet ist und dass die zwei Rohrstutzen eines Paares entweder einen Abstand voneinander aufweisende freie Enden haben oder als ein durchgehendes Rohr mit mindestens einer Strömungsöffnung zum Inneren des Behälters ausgeführt sind. Ungünstige Strömungsturbulenzen werden so vermieden oder zumindest gering gehalten. Außerdem wird hierdurch der mechanische Aufbau der hydraulischen Weiche vorteilhaft einfach gehalten.

[0008] Weiter ist bevorzugt vorgesehen, dass zumindest über den Abstand oder die Strömungsöffnung hinweg ein Mantelrohr als Trennelement angeordnet ist, welches die Rohrstutzen des jeweiligen Paares mit einem radialen Abstand umgibt. Hierbei bildet das Innere des Mantelrohres die jeweilige Temperaturzone, während außerhalb des Mantelrohres Raum für den die Temperaturzone umgehenden Trägermedium-Strömungsweg verbleibt. Zu diesem Zweck hat das Mantelrohr zumindest in seiner radialen horizontalen Richtung Abstand von einer inneren Oberfläche des Behälters; zusätzlich kann das Mantelrohr auch in seiner Axialrichtung Abstand von der inneren Oberfläche des Behälters haben. Vorteilhaft ist bei dieser Ausführung der hydraulischen Weiche auch, dass das Trennelement einteilig ausgeführt sein kann, was den Fertigungsaufwand niedrig hält.

[0009] Um auf technisch einfache Art und Weise die bedarfsweise nötigen Ausgleichsströmungen des Trägermediums zu ermöglichen, wird weiter vorgeschlagen, dass das das Trennelement bildende Mantelrohr zur Bildung des Trägermedium-Strömungsdurchlasses ein- oder beidseitig stirnseitig zum Behälterinneren offen und/oder mit einer oder mehreren Durchbrechungen in seinem Umfang ausgeführt ist.

[0010] Als technische Alternative zu dem Mantelrohr als Trennelement schlägt die Erfindung vor, dass jeweils eine Trägermedium-Temperaturzone im Behälter durch ein Paar aus je einer oberen und unteren Trennscheibe als Trennelement begrenzt ist. Auch in dieser Ausführung werden zum einen voneinander getrennte Trägermedium-Temperaturzonen im Behälter gebildet und gleichzeitig Strömungswege für Ausgleichsströmungen zur Verfügung gestellt.

[0011] Eine konkrete Weiterbildung sieht diesbezüglich vor, dass jede das Trennelement bildende Trennscheibe zur Bildung des Trägermedium-Strömungsdurchlasses mit einer inneren Oberfläche der Umfangswand des Behälters einen Ringspalt bildet. Der Ringspalt beziehungsweise eine Anordnung mehrerer Ringspalt bildet dabei den Strömungsweg für Ausgleichsströmungen, wodurch die Ausgleichsströmungen radial außen und parallel zur inneren Oberfläche des Behälters verlaufen. Auch bei dieser Gestaltung werden durch die Ausgleichsströmungen verursachte Störungen der Temperaturzonen vermieden.

[0012] Zur Begünstigung der gewünschten Temperaturschichtung der Temperaturzonen in Behälter und zur Begrenzung der für die Aufstellung des Behälters benötigten Grundfläche hat der Behälter bevorzugt die Grundform eines im Betrieb der Weiche stehenden, länglichen Zylinders oder Quaders.

[0013] Bei dem eingangs zitierten Stand der Technik sind die Anschlüsse am Gehäuse über dessen Umfang verteilt vorgesehen, was nachteilig zu einem unübersichtlichen Anschlussbild und zu einer komplizierten Leitungsführung außerhalb des Behälters führt. Um hier eine übersichtlichere Anordnung mit geringerer Wahrscheinlichkeit von Anschlussfehlern zu erzielen, sind erfindungsgemäß bevorzugt die Anschlüsse entlang von zwei vertikalen Linien übereinander an dem Behälter angeordnet. Eine noch bessere Übersichtlichkeit und Einfachheit der Anschlüsse ergibt sich dann, wenn, wie weiter bevorzugt ist, entlang der einen vertikalen Linien die Trägermedium zuführenden Anschlüsse und auf der anderen vertikalen Linie die Trägermedium abführenden Anschlüsse angeordnet sind.

[0014] Für die weiter oben schon erwähnte Strömungsöffnung ist bevorzugt vorgesehen, dass diese durch eine Anordnung von in Umfangsrichtung und Längsrichtung des jeweiligen durchgehenden Rohres verteilt angeordneten Durchbrüchen gebildet ist. Solche Durchbrüche lassen sich leicht zum Beispiel durch Bohren oder Fräsen oder Brennen erzeugen und erfordern daher bei ihrer Herstellung keinen großen Aufwand.

[0015] Eine Maßnahme zur Begrenzung des Aufwandes beim Anschließen von zu- und abführenden Leitungen an die hydraulische Weiche besteht darin, dass zweckmäßig die Anschlüsse in ihrem außerhalb des Behälters liegenden Teil als nach radial außen weisende Rohrabschnitte mit je einem in einer vertikalen Ebene liegenden Anschlussende, vorzugsweise Anschlussflansch, ausgebildet sind.

[0016] Schließlich ist erfindungsgemäß bevorzugt vorgesehen, dass der Behälter im Betrieb einen Schichtenspeicher mit darin temperaturabhängig geschichtetem Trägermedium bildet, dass die Trägermedium zuführenden Anschlüsse jeweils mit derjenigen Trägermedium-Temperaturzone verbunden sind, die in einer der jeweiligen

[0017] Temperatur des im Betrieb zufließenden Trägermediums entsprechenden Höhe im Behälter angeordnet ist, und dass die Trägermedium abführenden Anschlüsse jeweils mit derjenigen Trägermedium-Temperaturzone verbunden sind, die in einer der im Betrieb jeweils benötigten Temperatur des abfließenden Trägermediums entsprechenden Höhe im Behälter angeordnet ist. Die erfindungsgemäße hydraulische Weiche erhält so zusätzlich die Funktion eines Schichtenspeichers für das Trägermedium, wodurch eine besonders hohe Energieeffizienz erzielt wird, insbesondere wenn Wärme- oder Kältequellen mit unterschiedlichem Temperaturangebot und/ oder Heiz- oder Kühlkreise mit unterschiedlichem Temperaturbedarf hydraulisch miteinander zu verbinden sind.

[0018] Im Folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand einer Zeichnung erläutert. Die Figuren der Zeichnung zeigen:

Figur 1

eine hydraulische Weiche in Ansicht,

Figur 2

die hydraulische Weiche aus Figur 1 in einer aufgeschnittenen Ansicht,

Figur 3

die hydraulische Weiche aus Figur 1 im Vertikalschnitt,

Figur 4

die hydraulische Weiche in einer zweiten Ausführung in aufgeschnittener Ansicht und

Figur 5

die hydraulische Weiche in einer dritten Ausführung in Ansicht.

[0019] Figur 1 der Zeichnung zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel einer hydraulischen Weiche 1, die einen vertikal angeordneten, zylindrischen Behälter 10 mit einer Umfangswand 12, einem Boden 13 und einer Decke 14 aufweist. Mittels am Boden 13 angebrachter Standfüße 15 ist die hydraulische Weiche 1 auf dem Fußboden eines Aufstellungsraums aufstellbar.

[0020] Der Behälter 10 besitzt zwei vertikalen Reihen von jeweils übereinander angeordneten Anschlüssen, nämlich auf der einen Seite insgesamt fünf Anschlüsse 30.1 - 30.5 und auf der anderen, gegenüberliegenden Seite ebenfalls fünf Anschlüsse 40.1 - 40.5. Bei den Anschlüssen 30.1 - 30.5 handelt es sich um ein Trägermedium zuführende Anschlüsse; bei den Anschlüssen 40.1 - 40.5 handelt es sich um das Trägermedium abführende Anschlüsse. Jeder Anschluss 30.1 - 30.5 ist mit einem Anschlussende 31 in Form eines Flansches ausgebildeten. In gleicher Weise besitzt jeder Anschluss 40.1 - 40.5 ebenfalls einen Flansch als Anschlussende 41. Andere Ausführungen, wie Gewindeenden, sind selbstverständlich auch möglich

[0021] Das in Figur 1 nicht sichtbare Innere des Behälters 10 bildet im Betrieb der hydraulischen Weiche 1 einen Schichtenspeicher mit mehreren, hier insgesamt fünf übereinander angeordneten Trägermedium-Temperaturzonen, wobei die Temperaturzone mit der höchsten Temperatur oben im Behälter 10 und die Temperaturzone mit den niedrigsten Temperaturen unten im Behälter 10 liegt.

[0022] Wie nachfolgend anhand weiterer Zeichnungsfiguren noch erläutert werden wird, bestehen im Inneren des Behälters 10 strömungsmäßige Verbindungen zwischen jedem Trägermedium zuführenden Anschluss 30.1 - 30.5 und jedem Trägermedium abführenden Anschluss 40.1 - 40.5.

[0023] An dem Boden 13 des Behälters 10 ist ein Entleerungsstutzen 16 vorgesehen, durch den bei Bedarf das Trägermedium aus dem Behälter 10 abgelassen werden kann. Im Zentrum der Decke 14 ist eine Aufnahmehülse 17 angebracht, die beispielsweise ein Entlüftungsventil aufnehmen kann.

[0024] Figur 2 der Zeichnung zeigt die hydraulische Weiche 1 aus Figur 1 in einer mittig aufgeschnittenen Ansicht, wodurch die im Inneren 11 des Behälters 10 angeordneten Teile der Weiche 1 sichtbar werden. Dabei verdeutlicht die Figur 2, dass unterschiedliche Ausgestaltungen der inneren Teile der Weiche 1 möglich sind.

[0025] Die beiden obersten Anschlüsse 30.1 und 40.1 sind hier im Inneren 11 des Behälters 10 der Weiche 1 als vorragende, frei endende Rohrstutzen 3.1 bzw. 4.1 ausgeführt, deren Enden einen Abstand A voneinander aufweisen und die miteinander fluchten. In gleicher Weise sind die beiden untersten Anschlüsse 30.5 und 40.5 mit in das Innere 11 des Behälters 10 vorragenden, voneinander beabstandeten Rohrstutzen 3.5, 4.5 ausgeführt.

[0026] Der von oben gesehen zweite Anschluss 30.1 auf der einen Seite und der in gleicher Höhe angeordnete zweite Anschluss 40.2 auf der anderen Seite sind als miteinander fluchtenden sowie verbundene Rohrstutzen 3.2, 4.2 ausgeführt, also zu einem durchgehenden Rohr verbunden, welches im Inneren 11 des Behälters 10 einen Strömungsdurchlass 21 in Form mehrerer runder Durchbrechungen aufweist. Um die Rohrstutzen 3.2, 4.2 herum ist mit Abstand und konzentrisch zu diesen ein hohlzylindrisches Mantelrohr als Trennelement 5 angeordnet. Das Trennelement 5 hat dabei in horizontaler Richtung gesehen sowohl in seiner Radialrichtung als auch in seiner Axialrichtung Abstand von einer inneren Oberfläche der Umfangswand 12 des Behälters 10. In gleicher Weise sind die Anschlüsse 30.4 und 40.4 mit miteinander zu einem durchgehenden Rohr verbundenen Rohrstutzen 3.4 und 4.4 mit einem Strömungsdurchlass 21 und mit einem gleichen Trennelement 5 ausgeführt.

[0027] Die beiden mittleren Anschlüsse 30.3 und 40.3 sind wieder als in das Innere 11 des Behälters 10 ragende, frei endende Rohrstutzen 3.3 und 4.3 ausgeführt, die einen Abstand A voneinander aufweisen und miteinander fluchten. Um die Rohrstutzen 3.3 und 4.3 herum sowie deren Abstand A überbrückend ist wieder ein hohlzylindrisches Mantelrohr als Trennelement 5 angeordnet, wobei das Trennelement 5 wie bei den Anschlüssen 30.2 und 40.2 ausgeführt ist.

[0028] In Inneren 11 des Behälters 10 befinden sich, entsprechend der Zahl der Paare von Anschlussstutzen 30.1 - 30.5 und 40.1 - 40.5 fünf Temperaturzonen 2.1 - 2.5, wobei das Trägermedium in der Temperaturzone 2.1 die höchste Temperatur und in der Temperaturzone 2.5 die niedrigste Temperatur hat. Zwischen je zwei einander benachbarten Temperaturzonen 2.2 und 2.3 bzw. 2.3 und 2.4 liegen Zwischenbereiche 20, die von den Temperaturzonen 2.2, 2.3 und 2.4 durch die jeweiligen Trennelemente 5 getrennt sind. Alle Temperaturzonen 2.1 - 2.5 und die Zwischenbereiche 20 stehen aber miteinander in Strömungsverbindung, da die Trennelemente 5 jeweils mindestens einen, im gezeichneten Beispiel jeweils zwei stirnseitige Trägermedium-Strömungsdurchlässe 50 aufweisen und weil radial und axial außen von den Trennelementen 5 in Inneren 11 des Behälters 10 Strömungswege für das Trägermedium freigehalten sind.

[0029] Unten am Behälter 10 ist auch hier dessen Boden 13 mit den unterseitigen Standfüßen 15 und dem Entleerungsstutzen 16 sichtbar. Oben am Behälter 10 liegt dessen Decke 14 mit der zentralen Aufnahmehülse 17.

[0030] Figur 3 zeigt die hydraulische Weiche 1 aus den Figuren 1 und 2 in einem vertikalen Schnitt sowie mit Strömungspfeilen, welche beispielhaft mögliche Fließrichtungen des Trägermediums im Betrieb der Weiche 1 darstellen. Die Ausführung der im Inneren 11 des Behälters 10 liegenden Teile der Weiche 1 entspricht derjenigen in Figur 2, auf deren Beschreibung diesbezüglich verwiesen wird.

[0031] Bei Verwendung der hydraulischen Weiche 1 in einer Heizungsanlage wird dem Inneren 11 des Behälters 10 über die Anschlüsse 30.1 - 30.5 erwärmtes Trägermedium, wie Wasser, zugeführt. Die Erwärmung des Trägermediums erfolgt in Wärmequellen, wie Heizkessel, Wärmepumpe oder Solarkollektor; auch mit relativ hoher Temperatur aus seinem Heizkreis zurückfließendes Trägermedium kann, entsprechend seiner konkreten Temperatur, über einen der Anschlüsse 30.1 - 30.5 dem Inneren 11 des Behälters 10 zugeführt werden.

[0032] Über die Anschlüsse 40.1 - 40.5 wird warmes Trägermedium mit unterschiedlichen, passenden Temperaturen verschiedenen Verwendungskreisen, wie Heizkreisen für Fußbodenheizung, Heizkörper oder Brauchwassererwärmung, zugeführt. Entsprechend seiner Temperatur liegt das Trägermedium in Inneren 11 des Behälters 10 temperaturmäßig geschichtet vor, wobei in der Trägermedium-Temperaturzone 2.1 oben im Behälter 10 das Trägermedium die höchste Temperatur und in der Trägermedium-Temperaturzonen 2.5 unten im Behälter 10 das Trägermedium die niedrigste Temperatur hat. Zwischen je zwei einander benachbarten Temperaturzonen 2.2 und 2.3 sowie 2.3 und 2.4 liegt jeweils einer der Zwischenbereiche 20 in Inneren 11 des Behälters 10, wobei die Zwischenbereiche 20 jeweils durch eines der Trennelemente 5 von den Temperaturzonen 2.2 - 2.4 getrennt sind, ohne eine strömungsmäßige Verbindung zu verhindern.

[0033] Solange jeweils der Volumenstrom des mit einer bestimmten Temperatur über die verschiedenen Anschlüsse 30.1 - 30.5 zugeführten Trägermediums mit dem Bedarf der mit den Anschlüssen 40.1 - 40.5 in der jeweils zugehörigen Temperaturzone 2.1 - 2.5 verbundenen Kreise übereinstimmt, strömt jeweils das Trägermedium aus den Anschlüssen 30.1 - 30.5 unmittelbar in den jeweils in gleicher Höhe angeordneten, zugeordneten Anschluss 40.1 - 40.5.

[0034] Sobald dieses Gleichgewicht der zuströmenden Volumenströme und der abfließenden Volumenströme nicht mehr besteht, ergeben sich innerhalb der hydraulischen Weiche 1 Ausgleichsströmungen, wie im Beispiel nach Figur 3 durch den aus der Temperaturzone 2.3 zur Temperaturzone 2.1 verlaufenden Strömungspfeil angedeutet ist. In diesem Beispielsfall ist der Volumenstrom des über den Anschluss 30.3 in die Temperaturzone 2.3 zugeführten Trägermediums größer als der Bedarf an Trägermedium, der über den in gleicher Höhe befindlichen Anschluss 40.3 abgeführt wird; gleichzeitig ist der Bedarf an Trägermedium am Anschluss 40.1 größer als der in dessen Höhe durch den Anschluss 30.1 in die Temperaturzone 2.1 zugeführte Volumenstrom an Trägermedium. Aus diesem Grunde ergibt sich die Ausgleichsströmung von der Temperaturzone 2.3 im Inneren des mittleren Trennelementes 5 durch dessen stirnseitigen Strömungsdurchlass 50 in die Temperaturzone 2.1 und von dort in den Trägermedium abführenden Anschluss 40.1. Die Ausgleichsströmung verläuft dabei an der Temperaturzone 2.2 vorbei, weil die Ausgleichsströmung sich nahe der inneren Oberfläche der Umfangswand 12 des Behälters 10 bewegt und dadurch die Temperaturzone 2.2 in Inneren der Rohrstutzen 3.2 und 4.2 sowie des Mantelrohres als Trennelement 5 umgeht und dadurch nicht beeinflusst und nicht stört. In analoger Weise können Ausgleichsströmungen von jedem beliebigen Trägermedium zuführenden Anschluss 30.1 - 30.5 zu jedem beliebigen Trägermedium abführenden, einer jeweils anderen Temperaturzone 2.1 - 2. 5 zugeordneten Anschluss 40.1 - 40.5 auftreten, ohne dass dabei jeweils "übersprungene" Temperaturzonen gestört würden. Bei Ausgleichsströmungen von einer Temperaturzone 2.1 - 2.5 zu einer unmittelbar benachbarten Temperaturzone tritt das Problem der Störung von weiteren Temperaturzonen ohnehin nicht auf.

[0035] Wie bei dem Beispiel in den Figuren 1 bis 3 gezeigt, können die Anschlüsse 30.1 - 30.5 und 40.1 - 40.5 unterschiedliche, dem jeweiligen Bedarf entsprechende Durchmesser aufweisen. Die Rohrstutzen 3.1 - 3.5 sowie 4.1 - 4.5 können im Inneren 11 des Behälters 10 einen konstanten Durchmesser aufweisen oder auch eine Durchmesseränderung haben, wie z.B. eine Durchmesservergrößerung, was hier bei den Rohrstutzen 3.3, 4.2 und 4.3 der Fall ist. Abweichend vom dargestellten Beispiel können auch die Paare der obersten Rohrstutzen 3.1 und 4.1 sowie der untersten Rohrstutzen 3.5 und 4.5 mit jeweils einem Mantelrohr als Trennelement 5 ausgestattet werden, was aber hydraulisch nicht unbedingt nötig ist.

[0036] Die Figur 4 der Zeichnung zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel der hydraulischen Weiche 1 in einer mittig aufgeschnittenen Ansicht. Der Behälter 10 sowie die Anschlüsse 30.1 - 30. 5 und 40.1 - 40.5 sind gegenüber dem zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiel unverändert, so dass diesbezüglich auf die vorhergehende Beschreibung verwiesen wird.

[0037] Abweichend von dem ersten Beispiel sind bei dem zweiten Beispiel nach Figur 4 andere Trennelemente 5' vorgesehen. Die Trennelemente 5' sind hier nun jeweils als Paare von zwei Trennscheiben ausgebildet, wobei jeweils ein Paar von Trennscheiben den Rohrstutzen-Paaren 3.2, 4.2 und 3.3, 4.3 und 3.4, 4.4 zugeordnet ist. Jede Trennscheibe besitzt in Längsrichtung des Behälters 10 gesehen einen axialen Abstand von dem Rohrstutzen 3.2 - 3.4 sowie 4.2 - 4.4. Außerdem besitzt jede Trennscheibe der Trennelemente 5' einen radialen Abstand vom Innenumfang der Umfangswand 12 des Behälters 10, wodurch jeweils ein ringspaltförmiger Strömungsdurchlass 50' gebildet wird. Die die Trennelemente 5' bildenden Trennscheiben sind jeweils über kleine, den Strömungsdurchlass 50' überbrückende Laschen mit der Umfangswand 12 des Behälters 10 verbunden. Ergänzend zu den in Figur 4 dargestellten Trennelementen 5' kann je eine weitere Trennscheibe unterhalb der Temperaturzone 2.1 und oberhalb der Temperaturzone 2.5 angeordnet werden, was hydraulisch vorteilhaft sein kann, aber nicht unbedingt erforderlich ist.

[0038] Funktional erzielen die Trennelemente 5' mit den Trennscheiben die gleiche Wirkung wie die weiter oben beschriebenen Trennelemente 5 in Form der Mantelrohre; es wird daher hinsichtlich der Funktion der hydraulischen Weiche 1 gemäß Figur 4 auf die Beschreibung der Figur 3 verwiesen.

[0039] Bei den zuvor anhand der Figuren 1 - 4 beschriebenen Ausführungsbeispielen hat der Behälter 10 der hydraulischen Weiche 1 eine hohlzylindrische Form, also einen runden Umriss. Abweichend davon ist in Figur 5 ein Beispiel einer hydraulischen Weiche 1 mit einem Behälter 10 dargestellt, der in Querschnitt quadratisch ausgeführt ist. Als Standfüße 15 sind hier zwei flache Flansche vorgesehen, mit denen die hydraulische Weiche 1 auf dem Boden eines Aufstellungsraums befestigt werden kann. Ein Entleerungsstutzen 16 ist an einer Seitenwand des Behälters 10 an deren unterem Ende angeordnet. An einer oberseitigen Decke 14 des Behälters 10 ist auch hier eine Aufnahmehülse 17 angebracht, beispielsweise für ein Entlüftungsventil.

[0040] Hinsichtlich der an der hydraulischen Weiche 1 nach Figur 5 vorgesehenen Anschlüsse 30.1 - 30.5 auf der einen, dem Betrachter zugewandten Seite des Behälters 10 sowie der Anschlüsse 40.1 - 40.5 auf der anderen, gegenüberliegenden Seite des Behälters 10 stimmt das Beispiel nach Figur 5 mit den zuvor beschriebenen Beispielen überein. In ihrem Inneren kann die hydraulische Weiche 1 nach Figur 5 übereinstimmend mit dem Beispiel nach den Figuren 1 - 3 oder dem Beispiel nach Figur 4 ausgeführt sein, wobei lediglich bei Verwendung von durch Trennscheiben gebildeten Trennelementen 5' deren Umriss an den Umriss des Behälters 10 anzupassen ist. Funktional verhält sich dann die hydraulische Weiche 1 nach Figur 5 übereinstimmend mit den hydraulischen Weichen 1 nach den zuvor erläuterten Ausführungsbeispielen, auf deren Beschreibung daher verwiesen wird.

Bezugszeichenliste:

[0041] 

Zeichen	Bezeichnung
1	Hydraulische Weiche
10	Behälter
11	Inneres von 10
12	Umfangswand
13	Boden
14	Decke
15	Standfüße
16	Entleerungsstutzen an 13
17	Aufnahmehülse an 14
2.1 - 2.n	Trägermedium-Temperaturzonen in 10
20	Zwischenbereiche
21	Strömungsdurchlass
3.1 - 3.n	Rohrstutzen
30.1 - 30.n	Anschlüsse (zuführend)
31	Anschlussende (Flansch)
4.1 - 4.n	Rohrstutzen
40.1 - 40.n	Anschlüsse (abführend)
41	Anschlussende (Flansch)
5	Trennelement (Mantelrohr)
50	Trägermedium-Strömungsdurchlass in 5
5'	Trennelement (Trennscheibe)
50'	Trägermedium-Strömungsdurchlass in 5'
A	Abstand

Ansprüche

1. Hydraulische Weiche (1) einer Heiz- oder Kühlanlage, wobei die Weiche (1) im Betrieb mit einer oder mehreren Wärme- oder Kältequellen und mit mehreren Heiz- oder Kühlkreisen strömungsmäßig verbunden ist, wobei zwischen den Wärme- oder Kältequellen und den Heiz- oder Kühlkreisen ein Trägermedium für Wärme oder Kälte zirkuliert, wobei die Weiche (1) einen Behälter (10) aufweist, wobei im Inneren (11) des Behälters (10) mehrere übereinander liegende Trägermedium-Temperaturzonen (2.1 - 2.n) vorgesehen sind, die miteinander in Strömungsverbindung stehen, und wobei Anschlüsse (30.1 - 30.n, 40.1 - 40.n) für Vorlauf und Rücklauf der Wärme- oder Kältequellen und für Vorlauf und Rücklauf der Heiz- oder Kühlkreise an einer Umfangswand (12) des Behälters (10) angeordnet und jeweils mit einer der Trägermedium-Temperaturzonen (2.1 - 2.n) verbunden sind, dadurch gekennzeichnet,
dass im Behälter (10) wenigstens drei Trägermedium-Temperaturzonen (2.1 - 2.n) übereinander vorgesehen sind,
dass im Behälter (10) mehrere jeweils eine Temperaturzone (2.1 - 2.n) begrenzende Trennelemente (5, 5') angeordnet sind, die mit jeweils wenigstens einem Trägermedium-Strömungsdurchlass (50, 50') ausgebildet sind,
dass zwischen je zwei von den Trennelementen (5, 5') begrenzten Temperaturzonen (2.1 - 2.n) jeweils ein Zwischenbereich (20) des Inneren (11) des Behälters (10) liegt und
dass jedes Trennelement (5, 5') im Inneren (11) des Behälters (10) wenigstens einen die jeweils zugeordnete Trägermedium-Temperaturzone (2.1 - 2.n) umgehenden Trägermedium-Strömungsweg frei lässt.

2. Hydraulische Weiche nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Trägermedium-Temperaturzone (2.1 - 2.n) ein Paar von zwei einander gegenüberliegend in das Innere des Behälters (10) mündenden, mit den Anschlüssen (30.1 - 30.n, 40.1 - 40.n) verbundenen, miteinander fluchtenden Rohrstutzen (3.1 - 3.n, 4.1 - 4.n) zugeordnet ist und
dass die zwei Rohrstutzen (3.1, 4.1 - 3.n, 4.n) eines Paares entweder einen Abstand (A) voneinander aufweisende freie Enden haben oder als ein durchgehendes Rohr mit mindestens einer Strömungsöffnung (21) zum Inneren (11) des Behälters (10) ausgeführt sind.

3. Hydraulische Weiche nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest über den Abstand (A) oder die Strömungsöffnung (21) hinweg ein Mantelrohr als Trennelement (5) angeordnet ist, welches die Rohrstutzen (3.1, 4.1 - 3.n, 4.n) des jeweiligen Paares mit einem radialen Abstand umgibt.

4. Hydraulische Weiche nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das das Trennelement (5) bildende Mantelrohr zur Bildung des Trägermedium-Strömungsdurchlasses (50) ein- oder beidseitig stirnseitig zum Behälterinneren (11) offen und/oder mit einer oder mehreren Durchbrechungen in seinem Umfang ausgeführt ist.

5. Hydraulische Weiche nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass jeweils eine Trägermedium-Temperaturzone (2.1 - 2.n) im Behälter (10) durch ein Paar aus je einer oberen und unteren Trennscheibe als Trennelement (5'.1 - 5'.n) begrenzt ist.

6. Hydraulische Weiche nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass jede das Trennelement (5') bildende Trennscheibe zur Bildung des Trägermedium-Strömungsdurchlasses (50') mit einer inneren Oberfläche der Umfangswand (12) des Behälters (10) einen Ringspalt bildet und/oder mindestens einen Durchbruch in ihrer Fläche aufweist.

7. Hydraulische Weiche nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Behälter (10) die Grundform eines im Betrieb der Weiche (1) stehenden, länglichen Zylinders oder Quaders hat.

8. Hydraulische Weiche nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Anschlüsse (30.1 - 30.n, 40.1 - 40.n) entlang von zwei vertikalen Linien übereinander an dem Behälter (10) angeordnet sind.

9. Hydraulische Weiche nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Strömungsöffnung (21) durch eine Anordnung von in Umfangsrichtung und Längsrichtung des jeweiligen durchgehenden Rohres verteilt angeordneten Durchbrüchen gebildet ist.

10. Hydraulische Weiche nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Anschlüsse (30.1 - 30.n, 40.1 - 40.n) in ihrem außerhalb des Behälters (10) liegenden Teil als nach radial außen weisende Rohrabschnitte mit je einem in einer vertikalen Ebene liegenden Anschlussende (31, 41), vorzugsweise Anschlussflansch, ausgebildet sind.

11. Hydraulische Weiche nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Behälter (10) im Betrieb einen Schichtenspeicher mit darin temperaturabhängig geschichtetem Trägermedium bildet, dass die Trägermedium zuführenden Anschlüsse (30.1 - 30.n) jeweils mit derjenigen Trägermedium-Temperaturzone (2.1 - 2.n) verbunden sind, die in einer der jeweiligen Temperatur des im Betrieb zufließenden Trägermediums entsprechenden Höhe im Behälter (10) angeordnet ist, und dass die Trägermedium abführenden Anschlüsse (40.1 - 40.n) jeweils mit derjenigen Trägermedium-Temperaturzone (2.1 - 2.n) verbunden sind, die in einer der im Betrieb jeweils benötigten Temperatur des abfließenden Trägermediums entsprechenden Höhe im Behälter (10) angeordnet ist.

Zeichnung