DE102016202009B4 - Thermal throttle valve - Google Patents
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Abstract
Thermisches Drosselventil (1) zur Durchflussregulierung eines in einer Flussrichtung in einem Kältenetz fließenden Kühlfluids,mit einem Fluideinlass (3) und einem Fluidauslass (5), und einer zwischen dem Fluideinlass (3) und dem Fluidauslass (5) gebildeten Ventilkammer (7),mit einem Ventilkörper (13), einem mit dem Ventilkörper (13) zusammenwirkenden ersten Ventilsitz (11) und einer thermischen Dehnungsvorrichtung (15), die den Ventilkörper in Abhängigkeit von der auf die Dehnungsvorrichtung (15) einwirkenden Temperatur von einer Schließposition, in der der Ventilkörper (13) in Anlage an dem ersten Ventilsitz (11) liegt, in eine erste Öffnungsposition bewegt, wobeidie thermische Dehnungsvorrichtung (15) in Flussrichtung des Kühlfluids vollständig hinter dem Ventilkörper (13) angeordnet ist, wobei im Betrieb das Kühlfluid die thermische Dehnungsvorrichtung (15) umspült, und wobei neben oder in dem Ventilkörper (13) eine Bypassleitung (17) angeordnet ist, durch die in der Schließposition des Ventilkörpers (13) ein Minimalvolumenstrom von Kühlfluid den Ventilkörper (13) um- bzw. durchfließt und eine Umspülung der Dehnungsvorrichtung (15) sicherstellt,dadurch gekennzeichnet,dass der erste Ventilsitz (11) an einem in die Ventilkammer (7) ragendem oder vollständig in der Ventilkammer (7) angeordneten Rohrkörper (9) gebildet ist, wobei die Dehnungsvorrichtung (15) zumindest teilweise in dem Rohrkörper (9) angeordnet ist.A thermal restriction valve (1) for regulating the flow of a cooling fluid flowing in a flow direction in a cooling network, comprising a fluid inlet (3) and a fluid outlet (5) and a valve chamber (7) formed between the fluid inlet (3) and the fluid outlet (5), a valve body (13), a first valve seat (11) cooperating with the valve body (13), and a thermal expansion device (15) which move the valve body in response to the temperature applied to the expansion device (15) from a closed position in which Valve body (13) is in abutment with the first valve seat (11), moved in a first opening position, wherein the thermal expansion device (15) is arranged in the direction of flow of the cooling fluid completely behind the valve body (13), wherein in operation the cooling fluid, the thermal expansion device ( 15), and wherein adjacent to or in the valve body (13) a bypass line (17) is arranged through which in the Closing position of the valve body (13) a minimum volume flow of cooling fluid flows around the valve body (13) and ensures a flushing of the expansion device (15), characterized in that the first valve seat (11) at one in the valve chamber (7) projecting or completely in the valve chamber (7) arranged tubular body (9) is formed, wherein the expansion device (15) is at least partially disposed in the tubular body (9).
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein temperaturgeregeltes Drosselventil zur Durchflussregulierung eines in einer Flussrichtung in einem Kältenetz fließenden Kühlfluids.The present invention relates to a temperature-controlled throttle valve for regulating the flow of a flowing in a flow direction in a cooling network cooling fluid.
Thermostatdrosselventile sind grundsätzlich bei Heizkreisläufen bekannt. Derartige Ventile weisen zumeist einen Fluideinlass und einen Fluidauslass sowie eine zwischen dem Fluideinlass und dem Fluidauslass gebildete Ventilkammer auf. Ein Ventilkörper wirkt mit einem Ventilsitz und einer thermischen Dehnungsvorrichtung zusammen. In Abhängigkeit von der auf die Dehnungsvorrichtung einwirkenden Temperatur wird der Ventilkörper von einer Öffnungsposition in eine Schließposition, in der der Ventilkörper in Anlage an dem Ventilsitz liegt, bewegt. Dabei ist die Dehnungsvorrichtung der Umgebungstemperatur des Thermostatdrosselventils ausgesetzt. Bei Thermostatventilen in Heizkreisläufen wird der Ventilkörper bei zunehmender Umgebungstemperatur durch die Dehnungsvorrichtung in Richtung der Schließposition und in Anlage an den Ventilsitz bewegt.
Derartige Anordnungen sind jedoch in Kältenetzen für die Kühlung von Verbrauchern nur schwierig verwirklichbar. Hier ist es derzeit Standard, dass die Leistungsregelung der Umluftkühlgeräte über die Ansteuerung der integrierten Lüfter erfolgt, in dem die Luftmenge angepasst wird.However, such arrangements are difficult to implement in refrigeration networks for consumer refrigeration. Here it is currently standard that the power control of the circulating air cooling units via the control of the integrated fan takes place, in which the air volume is adjusted.
Auf der Kaltwasserseite ist in der Regel lediglich ein Ventil eingebaut, dass bei Anforderung an die Kühlung den Durchfluss voll öffnet.On the cold water side, usually only one valve is installed, that fully opens the flow when requested to the cooling.
Wenn mittels eines Kältenetzes die Temperatur eines Verbrauchers geregelt werden soll, sind häufig aufwändige Thermosensoren notwendig, um die Temperatur an dem zu kühlenden Teil des Verbrauchers zu sensieren. Für eine Durchflussregulierung müssen die Temperatursignale wiederum an dem Ventil umgesetzt werden, so dass zumeist motorbetriebene Ventile notwendig sind.If the temperature of a consumer is to be controlled by means of a cooling network, complex thermosensors are often necessary to sense the temperature at the part of the consumer to be cooled. For flow regulation, the temperature signals must again be converted to the valve, so that mostly motor-operated valves are necessary.
Somit ist ein großer vorrichtungstechnischer Aufwand erforderlich.Thus, a large device-technical effort is required.
Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein thermisches Drosselventil zur Durchflussregulierung in einem Kältenetz bereitzustellen, das von vereinfachtem Aufbau ist und das ohne aufwändige Sensoren eine Durchflussregulierung ermöglicht.It is therefore the object of the present invention to provide a thermal throttle valve for regulating the flow in a cooling network, which is of a simplified construction and which allows flow regulation without complex sensors.
Die Erfindung ist definiert durch die Merkmale des Anspruchs 1.The invention is defined by the features of
Aus
Bei dem erfindungsgemäßen thermischen Drosselventil zur Durchflussregulierung eines in einer Flussrichtung in einem Kältenetz fließenden Kühlfluids, mit einem Fluideinlass und einem Fluidauslass und einem zwischen dem Fluideinlass und dem Fluidauslass gebildeten Ventilkammer, ist ein Ventilkörper mit einem mit dem Ventilkörper zusammenwirkenden ersten Ventilsitz und einer thermischen Dehnungsvorrichtung vorgesehen. Die thermische Dehnungsvorrichtung bewegt den Ventilkörper in Abhängigkeit von der auf die Dehnungsvorrichtung einwirkenden Temperatur von einer Schließposition, in der der Ventilkörper in Anlage an den ersten Ventilsitz liegt in eine erste Öffnungsposition. Das erfindungsgemäße thermisches Drosselventil ist dadurch gekennzeichnet, dass im Betrieb das Kühlfluid die Dehnungsvorrichtung umspült, und dass neben oder in dem Ventilkörper eine Bypassleitung angeordnet ist, durch den in der Schließposition des Ventilkörpers ein Minimalvolumenstrom von Kühlmittel den Ventilkörper um- bzw. durchfließt und eine Umspülung der Dehnungsvorrichtung sicherstellt.In the thermal throttle valve of the present invention for flow-controlling a cooling fluid flowing in a flow direction in a cooling network, having a fluid inlet and a fluid outlet and a valve chamber formed between the fluid inlet and the fluid outlet, there is provided a valve body having a first valve seat and a thermal expansion device cooperating with the valve body , The thermal expansion device moves the valve body in response to the temperature acting on the expansion device from a closed position in which the valve body is in contact with the first valve seat in a first opening position. The thermal throttle valve according to the invention is characterized in that in operation, the cooling fluid flows around the expansion device, and that adjacent to or in the valve body, a bypass line is arranged, through which in the closed position of the valve body, a minimum volume flow of coolant flows around the valve body and flows through a lavage the stretching device ensures.
Die Erfindung sieht vor, dass der erste Ventilsitz an einem in die Ventilkammer ragenden Rohrkörper gebildet ist, wobei die Dehnungsvorrichtung zumindest teilweise in dem Rohrkörper angeordnet ist. Eine derartige Anordnung hat den Vorteil, dass der Rohrkörper die Dehnungsvorrichtung zumindest teilweise führen kann. Ferner wird auf konstruktiv einfache Art und Weise ein Ventilsitz geschaffen. Alternativ sieht die Erfindung vor, dass der erste Ventilsitz an einem vollständig in der Ventilkammer angeordneten Rohrkörper gebildet ist, wobei die Dehnungsvorrichtung zumindest teilweise in dem Rohrkörper angeordnet ist.The invention provides that the first valve seat is formed on a tubular body projecting into the valve chamber, wherein the expansion device is at least partially disposed in the tubular body. Such an arrangement has the advantage that the tubular body can at least partially guide the expansion device. Furthermore, a valve seat is created in a structurally simple manner. Alternatively, the invention provides that the first valve seat is formed on a tube body arranged completely in the valve chamber, wherein the expansion device is arranged at least partially in the tube body.
Das erfindungsgemäße thermische Drosselventil reguliert somit den Durchfluss des Kühlfluids in Abhängigkeit von der Temperatur des Kühlfluids, da die thermische Dehnungsvorrichtung von der Temperatur des Kühlfluids beeinflusst wird. Dabei kann auf separate Antriebe des Ventilkörpers verzichtet werden, da die thermische Dehnungsvorrichtung den Ventilkörper bewegt.The thermal throttle valve according to the invention thus regulates the flow of the cooling fluid as a function of the temperature of the cooling fluid, since the thermal expansion device is influenced by the temperature of the cooling fluid. It can be dispensed with separate drives of the valve body, since the thermal expansion device moves the valve body.
Das erfindungsgemäße thermische Drosselventil kann beispielsweise im Rücklauf eines Kältenetzes, z.B. mit Umluftkühlgeräten (FanCoils) angeordnet sein.The thermal throttle valve according to the invention can be used for example in the return of a cooling network, e.g. be arranged with recirculation cooling devices (FanCoils).
Bei Einsatz des erfindungsgemäßen thermischen Drosselventils wird der Volumenstrom an einen Verbraucher des Kältenetzes lastabhängig begrenzt.When using the thermal throttle valve of the invention, the volume flow limits a load of the cooling network load-dependent.
Bei einem hohen Kühlungsbedarf am Verbraucher wird eine hohe Wärmeleistung an das Kühlfluid übertragen, so dass eine entsprechende Temperaturspreizung am Verbraucher vorliegt, d.h. ein hoher Temperaturunterschied zwischen dem Vorlauf und dem Rücklauf des Verbrauchers. Das Kühlfluid in dem Rücklauf besitzt somit eine erhöhte Temperatur, so dass eine thermische Dehnung der Dehnungsvorrichtung vorliegt und somit der Ventilkörper in Richtung der ersten Öffnungsposition gedrückt ist. In der ersten Öffnungsposition kann das Kühlfluid mit einem hohen Durchfluss in Flussrichtung fließen, so dass die aufgenommene Wärmeenergie in vorteilhafter Weise abgeführt werden kann.At a high cooling demand on the consumer, a high heat output is transferred to the cooling fluid, so that there is a corresponding temperature spread at the consumer, i. a high temperature difference between the flow and the return of the consumer. The cooling fluid in the return thus has an elevated temperature, so that there is a thermal expansion of the expansion device and thus the valve body is pressed in the direction of the first opening position. In the first opening position, the cooling fluid can flow at high flow in the flow direction, so that the absorbed heat energy can be dissipated in an advantageous manner.
Sinkt nun der Kältebedarf des Verbrauchers, wird weniger Wärme auf das Kühlfluid übertragen. Dadurch liegt eine geringere Temperaturspreizung zwischen Vorlauf und Rücklauf des Verbrauchers vor und somit ist die Rücklauftemperatur geringer. Aufgrund der geringeren Temperatur des die thermische Dehnungsvorrichtung umströmenden Kühlfluids zieht sich diese zusammen und bewegt den Ventilkörper in Richtung des Ventilsitzes. Dadurch wird der Durchfluss von Kühlfluid verringert. Durch die somit erfolgte Drosselung des Volumenstroms erhöht sich die Temperatur des Kühlfluids im Rücklauf, so dass die Temperaturspreizung und somit die Rücklauftemperatur wieder erhöht werden. Auf diese Weise reguliert sich die Rücklauftemperatur automatisch auf eine maximal mögliche Temperaturspreizung zum Vorlauf wobei gleichzeitig der Durchfluss auf ein Minimum begrenzt wird.If the consumer's cooling demand drops, less heat is transferred to the cooling fluid. As a result, there is a lower temperature spread between the flow and return of the consumer and thus the return temperature is lower. Due to the lower temperature of the thermal expansion device flowing around the cooling fluid, this contracts and moves the valve body in the direction of the valve seat. This reduces the flow of cooling fluid. By thus throttling the volume flow, the temperature of the cooling fluid increases in the return, so that the temperature spread and thus the return temperature are increased again. In this way, the return temperature is automatically regulated to a maximum possible temperature spread to the flow while the flow is limited to a minimum.
Durch die Bypassleitung, die neben oder in dem Ventilkörper angeordnet ist, wird sichergestellt, dass auch bei sehr niedriger Rücklauftemperatur, bei der der Ventilkörper an dem ersten Ventilsitz anliegt, sichergestellt ist, dass ein Minimalvolumenstrom von Kühlfluid den Ventilkörper passieren kann und eine Umspülung der Dehnungsvorrichtung sicherstellt.By the bypass line, which is arranged next to or in the valve body, it is ensured that even at a very low return temperature, wherein the valve body rests against the first valve seat, it is ensured that a minimum volume flow of cooling fluid can pass through the valve body and a flushing of the expansion device ensures.
Bei einer Anordnung des thermischen Drosselventils im Rücklauf eines Kältenetzes drückt die Dehnungsvorrichtung den Ventilkörper bei der Bewegung in die erste Öffnungsposition entgegen der Flussrichtung des Kühlfluids, wobei der Ventilsitz auf der in Flussrichtung des Kühlfluids flussabwärts von dem Ventilkörper angeordnet ist.In an arrangement of the thermal throttle valve in the return of a cooling network, the expansion device presses the valve body in the first opening position against the flow direction of the cooling fluid, wherein the valve seat is disposed on the downstream of the valve body in the flow direction of the cooling fluid.
Das erfindungsgemäße thermische Drosselventil kann auch in einer Ausführungsform in dem Vorlauf eines Kältenetzes angeordnet sein. Bei einer derartigen Anordnung drückt die Dehnungsvorrichtung den Ventilkörper bei der Bewegung in die Schließposition entgegen der Flussrichtung des Kühlfluids. Der Ventilsitz ist somit auf der in Flussrichtung des Fluids flussaufwärts gerichteten Seite des Ventilkörpers angeordnet. Bei einer derartigen Anordnung kann das thermische Drosselventil ebenso verwendet werden, um den Durchfluss in dem Kältenetz zu regulieren und um eine gewünschte Kühlfluidtemperatur zu erreichen. Wenn die Kühlfluidtemperatur beispielsweise zu hoch ist, wird der Durchfluss durch das thermische Drosselventil reduziert, indem der Ventilkörper von der thermischen Dehnungsvorrichtung in Richtung der Schließposition gedrückt wird.The thermal throttle valve according to the invention can also be arranged in one embodiment in the flow of a cooling network. In such an arrangement, the expansion device presses the valve body in the closing position against the flow direction of the cooling fluid in the movement. The valve seat is thus arranged on the upstream side of the valve body in the direction of flow of the fluid. With such an arrangement, the thermal throttle valve may also be used to regulate the flow in the cooling network and to achieve a desired cooling fluid temperature. For example, if the cooling fluid temperature is too high, the flow rate through the thermal throttle valve is reduced by pushing the valve body toward the closed position by the thermal expansion device.
Dies kann z.B. in einem einem Kälteverbraucher parallel geschaltetem Bypass als thermisch geregeltes Überströmventil genutzt werden, um bei einem ausgedehnten Kältenetz an relevanten Verbrauchern sicherzustellen, dass Kühlfluid bei Bedarf direkt ansteht.This can e.g. be used as a thermally controlled spill valve in a parallel to a cold load bypass as a thermally controlled overflow to ensure at an extensive Kältenetz to relevant consumers that cooling fluid is present directly when needed.
Durch den temperaturabhängigen Durchfluss wird dies mit deutlich geringerem Volumenstrom im Bypass erreicht als bei klassischen Überströmventilen.Due to the temperature-dependent flow, this is achieved with significantly lower volume flow in the bypass than with classic overflow valves.
Ebenso kann durch den verringerten Durchfluss an einem Verbraucher sichergestellt werden, dass beispielsweise an einem durch das Kühlfluid abkühlendem Wärmetauscher die gewünschte Vorlauftemperatur begrenzt wird z.B. im Anfahrbetrieb bei Freikühlung o.ä. um z.B. den Anfall von Kondensat zu begrenzen.Likewise, it can be ensured by the reduced flow to a consumer that, for example, on a cooling by the cooling fluid heat exchanger, the desired flow temperature is limited, for example. in starting operation with free cooling or similar by e.g. to limit the accumulation of condensate.
Wird die gewünschte Vorlauftemperatur erreicht, wird der Ventilsitz durch die nunmehr vorliegende geringere Temperatur an der thermischen Dehnungsvorrichtung in die Öffnungsposition gezogen und ein größerer Volumenstrom an Kühlfluid ist möglich.If the desired flow temperature is reached, the valve seat is pulled by the now present lower temperature at the thermal expansion device in the open position and a larger volume flow of cooling fluid is possible.
Das erfindungsgemäße thermische Drosselventil hat insbesondere bei der Anordnung in dem Rücklauf eines Kältenetzes den Vorteil, dass bei gleicher Leistungsfähigkeit des Kältenetzes ein geringerer Volumenstrom gefahren werden kann, wodurch Pumpen zur Beförderung des Kühlfluids entlastet werden können und somit eine geringere Antriebsenergie notwendig wird.The thermal throttle valve according to the invention has the advantage, in particular in the arrangement in the return of a cooling network that at the same capacity of the cooling network, a lower volume flow can be driven, whereby pumps for the transport of the cooling fluid can be relieved and thus a lower drive energy is necessary.
Zudem wird eine höhere Temperaturspreizung im Kältenetz erreicht, wodurch die Effizienz bei der Kälteerzeugung (Kältemaschine, Wärmetauscher) steigt und das Potential für einen Freikühlbetrieb erhöht wird.In addition, a higher temperature spread is achieved in the cooling network, whereby the efficiency in the refrigeration (chiller, heat exchanger) increases and the potential for a free-cooling operation is increased.
Das erfindungsgemäße thermische Drosselventil ist auch von Vorteil, wenn an dem Kältenetz unterschiedliche innere und äußere Lasten anliegen. Beispielsweise kann das erfindungsgemäße thermische Drosselventil bei einer Anordnung im Rücklauf automatisch den Durchfluss regulieren, wenn unterschiedliche Verbraucher oder eine unterschiedliche Anzahl von Verbrauchern an dem Kältenetz angeschlossen sind. Auch kann das thermische Drosselventil den Kühlfluidvolumenstrom einem beispielsweise tageszeitabhängigen Bedarf eines Verbrauchers automatisch anpassen. The thermal throttle valve according to the invention is also advantageous if different internal and external loads are applied to the cooling network. For example, the inventive thermal throttle valve in an arrangement in the return automatically regulate the flow, if different consumers or a different number of consumers connected to the cooling network. The thermal throttle valve can also automatically adapt the cooling fluid volume flow to a consumer's demand, for example, as a function of the time of day.
Vorzugsweise ist vorgesehen, dass die Dehnungsvorrichtung eine Feder, vorzugsweise eine Schraubenfeder, aufweist. Eine Schraubenfeder hat sich hinsichtlich ihrer Umströmungseigenschaften von Kühlfluid als besonders vorteilhaft herausgestellt, da diese nur einen geringen Strömungswiderstand in der Ventilkammer darstellt. Das Vorsehen einer Feder in der Dehnungsvorrichtung im Allgemeinen kann von Vorteil sein, da hierüber Sicherungsfunktionen ausgeübt werden können, z.B. kann bei der Anordnung des thermischen Drosselventils im Rücklauf durch die Feder sichergestellt werden, dass bei einem zu hohen Druck im Kühlfluid auf die Ventilkörper dieser automatisch entgegen der Federkraft auf den Ventilsitz verbleibt. Bei einer Anordnung des thermischen Drosselventils im Vorlauf kann beispielsweise über die Feder sichergestellt werden, dass bei einem zu hohen Druck, der an dem Ventilkörper in Schließposition anliegt, der Ventilkörper automatisch in Richtung der Öffnungsposition entgegen der Federkraft gedrückt wird, so dass es zu einer Druckentlastung kommt.It is preferably provided that the expansion device comprises a spring, preferably a helical spring. A coil spring has been found to be particularly advantageous in terms of their Umströmungseigenschaften of cooling fluid, since this represents only a small flow resistance in the valve chamber. The provision of a spring in the expansion device in general may be advantageous since it can perform securing functions, e.g. can be ensured in the arrangement of the thermal throttle valve in the return by the spring that automatically remains at a high pressure in the cooling fluid on the valve body against the spring force on the valve seat. In an arrangement of the thermal throttle valve in the flow can be ensured for example via the spring, that at a high pressure applied to the valve body in the closed position, the valve body is automatically pressed in the direction of the open position against the spring force, so that there is a pressure relief comes.
Ferner kann mit einer Feder in vorteilhafter Weise ein thermisches Dehnungselement geschaffen werden, das sich in Abhängigkeit von der Temperatur entsprechend ausdehnt oder zusammenzieht.Further, with a spring advantageously a thermal expansion element can be created, which expands or contracts depending on the temperature accordingly.
Es kann auch vorgesehen sein, dass die Dehnungsvorrichtung einen fluidgefüllten Dehnkörper aufweist. Ein derartiger Dehnkörper ist hinsichtlich seiner thermischen Dehnungseigenschaften besonders vorteilhaft und darüber hinaus auf konstruktiv einfache Art und Weise zu schaffen.It can also be provided that the expansion device has a fluid-filled expansion body. Such an expansion body is particularly advantageous in terms of its thermal expansion properties and beyond to create a structurally simple manner.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass die Bypassleitung zumindest teilweise durch eine Durchgangsbohrung in dem Ventilkörper gebildet ist. Eine derartige Anordnung ist von besonderem Vorteil, da keine aufwändigen Bypassleitungen um den Ventilsitz und dem Ventilkörper herum geschaffen werden müssen. Bei einem Anliegen des Ventilkörpers an dem Ventilsitz in Schließposition wird durch die in dem Ventilkörper gebildete Durchgangsbohrung automatisch die Bypassleitung geschaffen. Ferner hat eine derartige Anordnung den Vorteil, dass eine Umströmung der thermischen Dehnungsvorrichtung in der Schließposition des Ventilkörpers sichergestellt werden kann. Die thermische Dehnungsvorrichtung ist mit dem Ventilkörper auf der in Strömungsrichtung des Kühlfluids stromabwärts gerichteten Seite in Wirkverbindung. Das durch die Durchgangsbohrung in dem Ventilkörper fließende Kühlfluid kommt somit unmittelbar in Kontakt mit der Dehnungsvorrichtung, so dass eine Umspülung sichergestellt ist.In a preferred embodiment of the invention it is provided that the bypass line is at least partially formed by a through hole in the valve body. Such an arrangement is of particular advantage, since no complex bypass lines must be created around the valve seat and the valve body around. In a concern of the valve body to the valve seat in the closed position, the bypass line is automatically created by the formed in the valve body through bore. Furthermore, such an arrangement has the advantage that a flow around the thermal expansion device in the closed position of the valve body can be ensured. The thermal expansion device is operatively connected to the valve body on the downstream side in the flow direction of the cooling fluid. The flowing through the through hole in the valve body cooling fluid thus comes directly into contact with the expansion device, so that a rinsing is ensured.
Vorzugsweise ist vorgesehen, dass das von dem ersten Ventilsitz abgewandte Ende des Rohrkörpers mit dem Fluidauslass verbunden ist. Somit wird mittels des Rohrkörpers in vorteilhafter Weise eine Verbindung zu dem Fluidauslass des thermischen Drosselventils geschaffen. Gleichzeitig wird sichergestellt, dass das zu dem Fluidauslass fließende Kühlfluid durch den Rohrkörper geleitet wird und somit die in dem Rohrkörper angeordnete Dehnungsvorrichtung umspült.It is preferably provided that the end remote from the first valve seat end of the tubular body is connected to the fluid outlet. Thus, a connection to the fluid outlet of the thermal throttle valve is created by means of the tubular body in an advantageous manner. At the same time it is ensured that the cooling fluid flowing to the fluid outlet is passed through the tubular body and thus flows around the expansion device arranged in the tubular body.
Vorzugsweise mündet ein an dem von dem ersten Ventilsitz abgewandten Ende des Rohrkörpers aus gebildeter Rohrkörperauslass in den Fluidauslass. Eine derartige Ausgestaltung hat sich als konstruktiv und besonders vorteilhaft herausgestellt.Preferably, at the end remote from the first valve seat end of the tubular body of formed Rohrkörperauslass opens into the fluid outlet. Such a configuration has proven to be constructive and particularly advantageous.
Dabei kann vorgesehen sein, dass zwischen einer Rohrkörperaußenwandung und einer Ventilkammerinnenwandung ein Spalt gebildet ist, der zumindest teilweise die Bypassleitung bildet. Ferner kann vorgesehen sein, dass der Rohrkörper mindestens eine Durchgangsöffnung aufweist, die zumindest teilweise die Bypassleitung bildet. Somit ist mittels des Rohrkörpers und der Ventilkammerinnenwandung in vorteilhafter Weise die Bypassleitung verwirklichbar.It can be provided that between a tubular outer wall and a Ventilkammerinnenwandung a gap is formed, which at least partially forms the bypass line. Furthermore, it can be provided that the tubular body has at least one passage opening which at least partially forms the bypass line. Thus, by means of the tubular body and the valve chamber inner wall advantageously the bypass line can be realized.
Der Ventilkörper kann beispielsweise als Ventilteller ausgebildet sein.The valve body may be formed, for example, as a valve disk.
In einem Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen thermischen Drosselventils ist vorgesehen, dass der erste Ventilsitz in Flussrichtung des Kühlfluids hinter dem Ventilkörper und an dem Fluideinlass ein zweiter Ventilsitz angeordnet ist, wobei der Ventilkörper in einer zweiten Öffnungsposition an dem zweiten Ventilsitz anliegt. Ein derartiges thermisches Drosselventil ist vorzugsweise im Rücklauf des Kältenetzes anzuordnen. Durch den zweiten Ventilsitz wird erreicht, dass bei einer zu hohen Temperaturspreizung und somit bei einer zu hohen Rücklauftemperatur der Durchfluss ebenfalls beschränkt wird. Eine weitere Bypassleitung, die beispielsweise durch eine die Durchgangsbohrung in dem Ventilkörper gebildet ist, sorgt dafür, dass auch bei Anlage des Ventilkörpers an dem zweiten Ventilsitz ausreichend Kühlfluid den Ventilkörper passiert, um die Dehnungsvorrichtung zu umspülen.In one exemplary embodiment of the thermal throttle valve according to the invention, it is provided that the first valve seat is arranged downstream of the valve body in the flow direction of the cooling fluid and at the fluid inlet a second valve seat, wherein the valve body bears against the second valve seat in a second opening position. Such a thermal throttle valve is preferably to be arranged in the return of the cooling network. The second valve seat ensures that the flow is also limited if the temperature spread is too high and thus the return temperature is too high. Another bypass line, which is formed for example by a through hole in the valve body, ensures that even when the valve body at the second valve seat sufficient cooling fluid passes through the valve body to flow around the expansion device.
Das erfindungsgemäße thermische Drosselventil kann beispielsweise in Kältenetzen von Gebäuden verwendet werden.The thermal throttle valve according to the invention can be used, for example, in cold sockets of buildings.
Beispielsweise können derartige Gebäude durch Bauteilaktivierung gekühlt werden. Über das erfindungsgemäße thermische Drosselventil kann somit das an den Bauteilen anliegende Kältenetz auf unterschiedliche innere Lasten reagieren. Eine Anordnung des erfindungsgemäßen thermischen Drosselventils im Rücklauf ist besonders vorteilhaft, da die Rücklauftemperatur eine indirekte Reaktion auf die Entladung der thermisch aktivierten Bauteile und damit indirekt eine Reaktion auf die inneren Lasten darstellt.For example, such buildings can be cooled by component activation. About the Thermal throttle valve according to the invention can thus react to the cooling network applied to the components to different internal loads. An arrangement of the thermal throttle valve according to the invention in the return is particularly advantageous because the return temperature is an indirect reaction to the discharge of the thermally activated components and thus indirectly a reaction to the internal loads.
Somit kann eine durch das erfindungsgemäße thermische Drosselventil verwirklichbare rücklauftemperaturabhängige Begrenzung des Durchflusses einen gleichmäßigen Betrieb auch bei unterschiedlichen inneren und äußeren Lasten realisieren. Innere Lasten können beispielsweise unterschiedlicher Kühlbedarf durch unterschiedliche Erzeugung von Wärme in Gebäuden durch eine Veränderung der Anwesenheit von Personen oder auch der Betrieb von Maschinen etc. sein. Unterschiedliche äußere Lasten werden beispielsweise durch sich ändernde solare Bestrahlung von Fassaden hervorgerufen.Thus, a realizable by the thermal throttle valve according to the invention return temperature-dependent limitation of the flow can realize a uniform operation even with different internal and external loads. Internal loads, for example, different cooling requirements by different generation of heat in buildings by changing the presence of people or the operation of machines, etc. be. Different external loads are caused, for example, by changing solar irradiation of facades.
Im Folgenden wird unter Bezugnahme auf die nachfolgenden Figuren die Erfindung näher erläutert.In the following, the invention will be explained in more detail with reference to the following figures.
Es zeigen:
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1a-1c eine schematische Darstellung eines ersten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen thermischen Drosselventils, -
2 eine schematische Darstellung einer Variante des in1 dargestellten thermischen Drosselventils mit variabler Temperatureinstellung und -
3a-3c eine schematische Darstellung eines zweiten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen thermischen Drosselventils.
-
1a-1c a schematic representation of a first embodiment of a thermal throttle valve according to the invention, -
2 a schematic representation of a variant of in1 illustrated thermal throttle valve with variable temperature setting and -
3a-3c a schematic representation of a second embodiment of a thermal throttle valve according to the invention.
In den
Das thermische Drosselventil
Der Fluidauslass
Auf der in Bezug auf die Flussrichtung flussabwärts gerichteten Seite des Ventilkörpers
In dem Ventilkörper
In dem in
Das erfindungsgemäße thermische Drosselventil
Die Bypassleitung
In
Der Ventilsitz
In
Das in
Bei der Schließposition, die in
In
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- 2016-02-10 DE DE102016202009.9A patent/DE102016202009B4/en not_active Expired - Fee Related
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