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Thermostatisches Heizkörperventil Die vorliegende Erfindung bezieht
sich auf ein thermostatisches Heizkörperventil gemäß dem Oberbegriff des Hauptansprüchs.
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Ein solches z. B. aus der DT OS 2405 488 bekanntes Ventil dient der
Steuerung des Durchflusses von Heizmedium einer Zentralheizung zu einem Heizkörper,
dem es vor- oder nachgeschaltet ist, der vorgesehene Temperaturfühler bewirkt nach
Maßgabe der sich ändernden Raumtemperatur eine Verstellung des Ausdehnungselementes,
die als Huß über eine Ventilstange dem Ventilkörper des Ventils mitgeteilt wird.
Dieses bekannte Heizkörperventil arbeitet für Heizungszwecke voll befriedigend.
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Nun besteht aber auch die Möglichkeit, eine Zentralheizungsanlage,
die im Winter und in den iibergangszeiten zu Heizungszwecken verwendet wird, im
Sommer mit einem Kühlmedium zu beaufschlagen, um die Radiatoren oder Konvektoren
an einen Kältekreislauf anzuschließen, mit dem Ziel, die Aufstellungsräume der Heizkörper
zu kühlen. Für diesen Anwendungsfall ist das bekannte Ventil nicht gedacht, da bei
der anstehenden Raumtemperatur ein Durchfluß durch den angeschlossenen Heizkörper
mit Sicherheit abgesperrt ist.
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Der vorliegenden Frfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein thermostatisches
Heizkörperventil gemäß dem Oberbegriff so weiter zu entwickeln, daß es sowohl für
Heizungs- als auch für Kühlzwecke verwendbar ist.
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Die Lösung dieser Aufgabe liegt in den kennzeichnenden Merkmalen des
Hauptansprüche. Der hieraus erreichbare technische Fortschritt liegt laurin, ohne
Auswechseln des bekannten thermostatischen Heizkörperventils durch Ansatz eines
weiteren Thermostatkopfes die bereits vorhandene Heizungsanlage, die im Winter mit
thermostatisch geregelten Heiz-Körperventilen arbeitet, im Sommer mit thermostatisch
geregelten Kilhlkörpern arbeiten zu lassen, ohne daß irgendwelche Umstellarbeiten
notwendig sind, mit Ausnahme des Anschlusses einer KäLtequeLle statt einer Wärmequelle,
was aber bei Benutzung einer Warmepumpe sogar entfallen kann.
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Weitere Ausgestaltungen und erfindungsgem;jße Weiterbildungen sind
aus den Unteransprüchen, ein Ausfihrungsbeispiel aus der nachfolgenden Beschreibung
anhand der Figuren eins und zwei der Zeichnung ersichtlich.
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Es zeigen Figur eins eine Querschnittdarstellung durch ein erfindungsgemäßen
Thermostatventil und Figur zwei ein Kurvendiagramm.
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Ein thermostatisches Heizkörperventil 1 weist ein Ventilunterteil
2 mit einem Einlaß 4 und einem Auslaß 3 für Heiz- bzw. Kältemedium auf. Ein- und
Auslaß des als Durchgangsventil gestalteten Ventilunterteils liegen fluchtend zueinander,
an beiden sind Gewindeanschliisse 5 und 6 vorgesehen. Ein- und Auslaß 3 und 4 sind
silber eine senkrecht zu ihnen im Ventilunterteil angeordnete Bohrung 7 miteinander
verbunden, die einen Ventilsitz 8 aufweist, der von einem inr einer Stellstange
9 angelenkten Ventilteller 10 verschließbar ist.
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Im rechten Winkel zu Ein- und Auslaß 3 und 4 weist das Unterteil Bajonettanschlüsse
11 und 12 auf, von denen der Anschluß 12 von dar Stellstange 9 im Bereich einer
Dichtung 13 durchsetzt ist. Auf dem Bajonettanschluß 12 ist mittels eines Bajonettrings
14 ein Gehäuse 15 gehalten, das ;ius einem Unterteil 16 und einem Oberteil 17 besteht.
Die Stellstange 9 ragt in einen Innenraum 18 des Gehäuses 15 hinein, sie weits an
ihrem Ende eine durch einen Sprengring gehaltene Federscheibe 19 auf, gegen clie
sich eine Druckfeder 20 abstützt, die
sich ihrerseits mit ihrem
freien Ende am Bajonettanschluß 12 abstützt. Auf dem Ende der Stellstange 9 ruht
ein Zwischenstück 21 in Form eines Stufenzylinders, dessen Stufe 22 am Ende 23 des
Unterteils 16 zur Anlage kommen kann. An der Oberseite 24 greift in einer Vertiefung
ein Kolben 25 eines Ausdehnungskörpers 26 an, der im Ausführungsbeispiel zugleich
Temperaturfühler ist. Bei Ausführung des thermostatischen Heizkörperventils als
Fernfühlerelement führt zwei dem Ausdehnungskörper 26 eine Kapillarrohrleitung zu
einem gesondert montierten Temperaturfühler.
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Der Ausdehnungskörper 26 wird von einer Druckfeder 27 gehalten, die
sich über eine Federscheibe 28 hinter einen Bund 29 des Ausdehnungskörpers 26 anlegt,
und deren andere Seite 30 sich in einem Boden 31 des Oberteils 17 abstützt. Das
Gehäuse 15 ist als Zylinderkörper ausgebildet, im Bereich des Ausdehnungskörpers
26 ist der Zylindermantel 32 des Gehäuses mit einer Vielzahl von Lüftungsschlitzen
33 versehen. Im Innenraum 18 des Gehäuses 15 ist für den Ausdehnungskörper 26 eine
Führung 34 vorgesehen.
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Die bisher beschriebenen Elemente des thermostatischen Heizkörperventils
sincl bekannt und arbeiten wie bekannt als tllermostatisch gesteuertes Heizzkörperventil
für ein Zentralheizung bei Heizbetrieb.
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Gemäß der Erfindung ist nun der dem Bajoenntanschluß 12 gegenüberliegende
Bajonettenanschluß 11 fluchtend zu dem Bajonettanschluß 12 ausgebildet, er weist
eine mit einem Dichtelement 35 abgedichtete Bohrung 36 für eine die Bohrung 7 durchsetzende
weitere Stellstange 37 auf, die mjt. ihrem Ende 38 im Abstand 39 vom Ventilkörper
10 gelagert ist. Die untere Endlage der Stellstange 37 ist durch eine Sprengscheibe
40 definiert, die gegen das Ende der Bohrung 7 führt nuf den Bajonettanschluß 11
ist ein Gehause 15a, bestehend aus Unter- und oberteil 16a und 17a, mittels des
Bajonettrings 14a aufgesetzt. Alle Elemente im Inneren des Gehäuses 15a sind analog
den bereits beschriebenen Elementen des Gehäuses 15 gestaltet. Insbesondern fluchten
die Symmetrieachsen der Zylindermäntel 32 und 32a der beiden Gehäuse und auch die
Achsen der beiden Stellstangen 37 und 9. Damit fluchten auch alle Ventilkörperbetätigungselemente,
das sind die Einbauteile beider Gehäuse. Aus der Zeichnung der Figur eins geht auch
klar hervor, daß der Ventilkörper 10 einmal unmittelbar von der einen Stellstange
13, das andere Mal mittelbar von der anderen Stellstange 37 nach Durchfahren des
Abstandes 39 beaufschlagt wird.
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Die Gehäuse 15 und 15a sind identisch aufgebaut, des weiteren sind
alle Einbauteile der Gehäuse von den Formgebungen her identisch, es weicht lediglich
die Federkonstante der Feder 20a von der baulich gleichen Feder 20 ab. Das ist dadurch
begründet,
daß der Ausdehnungskörper 26a den Ventilkörper 10 nicht
nur gegen di2 Wirkung der Feder 20a, sondern auch gegen die Wirkung der Feder 27
aufstoßen muß. Für den Ausdehnungskörper 26 sind diese Verhältnisses bi Heizbetrieb
anders, da durch den Abstand 39 der Ventilkörper 10 von dem Ausdehnungskörper 26
in den Ventilsitz 8 gedrückt werden kann, ohne daß die Feder 27a zusammengedrückt
werden inuß. Die Federn 27 und 27a dienen als überhutfedern.
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Diese Verhältnisse werden aus den Diagrammen der Figur zwei deutlich:
In der Ordinate ist die Federkraft aufgetragen, in der Abszisse der Hub ds Ventilkörpers.
Aus dem Diagramm sind drei Kurven 41, 42 und 43 ersichtlich, wovon die Kurve 41
die Federkennlinie der Feder 20 ist, die Kurve 42 die Federkennlinie der Feder 27
und die Kurve 43 die Federkennlinie der Feder 20a.
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Die Funktion des dargestellten Heizkörperventils ist folgende: Im
Fall des iieizungsbetriebs arbeitet nur der obere Ausdehnungskörper 20t, da die
Stellstange 37 durch Verstellung des Oberteils 17a :iuf maximalen Abstand 39 eingestellt
ist
Im normalen Regelbereich bis ca. 26°C Raumtemperatur erreicht
der Stift 37 aufgrund der Ausdehnung des Ausdehnungskörpers 26a den Ventilkörper
10 nicht, so daß eine Funktion vorliegt wie bei jedem normalen Thermostatventil.
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Für den FalL des Kihlbetriebes wird über das Oberteil 17 das Ventil
10, 5 in Ceschlossenstellung gebracht und das Oberteil 17a durch Rechts(lrehung
auf Soll-Temperatur eingestellt. Im Regelbetrieb bei Kühlung arbeitet der Ausdehnungskörper
26a gegen die Differenzkraft aus der Summe der Federn 27 und 20a abzüglich der Feder
20. Die hierdurch entstehende Summenkennlinie ist ähnlich der Kennlinie der Feder
20 alleine, gegen die der Ausdehnungskörper 26 bei Heizbetrieb arbeitet. Die Hubveränderung
des Ausdehnungskörpers 26 während des Kühlbetriebes wird durch die Druckfeder 21
kompensiert, wodurch sich nur eine geringfügige Arbeitspunktverschiebung auf der
Differenzkennlinie für den Ausdehnungskörper 26a ergibt, die sich jedoch auf den
praktischen Regelbetrieb nicht auswirkt. Durch die gewählte Anordnung ist es möglich,
beide Thermostatoberteile absolut gleich zu halten.
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Die Umstellung zurück auf Heizbetrieb erfolgt durch Linksdrehung des
Oberteils 17;t bis zum Anschlag und durch Rechtsdrehung des Oberteils 17 auf Nenntemperatur
Es
soll noch erwähnt werden, daß es auch möglich ist, statt zwei auf dem gleichen Ventilunterteil
angeordneten Thermostatgehäusen einen einigen Thermostaten zu verwenden, wenn man
diesen so umgestaltet, daß er bei Heizbetrieb entsprechend dem Gehäuse 15 auf den
Ventilkörper 10 drückt, in umgedrehter Stellung bei Kiihlbetrieb den Ventilkörper
vom Sitz 10 wegzuziehen bestrebt ist. Das bedingt allerdings einen erheblichen konstruktiven
Aufwand, da derselbe Ausdehnungskörper sowohl. Druckbewegung als auch Zugbewegung
auf den Ventilkörper aufzubringen imstande sein muß.
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Analog wire es auch möglich, mit einem Gehäuse auszukommen, wenn man
für Heizbetrieb dieses Gehäuse auf die eine Seite des Ventilunterteils, bei Kühlbetrieb
jedoch auf die andere Seite des Ventilunterteils bei gleicher Wirkrichtung aufschraubt.
Hier entstehen dann allerdings, genau wie bei der voran geschilderten Lösung, Montageproblume,
da das Umstellen und Justieren des Ventils für den unerfahrenen Verbraucher tiicht.
ganz einfach ist. Außerdem muß die jeweils freie Seite des Gehäuses bzw. des Ventilunterteils
abgedeckt werden. Des weiteren sind Vertauschungen der fraglichen Anschlußseiten
möglich die zu Fehlerverhalten in der Regelung führen.
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Das erfindungsgemäße Ventil kann jedoch jedenfalls ohne Änderung für
beide Betriebsarten Heizen und Kühlen eingesetzt werden.