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Bezeichnung: Regelarmatur für Einrohrheizungen Beschreibung: Die Erfindung
betrifft eine Regelarmatur für Einrohrheizungen mit einem Gehäuse ., das einen Bypasskanal
und einen Vorlaufk;nal aufweist, wobei beide Kanäle mit einem Heißwaserzulauf in
Verbindung stehen und das einen AnschluBstutzen für einen Heizkörper aufweist, der
mit dem Vorlaufkanal und einem Heißwasserablauf in Verbindung steht, in dem auch
der Bypasskanal mündet und das mit einem Ventil, vorzugsweise einem Thermostatventil
versehen ist, durch
das der Vorlaufkanal gegenüber dem Heißwasserzulauf
wenigstens teilweise absperrbar ist.
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Aus der DE-OS 19 15 296 ist eine Regelarmatur der eingangs bezeichneten
Art bekannt, die jedoch aus einem kompliziert aufgebauten und daher schwierig herzustellenden
Gußstück besteht. Ein wesentlicher Nachteil der bekannten Regelarmatur liegt darin,
daß durch den komplizierten Verlauf der einzelnen Kanäle in der Regelarmatur sich
ein erheblicher Durchflußwiderstand ergibt, so daß eine Heizungsanlage, bei der
mehrere Heizkörper hintereinander durch einen Rohrstrang mit Heißwasser versorgt
werden, eine erhebliche Pumpenleistung bereitgestellt werden muß, damit auch beim
letzten Heizkörper noch eine einwandfreie Heißwasser-Durchströmung gegeben ist.
Ein weiterer Nachteil der bekannten Regelarmaturen besteht darin, daß der Wärmefühler
des thermostatisch gesteuerten Regelventils sich oberhalb der Armatur befindet und
somit in einer aufsteigenden, warmen Luftströmung liegt, die durch die unterhalb
des Thermostatventils liegenden Außenflächen des Armaturengehäuses aufgewärmt wird,
Hierdurch ist es praktisch unmöglich, die Heizungsanlage und die Thermostaten einigermaßen
genau einzuregulieren, da jede Änderung der Vorlauftemperatur
sofort
eine änderung der Ventilstellung an den Thermostatventilen zur Folge hat. Die tatsächliche
Raumtemperatur hat jedoch praktisch keinen Einfluß auf den Regelvorgang. Ein weiterer
Nachteil der bekannten Armaturen liegt darin, daß durch die komplizierte Führung
der einzelnen Kanäle die an sich gewünschte Aufteilung der beiden Heißwasserströme
im Bypasskanal und im Vorlaufkanal bei vollständig geöffnetem Ventil, die grundsätzlich
bei beiden Kanälen die gleiche Mengendurchströmung pro Zeiteinheit aufweisen soll,
nicht erreichbar ist.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Regelarmatur der eingangs
bezeichneten Art zu schaffen, die nicht nur sehr viel einfacher aufgebaut und damit
in der Herstellung billiger ist, sondern die auch eine zuverlässige Aufteilung des
Heißwasserstromes in zwei gleiche Teilströme ermöglicht, und bei der der Wärmefühler
eines thermostatisch gesteuerten Regelventils außerhalb der sich um das Armaturengehäuse
ausbildenden, aufsteigenden warmen Luftströmung liegt.
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Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß das Gehäuse
einen durchgehenden, axialen Kanal aufweist, der an einem Ende durch das Ventil
und am anderen Ende durch den Anschlußstutzen begrenzt wird, daß am ventilseitigen
Ende durch eine seitliche oeffnung der HeiEwasserzulauf in den Kanal einmündet,
daß am anderen Ende durch eine seitliche oeffnung der Heißwasserablauf in den Kanal
einmündet, daß im Bereich zwischen Heißwasserzulauf und Heißwasserablauf der Kanal
durch eine Zwischenwand in zwei Teilkanäle unterteilt ist, daß der eine Teilkanal
als Bypasskanal im Gehäuse den Heißwasserzulauf mit dem Heißwasserablauf verbindet,
daß der andere Teilkanal als Vorlaufkanal mindestens bis in den Bereich des Heizkörperanschlußstutzens
geführt ist und keine Verbindung mit dem Heißwasserablauf aufweist und daß der Restquerschnitt
des Kanals in diesem Bereich mit dem Heißwasserablauf in Verbindung steht.
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Der Vorteil einer derart ausgebildeten Regelarmatur besteht zum einen
darin, daß das Gehäuse sehr viel einfacher herzustellen ist, da nur ein durchgehender,
vorzugsweise gerade gestreckter Kanal vorhanden ist, der zu beiden Seiten geöffnet
ist, so daß die zur Unterteilung in den Bypasskanal und den Vorlaufkanal erforderliche
Zwischenwand in einfacher Weise hergestellt werden kann. Dies kann beispielsweise
durch Eingießen oder durch Einsetzen eines gesonderten Unterteilungsstückes erfolgen.
Auch die Bearbeitung ist erheblich vereinfacht, da die erforderlichen Gewinde für
das Ventil an einem Gehäuseende sowie für den Anschlußstutzen für den Heizkörper
am anderen Ende bei einer entsprechenden Werkzeugmaschine in einer Aufspannung angebracht
werden können. Auch das Bearbeiten des erforderlichen Ventilsitzes im Bereich der
Einmündung des Heißwasserzulaufs in das Gehäuse läßt sich in der gleichen Aufspannung
vornehmen. Das gleiche gilt für die Bearbeitung der den Heißwasserzulauf und den
Heißwasserablauf bildenden seitlichen oeffnungen, die entsprechend als Anschlußstutzen
für Rohrleitungen ausgebildet sind. Versuche haben ergeben, daß der Durchströmungswiderstand
an einer derart aufgebauten Regelarmatur erheblich geringer ist als bisher bekannte
Regelarmaturen und daß die gewünschte Aufteilung des
zulaufenden
Heißwasserstromes je zur Hälfte auf den Bypasskanal und den Vorlaufkanal bei voll
geöffnetem Ventil ebenfalls gewährleistet ist.
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In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist ferner vorgesehen,
daß der Vorlaufkanal rohrartig über de:n Bereich des Anschlußstutzens hinaus verlängert
ist und in den Heizkörper hineinragt. Hierdurch ist es möglich, den in den Heizkörper
einzuführenden Heißwasserstrom erst in genügendem Abstand vom Anschlußstutzen in
diesen eintreten zu lassen, so daß aufgrund der durch die rohrartige Verlängerung
erzeugten Injektorwirkung praktisch eine Zwangsdurchströmung des Heizkörpers erreicht
wird und das Heißwasser erst nach entsprechender Verweildauer und Wärmeabgabe durch
den Anschlußstutzen in den Heißwasserablauf des Gehäuses zurückströmt und sich dort
mit dem durch den Bypasskanal geführten Teilstrom vermischt und zum nächsten Heizkörper
fließt.
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In einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen,
daß die Ebene der den Kanal unterteilenden Zwischenwand senkrecht zu den Achsen
der Einmündungen von Heißwasserzulauf und Heißwasserablauf ausgerichtet ist und
den Querschnitt des Heiß-
wasserzulaufs in etwa zur Hälfte und
den Querschnitt des Heißwasserablaufs ganz überdeckt, wobei von den so gebildeten
Teilkanälen der den Einmündungen abgekehrte Teilkanal als Vorlaufkanal dient, dessen
der Einmündung des Heißwasserzulaufs zugeordnetes Ende mit einem Ventilsitz versehen
ist. Ein derart ausgebildetes Armaturengehäuse ist in einfacher Weise durch die
herkömmlichen Gieß- oder Preßverfahren herzustellen, wobei die Trennwand einstückig
mit den übrigen Teilen des Gehäuses verbunden sein kann oder aber als gesondertes
Bauteil in den axialen Kanal des Gehäuses eingesetzt sein kann.
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In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist ferner vorgesehen,
daß in den oeffnungen der Einmüdnungen von Heißwasserzulauf und Heißwasserablauf
Umlenk- und Strömungsteilerelemente für das Heißwasser angeordnet sind, die an die
Trennwand angeschlossen sind. Auch diese Umlenk- und Strömungsteilerelemente können
einstückig mit den übrigen Teilen des Gehäuses verbunden sein oder aber als gesonderte
Elemente nach dem Gießen oder Pressen, beispielsweise durch die oeffnungen des Heißwasserzulaufs
und des Heißwasserablaufs in das Gehäuse eingeschoben sein.
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In einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen,
daß die Unterteilung des Kanals in zwei Teilkanäle durch ein in den Kanal einschiebbares
und in diesem festlegbares Bauteil gebildet wird. Diese Ausgestaltung hat den Vorteil,
daß der Kanal im Gehäuse zunächst als zylindrische Bohrung hergestellt werden kann,
daß also auf jegliche Einbauten im Kanalinneren bei der Herstellung des Gehäuses
verzichtet wird und daß anschließend ein entsprechendes Passteil in die Bohrung
eingeschoben wird.
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Dieses Passteil bildet nicht nur die Unterteilung des Kanals in zwei
Teilkanäle, sondern ist zweckmäßigerweise an seinem ventilseitigen Ende entsprechend
als Ventilsitz bearbeitet und an seinem heizkörperseitigen Ende mit einer entsprechenden
rohrartigen Verlängerung versehen. Die Bearbeitung des Gehäusekörpers wird hierdurch
auf nur wenige Arbeitsgänge reduziert, ebenso wird wegen der vereinfachten Gestaltung
des Gehäusestückes die Herstellung durch Gießen oder Pressen erheblich vereinfacht
und so die Ausschußquote verringert.
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Das Montieren des einschiebbaren Bauteiles ist wegen der kostengünstigen
und trotzdem genauen Bearbeitungsmöglichkeit mit Hilfe einfacher Vorrichtungen zu
bewerkstelligen. Zweckmäßigerweise sind die Umlenk- und Strömungsteilerelemente
unmittelbar an dem einzuschie-
benden Bauteil befestigt.
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In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß
das einschiebbare Bauteil durch einen Körper gebildet wird, dessen Querschnitt dem
Querschnitt des Kanals entspricht und der eine axiale Bohrung als Vorlaufkanal und
eine rinnenartige Ausnehmung auf seiner Außenfläche als Bypasskanal aufweist.
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In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen,
daß das Gehäuse mit einer Einrichtung versehen ist, durch die unabhängig vom Ventil
der Strömungsquerschnitt des Vorlaufkanals verminderbar ist. Hierdurch läßt sich
in vorteilhafter Weise bei der Anordnung von mehreren Heizkörpern an einem Rohrstrang
die Zulaufmenge zum jeweiligen Heizkörper durch eine Verminderung des Querschnittes
im Vorlaufkanal verringerne so daß die in Durchstbmungsrichtung des Rohrstranges
gesehen vorderen Heizkörper mit einer pro Zeiteinheit geringeren Heißwassermenge
beaufschlagt werden, als die Heizkörper im Endbereich des Rohrstranges und somit
eine bessere Verteilung der zur Verfügung stehenden Wärmemenge auf alle Heizkörper
gewährleistet ist.
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Bei der Verwendung eines einschiebbaren Bauteils zur
Bildung
von Vorlaufkanal und Bypasskanal ist in einer zweckmäßigen Ausgestaltung hierfür
vorgesehen, daß das Bauteil gegen axiale Verschiebung im Gehäuse gesichert ist Die
Erfindung wird anhand schematischer Zeichnungen von Ausführungsbeispielen näher
erläutert. Es zeigen: Fig. 1 eine Ausführungsform mit eingegossener Zwischenwand;
Fig. 2 einen Querschnitt durch das Armaturengehäuse gemäß der Linie II-II in Fig.
1; Fig. 3 eine Ausführungsform mit eingeschobenem Bauteil; Fig. 4 einen Querschnitt
durch das Armaturengehäuse gemäß der Linie IV-IV in Fig. 3.
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Die in Fig. 1 dargestellte Ausführungsform besteht aus einem langgestreckten
Gehäuse 1, das beispielsweise aus Messing gegossen ist. Das Gehäuse 1 ist in Richtung
sei-
ner Längserstreckung mit einem durchgehenden Kanal 2 verstehen,
der an einem Ende durch ein Thermostatventil 3 verschlossen ist und der an seinem
anderen Ende in einen Anschlußstutzen 4 für einen Heizkörper mündet. Am ventilseitigen
Ende des Gehäuses 1 ist eine seitliche oeffnung 5 vorgesehen, die als Anschlußstutzen
für einen Heißwasserzulauf ausgebildet ist. Am anderen Ende des Gehäuses 1 ist vorzugsweise
in der gleichen Enbene eine seitliche oeffnung 6 vorgesehen, die zweckmäßigerweise
als Anschlußstutzen für den Heißwasserablauf aus der betreffenden Regelarmatur ausgebildet
ist. Der Kanal 2 ist in seinem Bereich zwischen dem Heißwasserzulauf 5 und dem Heißwasserablauf
6 durch eine Zwischenwand 7 in zwei Teilkanäle unterteilt. Jeweils an den Enden
der Zwischenwand 7 sind Umlenk- und Strömungsteilerelemente 8, 9 in das Gehäuse
eingesetzt, die zweckmäßigerweise etwas in den Heißwasserzulauf 5 bzw. den Heißwasserablauf
6 hineinragen. Das Umlenkteilerelement 8 ist hierbei mit einer Bohrung 10 versehen
und auf der Außenseite so bearbeitet, daß es als Sitz für den Ventilteller 11 des
Thermostatventils 3 dient. Das Strömungsteilerelement 9 weist ebenfalls eine Bohrung
auf, in die eine rohrartige Verlängerung 12 eingesetzt ist, die über den Anschlußstutzen
4 hinaus in den Heizungskörper 13 hin-
einragt, der hier nur angedeutet
ist. Durch diese Anordnung wird der Kanal 2 in einen Bypasskanal 14 und einen Vorlaufkanal
15 unterteilt, wobei der Bypasskanal 14 den Heißwasserzulauf 5 unmittelbar mit dem
Heißwasserablauf 6 verbindet. Durch den Vorlaufkanal 14 wird das zuströmende Heißwasser
15 über die rohrartige Verlängerung 12 infolge der Injektorwirkung weit in den Heizkörperinnenraum
hineingedrückt, so daß nach entsprechender Durchströmung des Heizkörpers das teilweise
abgekühlte Heißwasser entsprechend dem Pfeil 16 dem Heißwasserablauf 6 zuströmt
und sich dort mit dem aus dem Bypasskanal 14 zuströmenden Heißwasser mischen kann
und dem nächsten Heizkörper zugeführt werden kann. Die Querschnitte des Bypasskanals
14 und des Vorlaufkanals 15 sind zueinander so bemessen, daß bei voll geöffnetem
Thermostatventil durch beide Kanäle die gleiche Heißwassermenge pro Zeiteinheit
strömt, d. h. also jeweils die Hälfte der durch den Heißwasserzulauf 5 zuströmenden
Heißwassermenge. Die tatsächlich dem Heizkörper 13 durch den Vorlaufkanal 15 zuströmende
Heißwassermenge richtet sich jedoch nach dem vom Thermostatventil freigegebene Querschnitt
der Zulauföffnung 10.
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Aus der Schnittdarstellung in Fig. 1 ist ferner zu er-
kennen,
daß der Temperaturfühler 17 des Thermostatventils 3 außerhalb der durch das Armaturengehäuse
erzeugten Konvektionsströmung der umgebenden Raumluft liegt und somit eine sehr
viel genauere Einstellung ermöglicht, als dies die bisher bekannten Regelarmaturen
für Einrohrheizungen ermöglichten, bei denen schon aus fertigungstechnischen Gründen
das Thermostatventil oberhalb des Gehäuses angeordnet werden mußte.
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Die Zwischenwand 7 sowie die Umlenk- und Strömungsteilerelemente 8,
9 können entweder als gesonderte Bauelemente nachträglich eingesetzt werden' was
beispielsweise bei einem rechteckigen Kanalquerschnitt ohne Schwierigkeiten möglich
ist, wie er in Fig. 2 dargestellt ist. Sie können aber auch wie die bekannten Regelarmaturen
einstückig durch einen Gießvorgang hergestellt werden.
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In Fig. 3 ist eine besonders bevorzugte Ausführungsform der Regelarmatur
dargestellt. Bei dieser Ausführungsform ist im Gehäuse 1 der Kanal 2 als durchgehende
zylindrische Bohrung ausgebildet, in den der Heißwasserzulauf 5 und der Heißwasserablauf
6 ebenfalls als zylindrische Bohrungen einmünden. Das eine Ende des Gehäuses
1
ist wiederum durch ein Thermostatventil 3 abgeschlossen, während das andere Ende
wiederum mit einem Anschlußstutzen 4 für einen Heizkörper 13 versehen ist.
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Die Unterteilung des Kanals 2 in einen Bypasskanal 14 und einen Vorlaufkanal
15 erfoigt hier jedoch durch ein gesondertes Bauteil 18, das in die Kanalbohrung
2 eingeschoben wird. Das Bauteil 18 wird im wesentlichen durch einen zylindrischen
Körper gebildet, dessen Querschnitt dem Querschnitt des Kanals 2 entspricht und
der eine axiale Bohrung aufweist, die den Vorlaufkanal 15 bildet. Eine rinnenartige
Ausnehmung auf einer seiner Außenfläche bildet dagegen im Zusammenwirken mit der
Innenwandung der Kanalbohrung 2 den Bypasskanal 14.
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Die rinnenartige Ausnehmung kann hierbei durch eine quer zur Zylinderachse
geführte Abflachung hergestellt werden, so daß an beiden Enden des Bauteiles entsprechende
Stege 19 und 20 als Umlenk- und Strömungsteilerelemente stehen bleiben. Die Einmündung
des Vorlaufkanals 15 am ventilseitigen Ende ist wiederum als Ventilsitz bearbeitet,
was beispielsweise durch eine konische Ausgestaltung des Bohrungsendes an dieser
Seite bewirkt werden kann.
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Die Stirnfläche des Bauteiles 18 am anderen Ende kann, wie in der
Zeichnung dargestellt, entsprechend gekrümmt
verlaufen, so daß
hier die Umlenkung der in die Kanalbohrung 2 eintretenden Rücklauf-strömung aus
dem Heizkörper (Pfeil 21) umgelenkt wird und so die Druckverluste vermindert werden.
Die als Vorlaufkanal 15 dienende Bohrung im Bauteil 18 ist an diesem Ende durch
ein eingesetztes Rohr 22 entsprechend verlängert, so daß auch hier wiederum das
dem Heizkörper zugeführte Heißwasser weit genug in diesem hinein geführt wird, um
Strömungskurzschlilsse" im Bereich des Anschlußstutzens 4 zu vermeiden.
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Be; dieser Ausführungsform ist auf der dem Heißwasserzulauf 5 bzw.
Heißwasserablauf 6 abgekehrten Seite des ehäuses 1 eine Gewindebohrung 23 vorgesehen,
durch die eiale Schraube 24 eingeführt werden kann, mit der das Bauteil 18 im Gehäuse
1 unverschiebbar festgelegt werden kann. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel
ist das Bauteil 18 im Bereich der Schraube 24 mit einer Durchgangsbohrung 25 verstehen,
durch die die als zylindrischer Zapfen 26 ausgebildete Schraubenspitze bis in den
Vorlaufkanal 15 eingedreht werden kann. Auf diese Weise ist es möglich, mit Hilfe
der Schraube 24 unabhängig vom Thermostatventil 3 den Strömungsquerschnitt des Vorlaufkanals
15 zu verringern, so daß die mengenmäßige Aufteilung des durch den Heißwasserzulauf
5 zugeführten Heißwasserstromes
auf den Bypasskanal und den Vorlaufkanal
bei vollgeöffnetem Thermostatventil zugunsten des Bypasskanals 14 verändert werden
kann. Die Funktionsweise des in Fig. 3 dargestellten Ausführungsbeispieles entspricht
dem anhand von Fig. 1 erläuterten Ausführungsbeispiel.
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Während grundsätzlich auch für das einschiebbare Bauteil 18 die üblichen
Armaturenwerkstoffe, beispielsweise Messing, verwendet werden können, ist es besonders
zweckmäßig, dieses Bauteil aus einem Kunststoff, insbesondere aus Polysulfon , herzustellen.
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Dieser Kunststoff ist nicht nur bis etwa 150 Co temperaturbeständig,
sondern auch gegenüber dem Heizungswasser chemisch re-sistent. Ein derartiges Kunststoffteil
läßt sich mit der erforderlichen Genauigkeit durch Spritzen oder Gießen herstellen,
so daß der Bearbeitungsaufwand für die Herstellung einer derartigen Regelarmatur
noch verringert wird.
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Es sei darauf hingewiesen, daß die beiden beschriebenen Ausführungsformen
lediglich schematisch dargestellt sind, daß hinsichtlich der Werkstoffauswahl, konstruktiven
Ausgestaltung und dem Zusammenbau der einzelnen Kompenenten Abwandlungen möglich
sind. So ist es beispielsweise bei einer Ausführungsform gemäß Fig. 1 durchaus möglich,
daß
die Zwischenwand 7 in einer Ebene verläuft, die durch die Achse
des Heißwasserzulaufs 5 und des Heißwasserablaufs 6 gebildet wird und so die Heißwasserzulauföffnung
5 durch die Zwischenwand 7 hälftig unterteilt wird. Der Ventilsitz einerseits sowie
die Führung der Rücklauf strömung sind dann entsprechend anzupassen.
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L e e r s e i t e