DE29614765U1

DE29614765U1 - Strömungsmengenregler

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Publication number: DE29614765U1
Application number: DE29614765U
Authority: DE
Original assignee: MEIBES ZEITSPAR ARMATUREN fur
Current assignee: MEIBES ZEITSPAR ARMATUREN fur
Priority date: 1996-08-24
Filing date: 1996-08-24
Publication date: 1996-10-24
Anticipated expiration: 2006-08-25

Description

Strömungsmengenregler

Die Erfindung betrifft eine Strömungsmengen-Regeleinrichtung für flüssige und/oder gasförmige Medien, insbesondere für die Warmwasserbereitung mit proportionaler Mengenabstimmung, mit einem von einem ersten Medium durchsetzten Sekundärkreis, der mit einem Meßglied zur Bestimmung der zwischen seinem Eingang und seinem Ausgang gegebenen Durchflußmenge und/oder Druckdifferenz versehen ist, und mit einem von einem zweiten Medium durchsetzten Primärkreis, der mit einem Stellglied zur Einstellung der zwischen seinem Eingang und seinem Ausgang fließenden Durchflußmenge versehen ist, wobei das im Sekundärkreis befindliche Meßglied und das im Primärkreis befindliche Stellglied derartig miteinander in Wirkverbindung stehen, daß in einem weiten Bereich eine Abhängigkeit der durch den Primärkreis fließenden Duchflußmenge des zweiten Mediums von der durch den Sekundärkreis fließenden Duchflußmenge und/oder der zwischen Eingang und Ausgang des Sekundärkreises vorliegenden Druckdifferenz gegeben ist.

Neben thermostatgesteuerten Warmwasserbereitern, die eine Hilfsenergie benötigen und Standverluste aufweisen, weil sie ständig heiß sind, sind auch druckgesteuerte Warmwasserbereiter im Handel erhältlich.

Derartige druckgesteuerte Warmwasserbereiter verfügen über eine DurchfluS-Regeleinrichtung mit einem Meßglied und einem Stellglied, die miteinander in ¥irkverbindung stehen.

Wenn man am Warmwasserhahn Wasser zapft, wird durch das Zapfen der Sekundärkreis des Warmwasserbereiters freigegeben. Das als Feder/Membransystem ausgebildete Meßglied sensiert diese Freibabe des Sekundärkreises und verstellt mittels einer Kolbenstange ein dem Meßglied zugeordnetes Reglerventil, wodurch sich der Primärkreis des Warmwasserbereiters synchron zum Sekundärkreis öffnet. So kann Heizwasser aus dem Heizungsvorlauf im Gegenstromprinzip über einen Plattenwärmeaustauscher fließen (und abgekühlt in den Heizungskreislauf zurückströmen). Dabei werden die Fließmengen zueinander proportional abgestimmt. Ein Energieverbrauch und eine Erhitzung des Warmwasserbereiters erfolgt nur während des Zapfens. In den Zapfpausen ist das Gerät kalt. Im Unterschied zu thermostatgesteuerten Warmwasserbereiter&eegr; werden Kalkablagerungen und Legionellenbildung weitgehend vermieden.

Der Heizungskreislauf ist dem Primärkreislauf des Warmwasserbereiters parallelgeschaltet. In den Zapfpausen ist außer der Sekundärseite auch die Primärseite des Warmwasserbereiters geschlossen. Das von einer Umwälzpumpe geförderte Vorlaufwasser überwindet dann eine Drossel zwecks Versorgung des Heizungskreislaufs. Während des Zapfens, hingegen, wird der Heizungskreislauf in seiner DurchfluSmenge so stark reduziert, daß der Wärmeaustauscher des Warmwasserbereiters hinreichend mit warmem Vorlaufwasser versorgt wird.

Bei dieser Anordnung muß der von der Drossel aufzubringende Widerstand so groß sein, daß während des Zapfens genügend Wasser durch den Wärmeaustauscher des Warmwasserbereiters fließt (und möglichst wenig durch den Heizungskreislauf).

Die Umwälzpumpe muß also nicht nur die für den

Heizungskreislauf übliche Pumpleistung aufbringen, sondern zusätzlich den Widerstand der Drossel überwinden.
Daraus folgt, daß die Umwälzpumpe bei Verwendung eines
Wärmeaustauschers entsprechend größer dimensioniert sein

muß, Bei nachträglichem Einbau eines Wärmeaustauschers in die Heizungsanlage muß eine zuvor knapp dimensionierte
Umwälzpumpe durch eine stärkere ersetzt werden.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, diese als
nachteilig anzusehenden Eigenschaften zu überwinden und
einen als Durchlauferhitzer ausgebildeten

Warmwasserbereiter mit proportionaler Mengenabestimmung zu beschreiben, bei dem auf eine im Heizungskreislauf
anzubringende Drossel und eine entsprechende

Leistungserhöhung bei der Umwälzpumpe verzichtet werden
kann.

Bei einer Strömungsmengen-Regeleinrichtung der eingangs
genannten Art wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß der

Primärkreis mit einem weiteren Eingang und einem weiteren Stellglied derartig erweitert ist, daß er einen
Dreiwegeregler bildet, wobei der zwischen weiterem Eingang und Ausgang mit dem weiteren Stellglied gebildete weitere (Primäi—)Kreis in dem Maße geöffnet ist, wie der zwischen dem Eingang und Ausgang mit dem Stellglied gebildete

(Primäi—>Kreis geschlossen ist - und umgekehrt, und so eine Vorrangschaltung bildet.

Das Wesen der Erfindung besteht also in der Erweiterung des Primärkreises einer Strömungsmengen-Regeleinrichtung zu einem Dreiwegeregler mit Vorrangfunktion.

Während des Zapfvorgangs ist der Heizungskreislauf vollständig abgesperrt. Auf diese Weise fließt das gesamte Vorlaufwasser durch den Wärmeaustauscher des Warmwasserbereiters und kann so eine maximale Wärmeübertragung bewirken.

In den Zapfpausen ist der zum Wärmeaustauscher führende Vorlauf völlig geschlossen; gleichzeitig ist der Heizungskreislauf völlig geöffnet. Wegen der vom Regler erzwungenen Vorrangschaltung kann sowohl auf eine Drossel im Heizungskreislauf als auch auf eine Verstärkung der Umwälzpumpe verzichtet werden.

Vorzugsweise ist der funktioneile Zusammenhang zwischen den in Primär- und Sekundärkreis fließenden Volumenströmen und dem Einsatzpunkt für die Schließung des aus weiterem Eingang und Ausgang gebildeten weiteren Primärkreises (manuell) einstellbar. Hierdurch kann insbesondere auf die Kesselvorlauftemperatur bei der Zurverfügungstellung der erforderlichen Wärmemenge Rücksicht genommen werden.

Die Ansteuerung einer Umwälzpumpe <z. B. für eine Zirkulationsleitung) oder sonstiger zu steuernde oder zu regelnde Aggregate kann vorteilhaft mittels eines an dem Strömungsmengenregler angebrachten elektromagnetischen Schaltelements bewirkt werden.

Das im folgenden beschriebene Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäSen Strömungsmengenreglers ist für die Warmwasserbereitung vorgesehen. Zahlreiche andere

Anwendungsgebiete, &zgr;, B. Kraftfahrzeugkühler mit Vorrangschaltung für die Innenraumheizung, sind ebenfalls denkbar.

Es ze i gt:

Fig. 1 eine Heizungsanordnung mit einem Wärmeaustauscher, der von einem erfindungsgemäSen Strömungsmengenregler gesteuert wird,

Fig. 2 eine herkömmliche Heizungsanordnung mit einem Wärmeaustauscher;

Fig. 3 zeigt einen herkömmlichen und Fig. 4 einen erfindungsgemäßen Strömungsmengenregler, ,

Die in Fig. 2 dargestellte herkömmliche Anordnung umfaßt einen Heizkessel <nicht gezeigt), Heizkörper 6 und einen aus Vorlauf 2 und Rücklauf 4 bestehenden Heizungskreislauf 2,4.

Für die Warmwasserbereitung ist diesem Heizungskreislauf 2,4 der Primarkreis 10 eines Durchlauferhitzers 8 über den primärseitigen Eingang 12 und den primärseitigen Ausgang parallelgeschaltet. Der sekundärseitige Eingang 18 des Durchlauferhitzers 8 ist an die <Kalt->Wasserleitung 22 angeschlossen. Die Speisung der Warmwasserzapfstelle<n> 24 erfolgt über den sekundärseitigen Ausgang 20 des Durchlauferhitzers 8.

Der Durchlauferhitzer 8 besteht aus einem Wärmeaustauscher 26 und einem vorgeschalteten Strömungsmengenregler 28.

Während des Zapfens wird mittels des Wasserdrucks der sekundärseitige <heizungsseitige> Kreis 16 des Warmwasserbereiters (Durchlauferhitzers) 8 geöffnet. Damit der Durchlauferhitzer 8 während des Zapfens hinreichend mit warmem Vorlaufwasser 2 versorgt wird, ist in den Heizungskreislauf 2,4 eine Drossel 30 eingefügt, die den

Heizungskreislauf 2,4 während des Zapfens weitgehend absperrt. In den Zapfpausen, hingegen, wenn beide Kreise 10,16 des Durchlauferhitzers 8 geschlossen sind, muß der Widerstand der Drossel 30 von der erhöhten Leistung einer Heizunge-Umwälzpumpe <nicht gezeigt) überwunden werden.

Die in Fig. 1 dargestellte erfindungsgemäße Anordnung weist einen weitgehend vergleichbaren Aufbau auf:

Der primärseitige Kreis 10 des Durchlauferhitzers 8 ist dem Heizungskreislauf 2,4 ebenfalls parallelgeschaltet. Der sekundärseitige Kreis 16 des Durchlauferhitzers 8 ist, wie in Fig. 2, an die (Kalt-)Wasserleitung 22 angeschlossen.

Im Unterschied zu einem herkömmlichen Regler weist der Primärkreis 10 des erfindungsgemäßen Strömungsmengenreglers 28 einen weiteren Eingang 32 und außer einem Stellglied 34 <siehe Fig. 3) ein weiteres Stellglied 36 (siehe Fig. 4) auf.
Der Rücklauf 4 des Heizungskreises 2,4 ist nun von den Heizkörpern 6 kommend an den weiteren Eingang 32 des Strömungsmengenreglers 28 angeschlossen, wodurch ein weiterer Primärkreis 52 gebildet wird. Erfindungsgemäß ist dieser Primärkreis 10 als Dreiwegeregler ausgebildet, der als Vorrangschaltung funktioniert: Während des Zapfens ist der ¥ärmeaustauscherkreis (Primärkreis 10) geöffnet und der Heizungskreis 2,4 (weiterer Primärkreis 52) vorübergehend geschlossen. Auf diese Weise steht dem Durchlauferhitzer 8 die volle Heizleistung über den weiteren Primärkreis 52 zur Verfügung. Andererseits gelangt während der Zapfpausen die gesamte Heizleistung über den weiteren Primärkreis 52 ungehindert in den Heizungskreis 2,4. Auf die herkömmliche Verwendung einer Drossel 30 kann somit gänzlich verzichtet werden,

Die Unterschiede zwischen einem herkömmlichen und einem erfindungsgemäßen Strömungsmengenregler 28 werden beim Vergleich der Figuren 3 und 4 ersichtlich.

Der in Fig. 3 dargestellte herkömmliche Strömungsmengenregler 28 besteht im wesentlichen aus einem primärseitigen Kreis 10 mit einem primärseitigen Eingang 12, einem primärseitigen Ausgang 14 und einem Stellglied 34. Auf der rechten Seite der Fig. 3 ist ein sekundärseitiger Kreis 16 <siehe Fig. 2) mit einem sekundärseitigen Eingang 18, einem sekundärseitigen Ausgang 20 und einem Meßglied 38 in Form einer Buchse zu sehen. Auf die Buchse wirkt eine Feder 40. Meßglied 38 und Stellglied 34 sind durch den Bolzen 42 miteinander verbunden.

Während des Zapfens drückt der am sekundärseitigen Eingang 18 liegende Wasserdruck das Meßglied 38 entgegen der Kraft der Feder 40 nach rechts und gibt damit den ¥eg zwischen Eingang 18 und Ausgang 20 des Sekundärkreises 16 <Fig. 2) frei. Gleichzeitig wird mittels des Bolzens 42 das Stellglied 34 nach rechts bewegt und gibt in gleicher Veise den Primärkreis 10 für den Durchlauf des Heizungswassers durch den Wärmeaustauscher 26 <Fig. 2) frei.

Das in Fig. 4 im Längsschnitt dargestellte Ausführungsbeispiel des erf i ndu ngsge maß en Strömungsmengenreglers 28 ist sekundärseitig (rechts im Bild) mit dem herkömmlichen Strömungsmengenregler identisch.

Der wesentliche Unterschied ist primärseitig gegeben.

Der Primärkreis 10 weist einen weiteren Eingang 32 und ein weiteres Stellglied 36 auf. Das weitere Stellglied 36 besteht aus einer an einem weiteren Bolzen 44 federnd

befestigten Scheibe 46, die gegen die stirnseitige Öffnung 48 einer Steuerhülse 50 (mit drittem Weg) drückt. Der weitere Bolzen 44 steht mit dem ersten Bolzen 42 ebenfalls in Wirkverbindung. Und zwar ist in der Zapfpause der weitere Primärkreis 52, bestehend aus weiterem Eingang 32, Ausgang 14 und weiterem Stellglied 36 (Scheibe 46 und Steuerhülse 50 mit 3. Weg), geöffnet. Während des Zapfens drückt der zwischen sekundärseitigern Eingang 18 und Ausgang 20 anliegende Wasserdruck auf die als Meßglied 38 wirkende Buchse, die entgegen der Kraft der Feder 40 (in Fig. 4 nach rechts) verschoben wird. Die Buchse nimmt den Bolzen 42 und den weiteren Bolzen 44 mit. Dabei wird das als Stellglied 34 wirkende Dichtungsstück ebenfalls nach rechts verschoben und öffnet damit den zwischen primärseitigern Eingang 12 und Ausgang 14 liegenden Primärkreis 10. Gleichzeitig wird zusätzlich der weitere Bolzen 44 nach rechts verschoben, wodurch die Scheibe 46 die stirnseitige Öffnung 48 der Steuerhülse 50 verschließt und somit den zwischen weiterem primärseitigern Eingang 32 und primärseitigern Ausgang 14 liegenden weiteren Primärkreis 52 unterbricht.

Zwischen dem Bolzen 42 und dem weiteren Bolzen 44 befindet sich ein mit den Bolzen 42, 44 mitbewegbarer Dauermagnet 54, der mit einem am Gehäuse des Strömungsmengenreglers 28 ortsfest angebrachten elektromagnetischen Sensor 56 in Wirkverbindung steht.

St rö ungsnengenregler Bezugszeichenliste

2 Vorlauf

4 Rücklauf

2,4 Heizungskreislauf

6 Heizkörper

5 Durchlauferhitzer 10 Primärkreis

<des Durchlauferhitzers bzw. des Strömungsmengenreglers)

12 primärseitiger Eingang

14 primärseitiger Ausgang

16 Sekundärkreis

<des Durchlauferhitzers bzw. des Strömungsmengenreglers)

18 sekundärseitiger Eingang

20 sekundärseitiger Ausgang 22 (Kalt-)Wasserleitung 24 (Warmwasser-)Zapfstelle

26 Wärmeaustauscher

28 Strömungsmengenregler

30 Drossel

32 primärseitiger (weiterer) Eingang

34 Stellglied

36 (weiteres) Stellglied (44, 46, 48 und 50)

38 Meßglied (Buchse)

40 Feder

42 Bolzen

44 (weiterer) Bolzen

46 Sehe i be

48 (stirnseitige) öffnung

50 Steuerhülse

52 (weiterer) Primärkreis

54 Dauermagnet

56 elektromagnetischer Sensor

Claims

Schutzansprüche

1. Strömungsmengen—Regeleinrichtung für flüseige und/oder gasförmige Medien, insbesondere für die ¥armwasserbereitung, mit proportionaler Mengenabstimmung, mit einem von einem ersten Medium durchsetzten Sekundärkreis <16) ,

der mit einem Meßglied <38) zur Bestimmung der zwischen seinem Eingang (18) und seinem Ausgang <20> gegebenen DurchfluSmenge und/oder Druckdifferenz versehen ist, und mit einem von einem zweiten Medium durchsetzten Primärkreis <10>,

der mit einem Stellglied <34) zur Einstellung der zwischen seinem Eingang <12> und seinem Ausgang <14> fließenden DurchfluSmenge versehen ist,

wobei das im Sekundärkreis <15> befindliche Meßglied <3d) und das im Primärkreis (10) befindliche Stellglied <34) derartig miteinander in Virkverbindung stehen, daß in einem weiten Bereich eine Abhängigkeit der durch den Primärkreis <10) fließenden Durchflußmenge des zweiten Mediums von der durch den Sekundärkreis <16> fließenden DurchfluSmenge und/oder der zwischen Eingang <18) und Ausgang <20) des Sekundärkreises <16) vorliegenden Druckdifferenz gegeben ist,

dadurch. gekennzeichnet, daß der Primärkreis <10) einen weiteren Eingang (32) und ein weiteres Stellglied (36) aufweist, und damit einen Dreiwegeregler mit einem weiteren Primärkreis (52) bildet, wobei der zwischen weiterem Eingang <32> und Ausgang (14) mit dem weiteren Stellglied (36) gebildete weitere Primärkreis <52> in dem MaEe geöffnet ist, wie der mit dem Eingang (12) und Ausgang (14) mit dem Stellglied <34) gebildete Primärkreis <10) geschlossen ist - und umgekehrt <Vorrangschaltung) .

2. Strömungsmengen-Regeleinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der funktionelle Zusammenhang zwischen den in Primäi— <10) und Sekundärkreis <16) fließenden Volumenströmen, und daS der Einsatzpunkt für die Schließung des aus weiterem Eingang (32) und Ausgang (14) gebildeten weiteren Primärkreises (52) manuell einstellbar ist.

3. Ströffiungsmengen-Regeleinrichtung nach Anspruch 1 oder 2,

dadurch gekennzeichnet, daß das weitere Stellglied <36) aus einer an einem weiteren Bolzen <44) fedend befestigten Scheibe <46) besteht, die gegen die stirnseitige öffnung <48> einer Steuerhülse (50) <mit drittem Veg) gerichtet ist, wobei der weitere Bolzen (44) mit einem ersten, mit dem HeSglied <38) verbundenen Bolzen <42> ebenfalls - und zwar derartig - in Wirkverbindung steht, daß in Zapfpausen der weitere, aus weiterem Eingang <32>, Ausgang <14) und weiterem Stellglied (36) (Scheibe 46 und Steuerhülse 50 mit drittem Weg) bestehende weitere Primärkreis <52) geöffnet ist.

4. Strömungsmengen-Regeleinrichtung nach einem der Ansprüche 1.-3,
gekennzeichnet durch, ein Schaltelement zur Steuerung extern angeordneter Aggregate.

5. Strömungsmengen-Regeleinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Schaltelement einen mit dem Bolzen (42) und/oder dem weiteren Bolzen <44) mitbewegbaren Dauermagneten <54) enthält, der mit einem am Gehäuse des Strömungsmengenreglers <28) ortsfest angebrachten elektromagnetischen Sensor <5ö) in Wirkverbindung steht.