DE3244603C1 - Vorrichtung fuer Thermostatventile,insbesondere zur Temperaturabsenkung Thermostat-gesteuerter Heizkoerper - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung für Thermostatventile, die im Heizmittelvorlauf eines Heizkörpers angeordnet sind, und die zur Temperaturabsenkung an Heizkörpern mit einem weiteren, extern steuerbaren Ventil vorgesehen sind.

Bei Raumheizungen ist es wünschenswert und zweck-

65 mäßig, die, von einem Thermostatventil geregelte, Raumtemperatur zeitweise abzusenken, ohne daß dabei das Thermostatventil betätigt werden muß.

Es ist bekannt, zur Erfüllung dieser Erfordernisse, Thermostatventile mit Heizwiderständen auszustatten, die durch eine Schaltuhr eingeschaltet werden können, und die den Thermostaten der Ventile eine höhere Raumtemperatur vortäuschen, so daß diese Ventile eine geringere Heizmittelmenge d. h. Heizenergie durchlassen. Hier besteht jedoch die Schwierigkeit, daß mit sinkender Raumtemperatur und gleicher Heizwiderstandsleistung ein derart gesteuertes Thermostatventil rückläufig arbeitet, so daß es dort erforderlich istj den Heizwiderstand über einen besonderen Temperaturfühler auf eine höhere Leistung zu bringen.

Diese Einrichtungen sind jedoch mit dem Nachteil behaftet, daß dort der technische Aufwand nicht nur erheblich ist, sondern daß darüber hinaus sowohl die Heizung als auch die Ausdehnungsmittel der Thermostatventile verzögert arbeiten.

Bei einer anderen Vorrichtung zur Temperatürabsenkung Thermostat-gesteuerter Heizkörper wird ein zweites Ventil im Vorlauf des Heizkörpers angeordnet, das elektrothermisch betätigbar ist (DE-OS 27 27 821). Die Schaltung dieses thermischen Ventils erfolgt dort abhängig von der Nutzungszeit durch eine Schaltuhr oder von Wärmefühlern aus, wobei das Thermostatventil auf seiher eingestellten Temperatur belassen wird.

Diese Einrichtung ist mit dem Nachteil behaftet, daß bei einem Absinken der Raumtemperatur sich das Thermostatventil stärker öffnen kann und es dann erforderlich ist, mit dem thermisch gesteuerten Ventil, das dort als Drossel wirkt, einem größeren Heizmittelzufluß zum Heizkörper steuerungstechnisch entgegen zu wirken.

Außerdem ist aus der DE-OS 31 48 268 ein Heizkörperventil bekannt, mit welchem wenigstens zwei Temperatursollwerte vorgegeben und automatisch wirksam werden. Zu diesem Zweck sind dort zwei Räumthermostate vorgesehen, welche in Abhängigkeit von einer dritten Steuergröße mechanisch mit dem Ventilstößel eines Durchflußventils verbunden werden, wobei die Umschaltung mittels eines von einer Schaltuhr gesteuerten Servomotors bewirkt wird, der über ein Stellglied je nach Position eines Steuergliedes die Wirkverbindung zwischen dem Ventil und einem der beiden Thermostate herstellt.

Diese Einrichtung erfordert nicht nur zwei unabhängig voneinander arbeitende Thermostate, deren Regelkennlinie hinreichend gleich sein sollte, um den Erfordernissen derartiger Thermostatventile zu entsprechen, sondern erfordert außerdem ein Servomotor mit den dafür notwendigen Steuermitteln, so daß der technische Aufwand unverhältnismäßig hoch ist im Vergleich zur erzielbaren Regelgenauigkeit.

Desweiteren ist es aus der Zeitschrift »Control Engineering« April 1963, Seiten 75—78 bekannt, daß ein Regler auf zwei, in einem Bypaß zueinander angeordnete Ventile wirken kann. Diese Anordnung dient dort im wesentlichen der Start- bzw. der Lauf phase einer zweistufigen Gasturbine, indem beim Start der Turbine zunächst zum Ventil der eigentlichen Hauptversorgungsleitung während des Laufs der Turbine ein zweites Ventil in einer Bypaßleitung zur Hauptversorgungsleitung hinzugeregelt wird. Beide Ventile werden dort abhängig voneinander geregelt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diese bekannten Nachteile zu beseitigen und eine eingangs genannte Vorrichtung für Thermostatventile zu schaffen,

die eine hysteresearme Regelung des Heizmittelvorlaufs ermöglicht und in ihrem Aufbau einfach ist.

Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, daß das Thermostatventil mit einem Bypaß und mit mindestens zwei Hilfsventilen versehen ist, wobei das eine Hilfsventil vom Thermostaten gesteuert im Bypaß angeordnet ist, und das andere Hilfsventil, extern steuerbar, in Serie mit dem Thermostatventil angeordnet ist.

In Weiterbildung der Erfindung ist es vorgesehen, daß sowohl der Bypaß als auch die beiden Hilfsventile unmittelbar in einem Ventilgehäuse eines Theromstatventils angeordnet sind. Dabei steht das, vom Thermostaten steuerungskonform beaufschlagte, Hilfsventil unmittelbar mechanisch mit der Ventilstange des Thermostatventils in Eingriff. Das andere, mit dem Thermostatventil in Serie liegende, Hilfsventil wird insbesondere unmittelbar mechanisch direkt oder mittelbar, elektromagnetisch oder elektrothermisch von einer Zeitschaltuhr oder sonstigen Steuerungseinrichtungen gesteuert.

Vorteilhaft bei dieser Vorrichtung ist nicht nur die regelungstechnisch zweckmäßige Abhängigkeit zwischen der selbsttätigen Raumtemperaturregelung durch das Thermostatventil, das in seiner eingestellten Stellung belassen werden kann, und einer gewünschten zeitweisen Absenkung der Raumtemperatur, zur Erzielung einer hysteresearmen und schnellen Regelung, sondern auch der einfache und übersichtliche Aufbau der Vorrichtung in einem gemeinsamen und einfach installierharen Ventilgehäuse.

Wie die Erfindung im. einzelnen gedacht ist, wird anhand eines Ausführungsbeispiels im folgenden näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 eine schaubildliche Ansicht einer Vorrichtung für Thermostatventile zur zeitgesteuerten Temperaturabsenkung Thermostat-gesteuerter Heizkörper,

Fig.2 eine Schnittansicht durch ein Ventilgehäuse mit einer Vorrichtung nach der Erfindung und mit einer, um den Thermostatregier ringförmig angeordneten, Steuereinrichtung des einen Hilfsventil und

F i g. 3 eine Vorderansicht auf ein Thermostatventil mit einer Vorrichtung nach der Erfindung und mit einer ringförmig um den Thermostatregler angeordneten Zeitschaltuhr.

Die, in der F i g. 1 dargestellte, schaubildliche Ansicht einer Vorrichtung nach der Erfindung, die dort beispielsweise in einem Zweirohrwarmwasserheizungssystem symbolisch eingebaut ist, besteht im wesentlichen aus einem Thermostatventil 1 mit einem vorderseitigen Regler 2 und einem, mit dem Thermostatventil 1 in Serie liegenden, ersten Hilfsventil 3, das insbesondere extern ansteuerbar ist und vom Thermostatventil 1 unabhängig arbeitet.

• Parallel zu dieser Serienschaltung der Ventile 1 und 3 ist in einem Bypaß 4 zu den Ventilen 1 und 3 ein zweites Hilfsventil 5 angeordnet, das mit dem Thermostatventil 1 funktionskonform gekoppelt ist, und dessen nicht näher dargestellter Ventilkegel oder Ventilteller, wie in einer der folgenden Figuren gezeigt, zum Ventilkegel oder Ventilteller des Thermostatventils 1 einstellbar ist.

6 bezeichnet dort Heizkörper. 7 bezeichnet eine Heizmittelvorlaufleitung und 8 eine Heizmittelrücklaufleitung.

Die strichpunktierten Umrahmungen 9 und 9' in der F i g. 1 zeigen nun symbolisch die erfindungsgemäßen Vorrichtungen, insbesondere für eine, durch eine Zeitschaltuhr 10 zeitgesteuerte, Temperaturabsenkung Thermostat-gesteuerter Heizkörper 6 mit einer relativ hysteresearmen und hinreichend schnellen Regelung der Heizenergie.

Wie die Fig. 1 in der Ziffer 9 symbolisch zeigt, ist es dort vorgesehen, daß das erste Hilfsventil 3 insbesondere unmittelbar mechanisch über ein Gestänge mit der Zeilschaltuhr tO gekoppelt ist. 11 bezeichnet dort das Gestänge, das unmittelbar den Ventilkegel des Hilfsventils 3 betätigt. Diese Zeitschaltuhr 10 in der Vorrichtung der Umrahmung 9 kann desweiteren über eine elektrische Steuerleitung 12 eine Vorrichtung in der Umrahmung 9' zeitlich steuern, indem dort das betreffende Hilfsventil 3 mit einer elektromagnetischen oder elektrothermischen Einrichtung 13 fernsteuerbar ist. Es liegt natürlich im Rahmen der Erfindung, daß auch das Hilfsventil 3 in der Vorrichtung der Umrahmung 9' ünmittelbar oder mittelbar mechanisch oder elektromagnetisch oder elektrothermisch steuerbar ist, indem dort eine entsprechende Einrichtung unmittelbar Bestandteil der Vorrichtung ist.

Das zweite Hilfsventil 5, das mit dem Thermostatventil I eine unmittelbare Funktionseinheit bildet, indem zwischen beiden Ventilen bzw. den jeweiligen Ventilkegeln oder Ventiltellern eine mechanische, mindestens axial einseitig d. h. in einer Funktionsrichtung wirkende Kopplung besteht, ist hinsichtlich der Regelcharakteristik einstellbar. Zu diesem Zwecke ist dort der VentUk^ gel oder Ventilteller axial zur Funktionsrichtung des Thermostatventils 1 einstellbar. Mit dieser Einstellmöglichkeit kann im einfachsten Falle der Temperaturabsenkungsbetrag in Grad Celsius zum Thermostatventil 1 eingestellt werden.

Die Funktion dieser Vorrichtung ist nun folgende: Im sogenannten Tagbetrieb, wo keine Temperaturabsenkung erforderlich oder erwünscht ist, regelt das Thermostatventil 1 die Raumtemperatur. Das erste extern steuerbare Hilfsventil 3 ist dabei geöffnet. Das zweite, mit dem Thermostatventil 1 gekoppelte. Hilfsventil 5 kann dort auch geöffnet sein, z. B. wenn die Raumtemperatur um den (Nacht-) Temperaturabsenkungsbetrag unter der Tagtemperatur liegt.

Im sogenannten Nachtbetrieb, wo eine Temperaturabsenkung erwünscht und programmiert ist, ist das erste Hilfsventil 3 durch die Funktion der Uhr von dieser geschlossen gehalten. Das zweite Hilfsventil 5 öffnet sich nun bei Erreichung der Absenkungstemperatur, wobei diese Absenkungstemperatur an diesem Hilfsventil 5 eingestellt werden kann, indem dort der Ventilkegel oder -teller gegenüber dem Ventilkegel oder -teller des Thermostatventils 1 vorwählbar verändert wird. Das Hilfsventil 5 wirkt dort um die Absenkungstemperatur verzögert gegenüber dem Thermostatventill.

Die Fig.2 zeigt eine Bauausführung einer Vorrichtung nach der Erfindung. Diese Ausführung besteht dort im einzelnen aus einem Ventilgehäuse 14, in welchem alle erforderlichen aktiven und passiven Einzelteile der Vorrichtung zueinander angeordnet sind. 15 bezeichnet die Eintrittsöffnung und 16 die Austrittsöffnung des Heizmittels am Ventilgehäuse 14. Beide Öffnungen 15 und 16 können mit installationskonformen Einrichtungen, wie Gewinde, Flansche, Muttern oder sonstigen Mitteln versehen sein. Die Eintrittsöffnung 15 mündet dort in den Ventilraum 17, indem die Ventilsitze 18 für das erste Hilfsventil 3 und 19 für das zweite Hilfsventil 5 mit den jeweils zugehörigen Ventilkegein 20. und 21 angeordnet sind.

Der Ventilkegel 21 des zweiten Hilfsventil 5 ist dort auf der Betätigungswelle 22 des Thermqstatventils 1 einstellbar gelagert. Zu diesem Zwecke kann die Betätigungswelle 22 mit einem Gewinde 23 versehen sein, auf

dem eine Stelknutter 24 in der Form eines Mitnehmers angeordnet ist, mit der der Ventilkegel 21 axial gegenüber dem Ventilkegel 25 des Thermostatventils 1 eingestellt werden kann. Mit dieser Einstellung erfolgt insbesondere die Vorwahl des Temperaturabsenkungswertes gegenüber der Temperatureinstellung des Reglers 2 des Thermostaten. Der Ventilkegel 21 des Hilfsventils 5 kann dort axial bis zur punktiert gezeichneten Position verschoben werden. Der Ventilkegel 21 wird dort durch eine axial wirkende Druckfeder 26 in Richtung des Ventilkegels 25 des Thermostatventils gehalten.

Der, in der F i g. 1 gezeigte und beschriebene Bypaß 4 ist in der vorliegenden Ausführung eines Ventilgehäuses 14 zwischen den Ventilkegeln 21 und 25 zu sehen.

10, 13 bezeichnen eine Zeitschaltuhr und/oder eine sonstige Einrichtung zur mittelbaren oder unmittelbaren Steuerung des ersten Hilfsventils 3, insbesondere über ein Gestänge 11. Die Zeitschaltuhr 10 und/oder eine elektromagnetische oder elektrothermische oder sonstige Einrichtung 13 ist dort insbesondere ringförmig um den Kopf des Reglers 2 des Thermostatventils 1 angeordnet. Die Zeitschaltuhr 10 und/oder sonstige Steuer- und Regel-Einrichtungen 13 können erforderlichenfalls völlig autonom mit eigener Stromversorgung oder einer sonstigen geeigneten Energieversorgung versehen sein und über einen größeren Zeitraum wartungsfrei arbeiten.

Die F i g. 3 zeigt eine derartige Vorrichtung mit einer Zeitschaltuhr 10 mit einstellbarer Zeitscheibe 27 mit Zifferblatt 28 und vorwählbaren Schaltreitern 29, in der Vorderansicht um einen Regler eines Thermostaten herum ringförmig angeordnet. 14 bezeichnet das Ventilgehäuse, das aus einem Metallguß oder aus einem Kunststoff spritztechnisch hergestellt sein kann.

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Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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Claims (10)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung für Thermostatventile, die im Heizmittelvorlauf eines Heizkörpers angeordnet sind, und die zur Temperaturabsenkung an Heizkörpern mit einem weiteren, extern steuerbaren Ventil versehen sind, dadurch gekennzeichnet, daß das Thermostatventil (1) mit einem Bypaß (4) und mit mindestens zwei Hubventilen (3,5) versehen ist, wobei das eine Hilfsventil (3) vom Thermostaten gesteuert im Bypaß (4) angeordnet ist, und das andere Hilfsventil (5), extern steuerbar, in Serie mit dem Thermostatventil (1) angeordnet ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn- is zeichnet, daß der Bypaß (4) als auch die beiden Hilfsventile (3,5) unmittelbar in einem Ventilgehäuse (14) angeordnet sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Hilfsventil (3) unmittelbar mechanisch mit der Ventilstange oder der Betätigungswelle (22) in Eingriff steht.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilteller oder Ventilkegel (21) des Hilfsventil (3) einstellbar auf der Betätigungswelle (22) angeordnet ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß über den einstellbaren Ventilteller oder Ventilkegel (21) die Temperaturabsenkung bzw. dessen Wert, gegenüber der Einstellung des Thermostatventils (1) vorwählbar ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilteller oder Ventilkegel (21) über eine Druckfeder (26) in Richtung des Ventilkegels (25) des Thermostatventils (1) wirkend ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das extern steuerbare Hilfsventil (5) unmittelbar mechanisch mit einer Zeitschaltuhr (10) und/oder einer elektromagnetischen, oder einer elektrothermischen, oder einer sonstigen Steuer- oder Regel-Einrichtung (13) gekoppelt ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß eine Zeitschaltuhr (10) und/oder eine sonstige Steuer- oder Regel-Einrichtung (13) ringförmig um den Kopf des Reglers (2) des Thermostaten angeordnet ist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 7 und 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Zeitschaltuhr (10) und/oder eine sonstige Steuer- oder Regel-Einrichtung (13) autonom mit einer eigenen Strom- oder sonstigen geeigneten Energieversorgung für einen größeren wartungsfreien Zeitraum versehen ist.

10. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Vorrichtungen an Heizkörpern (6) fernwirktechnisch von einer einzigen Zeitschaltuhr (10) und/oder einer zweckmäßigen Steuer- oder Regel-Einrichtung (13) steuerbar sind.