DE4111257A1 - Motorisch betaetigter thermostatkopf fuer thermostatisch regelnde heizkoerper-ventile - Google Patents

Motorisch betaetigter thermostatkopf fuer thermostatisch regelnde heizkoerper-ventile

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Description

Die Anmeldung betrifft einen mit einem ANTRIEB kombinierten konventionellen Thermostatkopf für thermostatisch regelnde Heizkörperventile von Zentralheizungsanlagen.
Zentralheizungsanlagen übertragen die Wärme in der Regel in die zu heizenden Räume über sogen. Heizkörper, auch Radiatoren, oder - in einer anderen Bauart und Wirkform - Konvektoren genannt.
Nach heutigem Stand der Technik kann davon ausgegangen werden, daß die Temperaturregelung in den einzelnen Räumen (bezw. die Energie­ zufuhr zu den Heizkörpern) mittels thermostat­ isch selbst-regelnder, einstellbarer Heizkör­ perventile erfolgt.
Deren Funktionsweise ist, vereinfacht, durch ein im Regelteil des Ventils (dem Thermostat­ kopf) eingebautes Dehn-Element erklärt, das sich bei Erwärmung ausdeht, und dadurch den Zufluß an Heiz-Medium (in der Regel Heiß-Wasser) drosselt oder sperrt; bezw. umgekehrt bei Abkühlung sich zusammenzieht, und dadurch den Durchfluß im Heizkörperventil erhöht, bezw. freigibt.
Ganz wesentlicher und system-bedingter Nachteil dieser thermostatischen Heizkörper-Regelung ist der Tatbestand, daß ein solcher Thermostat, wenn er nicht vollständig ZU-gedreht wurde, auch dann immer AUF-regeln wird, wenn er Kälte wahrnimmt - also auch dann, wenn erhöhte Wärme- Zufuhr eher als unerwünscht erachtet wird, weil beispielsweise ein Fenster auf einem Flur offen blieb, oder weil in einem Raum gelüftet wird.
Dieser bei nicht vollends ZU-gedrehtem Thermo­ statventil praktisch nicht abstellbare und system-bedingte Zustand des "Zum-Fenster-Hinaus- Heizens" bedeutet für den Betreiber der Heiz­ anlage einen unkontrollierten, unkontrollier­ baren erhöhten Heizenergieverbrauch. In den hier in erster Linie gedachten Fällen von sogen. WARM MIETE (in erster Linie das gesamte Beherbergungsgewerbe - im weitesten Sinne des Wortes . . .) kann der Betreiber in der Regel diesen unkontrollierten Mehr-Verbrauch weder über den Preis seines Leistungs-Angebotes ausgleichen, noch ihn zu lenken versuchen.
Bedeutender aber erscheint als Folgewirkung der durch nichts mehr gerechtfertigte unkon­ trollierte Verbrauch von nicht-regenerierbaren Energie-Resourcen; und die damit einhergehende, durchaus vermeidbare zusätzliche Belastung der Umwelt durch die Reststoffe der heutzutage noch als vorherrschend zu erachtenden Energie- Erzeugung aus fossilen Brennstoffen.
Bisherige Lösungen zu diesem Phänomen der personen- und raum-individuellen Heizenergie- Verschwendung sind mannigfacher Art:
Einzelraum-Überwachung über die Kontrolle der Raum-Belegung;
zeit-abhängige Regelung der Energie-Zufuhr (z. B. Nacht-Absenkung);
Schaltung und Steuerung der Heizkörper-Ventile in Abhängigkeit von dem Zustand "OFFEN" oder "GESCHLOSSEN" von Fenstern/Türen über entsprech­ ende Fenster-/Tür-Kontakte.
Teilweise sind diese Lösungen nicht konsequent: Bei abgesenkter Temperatur wird zwar weniger, aber doch immer auch weiterhin "zum Fenster hinaus" geheizt;
oder sie sind zudem enorm aufwendig und komplex - wie z. B. sogen Zentrale Leittechnik;
oder sie sind schließlich von der Installation her mit raum- oder fenster-/tür-individuellen Kontakten, Meldern, Verdrahtungen, Steuerge­ räten, erforderlichen el. Anschlüssen . . etc. installations-aufwendig, - und werden zudem bei nachträglicher (auf-putz) Verlegung häufig aus architektonischen oder ähnlichen ästheti­ schen Erwägungen abgelehnt.
Der Anmeldung liegt die Aufgabe zugrunde, vor allem der Verschwendung und der Umwelt- Belastung dadurch entgegenzuwirken, daß jenes Thermostatventil über einen mechanisch betät­ igten Thermostatkopf nach einer dort eingebauten Zeit-Vorgabe, oder durch ein anderes Auslöse- Parameter, betätigt (in erster Linie ZU-gedreht) wird. Der mechanische ANTRIEB soll erfindungs­ gemäß ein mechanisches Laufwerk ("Uhrwerk"), oder ein elektro-motorisches Laufwerk sein.
Der ANTRIEB kann erfindungsgemäß im Gehäuse (Deckel) des Thermostatkopfes untergebracht sein; oder er kann eine separate Einheit sein, die mit diesem Gehäuse leicht verbunden werden kann.
Zum ANTRIEB gehört erfindungsgemäß eine Zeit- Einheit samt einer zeit-abhängig betätigten Verriegelung/Entriegelung, über die der Zeit­ punkt der Funktions-Auslösung vorgegeben werden kann.
Die aus ANTRIEB und Thermostatkopf bestehende Einheit enthält erfindungsgemäß eine oder mehrere Positions-Verriegelung/-en, mittels derer die durch den ANTRIEB einzustellende End-Position angepaß/gewählt werden kann.
Das manuelle In-Betrieb-Nehmen des ANTRIEBS, und das manuelle Einstellen der gewünschten Raum-Temperatur am Thermostatkopf erfolgt erfindungsgemäß in zwei von einander getrennten, aber eindeutig priorisierten (erst Zeit-Vorgabe, - dann Temperatur-Vorgabe → siehe auch Anspruch 15 . . .) Funktionen.
Die konventionelle manuelle Betätigung eines solchen Thermostatkopfes erfolgt in seiner OFFEN-Stellung (Betriebs-Stellung) erfindungs­ gemäß unverändert durch manuelles Anwählen der gewünschten Temperatur an eben jenem Thermo­ statkopf.
Die Anmeldung verbilligt und vereinfacht alle bisherigen Verfahren. Sie läßt die Möglich­ keit der Ergänzung und der Kombination mit den bisherigen, zuvor beschriebenen Verfahren und Maßnahmen der modernen Regeltechnik zu. Sie erlaubt eine raum- und personen-individu­ elle Heizungs-Regelung.

Claims (22)

1. Thermostatkopf eines Heizkörperventils, gekoppelt mit einem ANTRIEB, der den Ther­ mostatkopf in beliebiger Weise so verstellen kann, daß der Betriebszustand des Heizkörper­ ventils (OFFEN . . . GESCHLOSSEN) verändert werden kann; dadurch gekennzeichnet, daß der ANTRIEB die üblicherweise manuelle Betätigung/Verstel­ lung des Thermostatkopfes (in Form einer Dreh­ bewegung) übernimmt; und ferner dadurch gekennzeichnet, daß der Thermostatkopf ansonsten in allen Details einem konventionellen, hand-regelbaren Ther­ mostatkopf entspricht, - also insbesondere ausgerüstet ist mit
  • - einem sogen. Dehn-Körper (Dehn-Element), mittels dessen der Funktionszustand des Thermostatventils (AUF . . . ZU) thermostat­ isch geregelt wird; und der Möglichkeit, dies Dehn-Element zusätz­ lich und über einen separat zugeführten Stromkreis über ein Heizelement (z. B. und nach dem Stand der Technik üblicherweise ein PTC Kaltleiter) aufzuwärmen, um den GESCHLOSSEN-Zustand dann zu erzwingen, wenn dieser in der in den Ansprüchen, besonders Anspruch 10, beschriebenen Laufwerk-Regelung ansonsten nicht erreicht/gewünscht wird; dieser dann ANTRIEB-unabhängige Zustand kann z. B. bei offenen Fenstern erwünscht, und über einen Fenster-Kontakt initiiert werden.
2. Thermostatkopf mit gekoppeltem ANTRIEB nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der ANTRIEB ein Feder-Triebwerk/-Laufwerk ("Uhrwerk") ist.
3. Thermostatkopf mit gekoppeltem ANTRIEB nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der ANTRIEB ein elektro-motorischer ist.
4. Thermostatkopf mit gekoppeltem ANTRIEB nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der ANTRIEB nach Anspruch 2 und Anspruch 3 nur in einer Richtung (z. B. ZU) dreht.
5. Thermostatkopf mit gekoppeltem ANTRIEB nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der ANTRIEB nach Anspruch 2 und Anspruch 3 in beiden Rich­ tungen, je nach vorheriger Einstellung, drehen kann - also z. B. erst "ZU" - und später "AUF".
6. Thermostatkopf mit gekoppeltem ANTRIEB nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Ar­ beitsablauf-Varianten nach Anspruch 4 und Anspruch 5 intern im Gerät so verstellt werden können, daß nur jeweils einer der Arbeits-Abläufe funktions-bereit ist, - der andere aber vom Nutzer (Mieter) nicht benutzt (abgerufen oder eingestellt/"programmiert") werden kann.
7. Thermostatkopf mit gekoppeltem ANTRIEB nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der jeweilige Betriebs­ zustand an einer für den Nützer an der hier beschrieb­ enen Arbeits-Einheit aus Thermostatkopf und ANTRIEB gut erkennbaren Stelle (z. B. auf dem Umfang der Einheit, oder an einer sichtbaren Stirnseite . . .) farblich (optisch leicht wahrnehmbar) angezeigt wird -
z. B. BLAU = ZU
ROT = AUF.
8. Thermostatkopf mit gekoppeltem ANTRIEB nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß besonders der AUS-Schaltvorgang - während er abläuft - akust­ isch durch ein entsprechendes Summ-, oder Schnurr-, oder anderes wecker-ähnliches Geräusch angezeigt wird.
9. Thermostatkopf mit gekoppeltem ANTRIEB nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorgabe-/ Vorlauf-Zeit, also die manuell einstellbare Zeit bis zum Beginn des Funktions-Ablaufes (also beispielsweise bis zum ZU-Drehen) intern im Gerät, aber von außen, vom Betreiber/Nutzer unzugänglich, fest eingestellt, aber in be­ stimmten Bandbreiten (z. B. zwischen 1/4 Stunde und 6 Stunden) angepaßt/beliebig verändert werden kann.
10. Thermostatkopf mit gekoppeltem ANTRIEB nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die END-Stellung, die durch den ANTRIEB geschaltet wird, durch den Betreiber, nicht aber durch den Nutzer/ Gast/Bewohner verstellbar/anpaßbar ist (z. B. ZU, oder FROSTSCHUTZ, oder eine beliebige an­ dere, in der Regel abgesenkte Raum-TEMPERATUR von . . . Grad C).
11. Thermostatkopf mit gekoppeltem ANTRIEB nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Gerät Kontakt- Anschlüsse vorgesehen sind, über die der Betriebs-Zustand, insbesondere der AUS-Zustand, auf dem Wege der Daten- und Signal-Fernüber­ tragung weiter gemeldet werden kann (z. B. auf eine Anzeige-Tafel, oder zur Auswertung in der Rechner-Anlage einer sogen. Zentralen Leittechnik, oder . . .).
12. Thermostatkopf mit gekoppeltem ANTRIEB nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die ANTRIEBs- Einheit und der Thermostatkopf von einander (physisch) getrennt/entkoppelt werden können, - so, daß insbesondere der Thermostatkopf als autonome Einheit in der für ihn system-typ­ ischen Art am Heizkörperventil angebracht werden, und somit seine Funktion konventio­ nell ausüben kann.
13. Thermostatkopf mit gekoppeltem ANTRIEB nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der ANTRIEB durch manuellen Eingriff von außen durch den Betreiber/- Nutzer (zurück-drehen) vor Ablauf der Vorgabe- Zeit seine Schalt- (besonders die AUS-Schalt-)Funktion ausführen kann.
14. Thermostatkopf mit gekoppeltem ANTRIEB nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schalt-Funktion (z. B. das ZU-Drehen) auch vor Ablauf der fest­ eingestellten Vorlauf-Zeit durch Fern-Signal ausgelöst werden kann (z. B. von einer zentralen Raumbelegungs-Überwachung aus - z. B. im Hotel die Kasse, oder der Check-Out Counter).
15. Thermostatkopf mit gekoppeltem ANTRIEB nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine erneute manu­ elle Temperatur-Anwahl nach einem AB-schalt- Vorgang erst wieder möglich ist (Entriegeln), wenn das ANTRIEBs-Laufwerk erneut um mindestens . . . Minuten Laufzeit wieder aufgezogen (in den Betriebszustand gebracht) wurde.
16. Thermostatkopf mit gekoppeltem ANTRIEB nach Anspruch 1, dadurch gekannzeichnet, daß die Funktions- Auslösung auch, und dem Zeit-Ablauf überge­ ordnet, durch ein anderes Parameter ausge­ löst werden kann - z. B. durch ein Temperatur- Differential zwischen Raum-Temperatur und "einfallender" Kälte von einem geöffneten Fenster; oder auch durch absolute Temperatur- Vorgabe in dem zugeordneten Arretier-Mechan­ ismus, - dergestalt, daß dieser thermostatisch (z. B. auf der Basis eines Bi-Metall-Mechan­ ismus) bei Unterschreiten einer vorgegeb­ enen Raum-Temperatur, die unterhalb einer gewünschten Absenk- und Absens-Temparatur liegt (z. B. 14°C bei Absens-Temperatur 16°C), den ANTRIEB derart entriegelt, daß der Funk­ tions-Vorgang (z. B. ZU-Drehen) sofort abläuft, auch wenn der vorgegebene Zeit-Ablauf noch nicht beendet ist.
17. Thermostatkopf mit gekoppeltem ANTRIEB nach Anspruch 1, - und hier speziell nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Wirksamkeit des erwähnten Bi-Metall-Mechanismus aufge­ hoben werden kann, um so zu erreichen, daß das Zeit-Laufwerk auch bei sehr niedrigen Umgebungs-Temperaturen wieder in seine Ablauf- Funktion durch "Aufziehen" gebracht werden kann. Zweckmäßigerweise wird diese kurz­ zeitige Aufhebung an den (zeitlich gesehen) Anfang des Zeit-Ablaufes gelegt; und sollte einen ausreichenden Zeitraum (z. B. 15 oder 30 Minuten) betragen, während dessen sich über den dann geöffneten Heizkörper die Raum-Temperatur so erhöht hat, daß dieser Bi-Metall-Mechanismus durch Aufwärmung seine Spontan-Auslöse-Funktion wieder verliert.
18. Thermostatkopf mit gekoppeltem ANTRIEB nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ruhe- (END-, oder Absens-)Stellung des Thermostatkopfes die vom ANTRIEB nach Ablauf der Zeitvorgabe geschaltet wird, über Anspruch 10 hinaus vom Nutzer außen an Gerät angewählt werden kann (z. B. ZU, oder . . . oder . . . Grad C), dergestalt, daß mittels eines Wähl-Hebels, Steckers, Schiebers . . . eine der denkbaren Ruhe-/Absens-Alternativen vorbestimmt werden kann - in dieser Reihenfolge der Prioritäten:
  • 1) Abgesenkte Temperatur (absolute Tempe­ ratur im Gerät fest vorgegeben - also vom Nutzer nicht beliebig variierbar);
  • 2) Frostschutz-Position;
19. Thermostatkopf mit gekoppeltem ANTRIEB nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß außen am Gerät, für den Betreiber/Benutzer zugänglich, die END-Stellung in beschränktem Maße variiert werden kann - z. B. alternativ
  • - Einfrier-Schutz
  • - niedrige Absens-Temperatur im Raum (z. B. 5 Grad)
  • - höhere Absens-Temperatur (z. B. 14 Grad C).
Erreicht wird das durch ein in wenigen Stufen verstellbares Rädchen (oder ähnliches) an der Nahtstelle zwischen Laufwerk und eigentlichem Thermostatkopf, mittels dessen, z. B. über ent­ sprechende Kurvenscheiben, eine dieser Wünsche durch Arretieren der END-Stellung des Dehn-Elementes eingestellt wird.
20. Thermostatkopf mit gekoppeltem ANTRIEB nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Temperatur- Meßfühler aus der Baueinheit herausgeführt werden kann, um noch deutlicher, schneller, unbehinderter die in Anspruch 16 angesprochene Schnell-Ausschalt-Temperatur zu registrieren, und mithin dem Schnell-Ausschalt-Mechanismus so wirksam weitergibt, daß die gewünschte Schnell- Abschaltung eingeleitet wird.
Das kann erfolgen mittels eines nach "draußen", also aus dem Gerät herausgeführten Bi-Metall- Mechanismus; oder beispielsweise mittels einer eine Dehnflüssigkeit führende Capillare mit dem (entfernt zu montierenden) Fühler, so daß von dieser Capillar bei Contraktion der Dehnflüssig­ keit jener AB-Schalt-Vorgang ausgelöst wird.
21. Thermostatkopf mit gekoppeltem ANTRIEB nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der mechanische ANTRIEB so "programmiert" werden kann, daß er mehrere END- Stufen nacheinander, und in veränderbarem zeit­ lichen Abstand "schalten" kann - z. B. nach zwei Stunden Laufzeit des Zeitgliedes "ABSENKEN" auf einen Absens-Status; - und nach weiteren . . . Minuten/ Stunden volles AB-Stellen auf sehr viel niedrigere Raum-Temperatur, z. B. 4 Grad C für sehr lange Ab­ wesenheit, oder eine andere Einstellung für den Einfrierschutz.
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