DE6921993U - Thermostatgesteuertes mischventil, insbesondere fuer warmwasserheizungen - Google Patents

Description

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Anmeld er,? Alfred Kormann, Bglharting

Bezeichnung; Thermostat re für Wi

Besohreibunp:

Temperaturregler für Zentralheizungen, insbesondere serheizungen sind bekannt: Mn auf eine bestimmte ratur eingestellter Temperaturfühler in einem der eu beheizenden Bäume steuert die Heizungsanlage in verschiedener* aber an sich bekannter Weise'.

Diese Art der Beeinflussung der Heizungsanlage hat jedoch Nachteile: Der Wärmeverlust desjenigen Raumes, in welchem 4er Temperaturfühler sich befindet, ist nioht repräsentativ für alle von derselben Zentrale mit Wärme versorgten Bäume, weil die Baumtemperatur des den Temperaturfühler beherbergenden Baumes von zahlreichen Faktoren abhängt, die auf die übrigen Bäume nicht zuzutreffen brauohen, ja die nach den Gesetzen der Wahrscheinlichkeit überwiegend nicht zutreffen wie z. B. Windanfall, Sonneneinstrahlung, regennasse Außenwand, LQiipaig durch Fensteröffnen, Besetzung durch wärme abgebende Personen, Verwendung wärmeabgebender Geräte (Lampen, Kerzen usw.); sogar die Benutzung des Baumes wirkt auf den Temperaturfühler ein, denn in wenig benutzten Eäumen bleibt die warme Luft an der Baumdeoke und der Baum ist trotz durchschnittlicher richtiger Erwärmung fußkalt.

Außerdem haben solche Steuerungen durch Baumtemperaturfühler den Nachteil, daß die Heizungsanlage stoßweise arbeitet, wodurch die Behaglichkeit leidet, zumal Warmwasserheizungen von Katur aus träge arbeiten, so daß die Baumtemperatur auch dann noch weiter sinkt, wenn der Begier schon angesprochen hat, und andererseits noch steigt, nachdem der Begier längst abgeschaltet hat.

Es sind auch Einrichtungen bekannt geworden, bei denen die Heizungsanlage von der Außentemperatur gesteuert wird. Aber auch die Außentemperatur ist nur ein sehr ungefährer Maßstab für den Wärmebedarf eines Gebäudes und hat sich nicht bewährt, weil Änderungen der Außentemperatur sich in den Bäumen erst

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allmählich bemerkbar machen, daher die unmittelbare Steuerung %

der Heiziuag durch die Außentemperatur namentlich abends und f.|

nachts zu Überheizungen führen kann; andererseits kann der pi

Wärmebedarf eines Gebäudes bei 0° und Sturm höher sein als pj bei -15° und Windstille. .

Es ist auch bekannt, Heizungsanlagen sowohl durch eine Raumtemperatur als auch durch die Außentemperatur zu steuern. Aber solche Regeleinrichtungen sind nicht nur kompliziert und teuer, sondern auch störanfällig. Außerdem arbeiten sie einerseits zu starr, andererseits nicht gleichmäßig genug: Da der von der Außentemperatur abhängige Teil des Regelkreises auf die ungünstigste Wetterlage eingestellt sein muß, fällt der Hauptanteil der Regelarbeit dem £aumthermostaten zu, der natürlich nur anspricht, wenn sich die Raumtemperatur ändert. Bei diesen komplizierten Anlagen muß sich daher notgedrungen die Raumtemperatur sehr oft am Tage ändern, damit der vorgegebene Durchschnitts-Sollwert erreicht wird. Das darf aber nicht das Ergebnis einer Raumtemperaturreglung sein, denn eine ständig - wenn auch nur in geringen Grenzen - schwankende Raumtemperatur ist alles andere als behaglich.

Die nachstehend beschriebene Regeleinrichtung beruht daher auf der Erkenntnis, daß eine perfekte Regelung von Heizungsanlagen auch mit aufwendigen Mitteln in der Praxis nicht zu erreichen ist, daß aber eine konstante Vorlauftemperatur für längere Zeit eine stetige und gleichmäige Wärmeabgabe an die zu beheizenden Räume gewährleistet, so daß die Raumtemperatur nicht infolge der Tätigkeit des Regelkreises oder sogar wegen Überregelns dauernd schwankt, sondern daß nur atmosphärische Wetteränderungen allmählich die Raumtemperatur verändern können. Der Sollwert der Vorlauftempe-, ratur wird daher jeweils nach Wunsch, nach Wetterlage und Wettervorhersage von Hand eingestellt. Das ist auch aus psychologischen Gründen angebracht, denn der heutige Mensch wünscht zwar eine weitgehende Automatik der Haustechnik, will aber nicht von ihr beherrscht v/erden sondern will sie beherrschen.

Die^echnischen Mittel zur lösung dieser Aufgabe bestehen darin, daß in den Vorlauf einer Warmwasserheizung ein Tem-

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peraturfühler eingesetzt ist, welcher ein zwisehen' Vorlauf und Rücklauf geschaltetes Mischventil so steuert, daß die Vorlauftemperatur stets konstant bleibt, wobei ihr Sollwert von Hand beliebig - an sich nach Außentemperatur, Wetterlage und 'Wettervorhersage sowie nach voraussichtlich Benutzung der . Räume - eingestellt v/erden kann. Zweckmäßig trägt die Skala des Steuergeräts nicht die Grade der Vorlauftemperatur sondern die Grade der Außentemperatur, weil diese allein sinnfällig für den Raumbenutzer sind·

Solche temperaturgesteuerten Mischventile sind bekannt. Die Stellkraft für den zwischen zwei Sitzen hin- und herwechselnden Ventilteller kann ein unmittelbar im abgehenden Heizungsvorlauf eingesetzter tempertaurempfindlicher Ausdehnungskörper liefern, der in irgendeiner bekannten Weise von außen verstellbar ist. Der temperaturempfindliche Ausdehnungskörper kann ein Bimetallstreifen, ein Satz Tellerfedern aus I Bimetall, ein flüssigkeitsgefüllt es 3?ederrohr oder etwas ähnliches sein. Da die Abweisungen des Istwerts vom Sollwert so klein wie möglich sein sollen, sind verhältnismäig große Ausdehnungskörper erforderlich, um auch bei geringen Temperaturschwankungen eine ausreichende Stellkraft zum Verstellen des Ventiltellers des Mischventils zu liefern. Um diesen Nachteil zu vermeiden, wird weiter vorgeschlagen, zwischen den Temperaturfühler und den Verstellmotor des Mischventils eine servorkraft einzuschalten. Es ist nun bereits bekannt, den (einstellbaren) Temperaturfühler ete3?ek einen Stromkreis schalten zu lassen, der den den Ventilteller betätigenden Ausdehnungskörper aufheizt* Es ist ebenfalls bekannt, den Ausdehnungskörper, der den Ventilteller bewegen soll, in einer Hebenkammer des Mischventils unterzubringen, die durch einen Servostrom, den der Temperaturfühler des Heizungsvor«; laufs schaltet, aufgeheizt wird und die durch Wärmeabgabe nach außen wieder abkühlt. Bei dem bekannten Mischventil befindet sich der Ausdehnungskörper in einem vom wasserführenden Raum des Mischventils vollständig getrennten Raum, der wasserlos ist. Das hat den Nachteil, daß dieser Regler zu rasch arbeitet, also das Mischventil meist in Extremstellungen eingestellt ist. Außerdem ist bei der bekannten Ausführung eine Stopfbüchse erforderlich, die die Rückführung erschwert.

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/ kit der bekannten Bauart des Hischventils läßt sich daher die hier zu lösende Aufgabe, die Saumtemperatur unter gleichen Außenbedingungen unbedingt konstant zu halten, nicht I] ^s lösen. Daher wird v/eiter vorgeschlagen, den den Ventilteller

bewegenden Ausdehnungskörper in an sich bekannter Vfeise in /- einer Nebenkammer des Mischventils anzuordnen, diese lieben-

kaniiaer jedoch nicht durch eine Stopfbuchse od. dgl. abzu-- I

schließen, so daß sie vom Heizungswasser gefüllt wird. Das hat den Vorteil, daß der Ausdehnungskörper den Ventilteller absolut reibungsfrei - und daher viel feiner - verstellen kann. Außerdem, bewirkt der gegenüber. Luf*b größere 'Wärmeinhalt der Wasser füllung der ETebenkammer, daß sich der Ventilteller nur langsam verstellt und längere Zeit eine Hittelstellung einnimmt. Damit ist ein tJberregeln so gut wie ausgeschlossen.

Bei Verwendung eines Servo-Heizstromkreises kann der iPemperaturfühler an beliebiger Stelle des Vorlaufs - also auch in einem zu beheizenden Raum - angebracht sein und muß nicht unmittelbar am Mischventil eingebaut sein.

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Die Verwendung der beschriebenen Anordnung ist nicht auf Warmwasserheizungen beschränkt; sie kann überall dort vorteilhaft angewandt werden, wo zwei Flüssigkeiten verschiedener Temperatur zu einem Flüssigkeitsstrom konstanter Temperatur vereinigt werden müssen, z» B. bei Schwimmbecken, Brausebädern, aber auch in der Chemischen Industrie.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel dargestellt; Bild 1 zeigt schematisch die Sesamtanordnung, Bild 2 zeigt einen Schnitt durch das Mischventil.

In ein Mischventil 1 nach Bild 1 mündet bei 2 der Vorlauf eines Heizkessels einer Y/armwas se rhei zungs anlage. Bei 3 ist eine'Verbindung zum Heizungsrücklauf angeschlossen, der an sich zum Heizkessels führt. Bei 4 ist ia den Heizungsvor-. lauf 5 angeschlossen, in den ein Temperaturfühler 6 eines Steuergeräts 7 eingesetzt ist. Dieses Steuergerät 7 beeinflußt das Mischventil 1 auf elektrischem Weg so, daß die Temperatur des Heizuiigsvorlaufs 5 stets den mit dem Steuergerät 7 eingestellten Wert behält. Zur Einstellung der Vorlauftemperatur dienst ein Drehknopf 8, dessen Skala jedoch

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nicht die Grade der Vorlauftemperatur sondern die Grade der mit der Vorlauftemperatur etwa korrespondierenden Außentemperatur trägt. Sinkt die Vorlauftemperatur unter -K den mit dem Steuergerät 7 mittelbar eingestellten Sollwert, so; wird das Mischventil 1 über die Leitung 9 auf elektrischem Weg so lange verstellt, bis der Istwert der Vorlauf temperatur dem Sollwert entspricht. Die Wirkungsweise des Misohventils 1 ist aus dem Schnitt nach Bild 2 ersichtlich'·

Das Mischventil 1 nach Bild 2 hat einen Ventilteller 1o mit Doppelsitz, der entweder den Kesselverlauf 2 oder die Verbindung 3 zum Heizungsrücklauf absperren oder zwischen beiden Absperrstellungen Zwischenstellungen einnehmen kann« in denen das Wasser des Kesselvorlaufs mit dem Wasser des Heizungsrücklaufs so gemischt wird, daß im Heizungsvorlauf 4 bzw. 5 sich eine bestimmte Mischtemperatur einstellt·

Der Ventilteller ίο sitzt auf einem Gestänge 11, das über eine Muffe 12 mit einem Ausdehnungskörper 13 verbunden ist, der in einer ITebenkaminer 14 des Mischventils 1 sitzt, die vom Hauptteil des Uisehventils durch einen Flansch 15 abgeteilt, jedoch nicht vollständig_jabgeschlossen ist. Eine Wendelfeder 16 drückt den Ausdehnungskörper 13 auf einen Sitz 17, der von außen durch einen Exzenter 18 justiert werden kann·

In der Hebenkammer 14, die durch den nichtdichtenden - -v- : Flansch 15 mit Wasser gefüllt wird, befindet sich ein elektrischer Heizkörper 19, der vom Steuergerät 7 (Bild 1) ein- bzw. ausgeschaltet wird.

Die Wirkungsweise ist folgende:

Sinkt die Temperatur des Heizungsvorlaufs 5 unter den am Steuergerät 7 mittelbar eingestellten Sollwert, so schaltet der !Temperaturfühler 6 über das Steuergerät 7 den elektrischen heizkörper 19 so lange ein, bis der Ausdehnungskörper 13 den Ventilteller Io in eine solche Stellung gebracht hat, daß die Mischtemperatur im Vorlauf 5 dem Sollwert entspricht· Die Neuenkammer 14 Äann außen Kühl rippen erhalten (nicht dargestellt). Kessel vorlauf 2 und Verbindung 3 zum BflcfrTanf miteinander vertauscht werden, wobei auch das Steuergerät T umgeschaltet werden muß*

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Claims (4)

.:...:.. ·„··„! ; :,,:Sohutzansprüohe:

1) Thermostatgesteuertes Mischventil für flüssigkeiten, Insbesondere für Warmwasserheizungen, mit Ansohlußstutzen für den Heizungsvorlauf, den Heizungsrüoklauf und den Heizkesselvorlauf und mit einem in den Heizungsvorlaufstutzen eingesetzten und vorstellbaren Temperaturfühler, vorzugsweise einen temperaturempfindliohen Ausdehnungskörper, der das von zwei verschieden warmen Flüssigkeitsströmen gespeiste Mischventil - vorzugsweise mittelbar duroh eine Servokraft - steuert, daduroh gekennzeichnet, daß ein den Ventilteller (io) des Mischventils (1) bewegender Ausdehnungskörper (13) in einer mit Kühlflächen versehenen wassergefüllten Nebenkammer (14) des Mischventils (1) angeordnet ist, die einen Heizwiderstand enthält.

2) Mischventil nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch Küfelrippen der Nebenkammer (14) des Mischventils (1).

3) Mischventil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Nebenkammer (14) des Mischventils (1) stopfbüchsenfrei mit einem der gesteuerten Flüssigkeitsströme, insbesondere mit dem wärmeren, in Verbindung steht.

4) Mischventil nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Temperaturfühler (6) eine Einstellvorrichtung mit Skala hat.