DE941319C - Device for the automatic control of heating elements - Google Patents

Description

Einrichtung zur selbsttätigen Regelung von Heizkörpern Zusatz zum Patent 919 736 Das Patent 919 73,6 betrifft eine Einrichtung zur selbsttätigen Regelung von Heizkörpern, die durch :Mittel, wie Dampf oder Warmwasser, mit ho'he'n Temperaturen beheizt werden, mit einem empfindlichen Temperaturfühler in einem an den unteren Schachtteil eines Konvektors oder an einen besonderen, durch das Heizmittel beheizten Schacht angeschlossenen Gehäuse.Device for the automatic control of radiators in addition to Patent 919 736 Patent 919 73.6 relates to an automatic control device of radiators, which by: means, such as steam or hot water, with high temperatures be heated, with a sensitive temperature sensor in one of the lower Shaft part of a convector or a special one heated by the heating medium Shaft connected housing.

Infolge der Sogwirkung des Schachtes wird durch die Eintrittsöffnung des Gehäuses an dem Temperaturfühler unbeeinflußte Raumluft vorbeigesaugt, die gleichzeitig zum Kühlen des Gehäuses dient. Der Temperaturfühler betätigt durch eine kurze, reibungsfrei arbeitende mechanische Übertragungseinrichtung in bekannter Weise ein Regelventil oder bei Konvektoren eine luftseitige Drosselkappe.As a result of the suction effect of the shaft is through the inlet opening of the housing on the temperature sensor unaffected room air sucked past, which at the same time is used to cool the housing. The temperature sensor actuated by a short, frictionless working mechanical transmission device in a known manner a control valve or an air-side throttle cap for convectors.

Ferner wird bei dieser Einrichtung das Gehäuse des Reglers ständig von der unbeeinflußten Raumluftgekühlt. Weiterhin wird eine Beeinflussung des Temperaturfühlers durch den Heizkörper usw. dadurch vermieden, daß das Reglerge'häuse gut wärmeabgedämmt am Heizkörper angebaut ist, selbst aus Wärmedämmstoff besteht, und daß der Temperaturfühler von einem zweiten, gegen Wärmestrahlen schützenden -Gehäuse umgeben ist.Furthermore, with this device, the housing of the controller becomes permanent cooled by the unaffected room air. Furthermore, there is an influence on the temperature sensor avoided by the radiator, etc. in that the regulator housing is well insulated is built on the radiator, itself consists of thermal insulation material, and that the temperature sensor is surrounded by a second housing that protects against heat radiation.

Es hat sich bei der Regeleinrichtung nach dem Hauptpatent herausgestellt, daß insbesondere bei der Betätigung großer Regelklappen von Konvektoren die Kraft des Temperaturfühlers nicht ausreicht, um den gewünschten Regelvorgang bei geringen Temperaturschwankungen zu erzielen. -Es waren vor allem die auf die Klappe wirkenden Luftkräfte und das Verziehen der Klappe durch Einwirkung der Temperatur, was den Regelvorgang behinderte. Der volle Regelhub wurde erst -bei sehr großen Änderungen der Temperatur zurückgelegt.It turned out with the control device according to the main patent, that especially when operating large control flaps of convectors the force the temperature sensor is not sufficient, the desired control process to be achieved with small temperature fluctuations. -It was mostly the ones on that Air forces acting on the flap and the distortion of the flap due to the effect of temperature, which hindered the control process. The full control range was only achieved with very large ones Changes in temperature covered.

Die Einrichtung nach dem Hauptpatent ist erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, daß durch den TemperaturfühleT eine Umschaltvorrichtung betätigt wird, welche einem Arbeitsthermostaten wechselweise ein: kaltes oder ein warmes Mittel (z. B. kalte oder warme Raumluft) zuführt.The device according to the main patent is characterized according to the invention that a switching device is actuated by the temperature sensor T, which one Working thermostats alternately on: cold or warm medium (e.g. cold or warm room air).

Dieser Arbeitsthermostat, welcher auf die derart verstärkten Temperaturschwankungen anspricht, betätigt ein Heizkörperventil.oder eine Regelklappe im Luftschacht des Konvektors oder einer Luftheizungsanlage.This working thermostat, which reacts to the increased temperature fluctuations responds, actuates a radiator valve. or a control flap in the air shaft of the Convector or an air heating system.

Dadurch wird erreicht, daß der sehr schwache Regelstoß des empfindlichen Temperaturfühlers ohne eine zusätzliche Kraftquelle, wie elektrischer Strom, Preßluft u. dgl., allein durch die vorhandene Wärme des zu regelnden Heizkörpers usw. erheblich verstärkt wird. Wird die von dem Temperaturfühler betätigte Umschaltvorzichtung mit einem Gewichtsausgleich versehen, genügt z. B. eine Temperaturänderung von Bruchteilen eines Grades, um die Umschaltvorrichtung von der einen Endlage in die andere Endlage zu bewegen, wodurch der Arbeitsthermostat der entgegengesetzten Temperatur ausgesetzt wird und sein volles Arbeitsvermögen abgibt.This ensures that the very weak control pulse of the sensitive Temperature sensor without an additional power source, such as electricity, compressed air and the like, due to the existing heat of the radiator to be controlled, etc., considerably is reinforced. Is the switching device actuated by the temperature sensor provided with a counterbalance, z. B. a temperature change of fractions one degree to move the switching device from one end position to the other end position to move, exposing the working thermostat to the opposite temperature and gives up his full work capacity.

Die Regelkraft wird also durch Anwendung einer Hilfskraft vergrößert, um auch bei kleinsten Schwankungen der zu regelnden Temperatur große Regelkräfte zu erzielen. Zu diesem Zwecke ist der auf die zu regelnde Temperatur (Raumtemperatur) ansprechende Temperaturfühler von dem die Regelkraft bzw. Regelarbeit erzeugenden Arbeitsthermostaten getrennt. Dieser Arbeitsthermostat ist einer bedeutend größeren Temperaturschwankung ausgesetzt, welche als Höchstwert den durch die Heizmitteltemperaturen und die Umgebungstemperatur (Raumtemperatur) bedingten Temperaturunterschied annehmen kann. Entsprechend dieser größeren Temperaturschwankung muß auch die Regelkraft bzw. -arbeit anwachsen. Der Temperaturfühler und der Arbeitsthermostat können aus Metallfs.ltenbälgen bestehen, die entweder mit der Teilfüllung einer leicht verdampfenden Flüssigkeit oder mit der Gesamtfüllung einer Flüssigkeit mit höher Ausdehnungsziffer versehen sind. Die Temperaturfühler können aber auch durch sonstige thermische Ausdehnungskörper, wie Bimetallelementen u. dgl., gebildet werden.The control force is thus increased by using an auxiliary worker, in order to achieve large control forces even with the smallest fluctuations in the temperature to be controlled to achieve. For this purpose, the temperature to be controlled (room temperature) appealing temperature sensor of the one that generates the control force or control work Separate working thermostats. This working thermostat is a significantly larger one Temperature fluctuation exposed, which is the maximum value caused by the heating medium temperatures and assume the temperature difference caused by the ambient temperature (room temperature) can. The regulating force must also correspond to this greater temperature fluctuation and work increase. The temperature sensor and the working thermostat can be switched off Metal bellows are made either with the partial filling of an easily evaporating Liquid or with the total filling of a liquid with a higher expansion coefficient are provided. The temperature sensors can, however, also be replaced by other thermal expansion bodies, such as bimetallic elements and the like.

Die Umschalteinrichtung kann als eine doppelseitig wirkende Luftklappe ausgebildet sein, welche dem Arbeitsthermostaten in der einen Endlage kalte Raumluft, in der anderen Endlage durch den Heizkörper erwärmte Luft zuführt.The switching device can act as a double-acting air flap be designed, which the working thermostat in one end position cold room air, in the other end position supplies heated air by the radiator.

In weiterer Ausbildung der Regeleinrichtung ist der Arbeitsthermostat mit einer Sicherungsvorrichtung gegen Überlastung derart ausgerüstet, daß bei größter Ausdehnung des Arbeitsthermostaten die Umschaltvorrichtung zum Öffnen des Eintritts für das kalte Mittel über ein Hebelgestänge betätigt wird.The working thermostat is a further development of the control device Equipped with a safety device against overload in such a way that at the greatest Expansion of the working thermostat, the switching device to open the inlet for the cold medium is operated via a lever linkage.

Ferner kann der Heizkörper unmittelbar am Regelglied abgeschaltet werden, wobei der Regler auf seine übliche Betriebstemperatur eingestellt bleibt.Furthermore, the heating element can be switched off directly at the control element the controller remains set to its normal operating temperature.

In den Zeichnungen sind Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes dargestellt, und zwar zeigt Fig. i und 2 das Schema einer Regeleinrichtung mit Hilfskraft, welche an die Sichachtverkleidung eines Konvektionheizkörpers angebaut ist, Fig.3 das Schema .der Kraftübertragung vom Arbeitsthermostaten zum Regelhebel, Fig.4 das Schema einer Überlastungssicherung für den Arbeitsthermostaten, Fig. 5 die Skizze eines Konvektors mit automatisch geregelter Luftklappe, im senkrechten Querschnitt und Eig. 6-und 7 das Schema einer Temperaturregeleinrichtung für eine Luftheizungsanlage, und zwar Fig.6 mit geöffneter Luftklappe und Fig.7 mit geschlossener Luftklappe.Exemplary embodiments of the subject matter of the invention are shown in the drawings shown, namely Fig. i and 2 shows the scheme of a control device with auxiliary power, which is attached to the roof cladding of a convection heater, Fig. 3 the diagram of the power transmission from the working thermostat to the control lever, Fig. 4 the Scheme of an overload protection for the working thermostat, Fig. 5 the sketch of a convector with automatically controlled air flap, in a vertical cross-section and own. 6 and 7 the diagram of a temperature control device for an air heating system, namely Fig. 6 with the air flap open and Fig. 7 with the air flap closed.

An dem Beispiel einer Regeleinrichtung für einen Konvektor (Fi:g. i bis 5) ist der allgemeine Aufbau und die Wirkungsweise dieser Regeleinrichtung erläutert. Das Reglergehäuse i ist mit seiner Anbauwand 44 an der Schachtverkleidung 17 eines Konvektors befestigt. Der im Schacht ?o (Fig. 5) eines Konvektors herrschende Auftrieb bewirkt, daß durch die Öffnung 16 in der Aufbauwand 44 des Reglers Luft angesaugt wird. Das Leitblech 36 fördert den störungsfreien Abfluß der angesaugten Luft. Diese Luft wird zum größten Teil als unbeeinflußte Raumluft durch .die Eintrittsöffnung 13 eingesaugt und beeinflußt den empfindlichen Temperaturfühler 2," der über das Hebelgestänge 31 die Umschaltvorrichtung 3o betätigt, welche die Form einer Luftklappe hat.Using the example of a control device for a convector (Fi: g. i to 5) is the general structure and mode of operation of this control device explained. The controller housing i is with its mounting wall 44 on the shaft cladding 17 attached to a convector. The one prevailing in the shaft? O (Fig. 5) of a convector Buoyancy causes air through the opening 16 in the superstructure wall 44 of the regulator is sucked in. The baffle 36 promotes the trouble-free drainage of the sucked Air. This air is for the most part as unaffected room air through .the inlet opening 13 sucked in and affects the sensitive temperature sensor 2, "the Lever linkage 31 actuates the switching device 3o, which is in the form of an air flap Has.

Diese Umschaltvorrichtung öffnet wechselweise die Öffnung für diekalte Luft.32 (mit kalter Raumluft versorgt über die Eintrittsöffnung) oder die Warmluftöffnung 33, die in ummittelbarer Nähe des Heizkörpers 18 in den Konvektorschacht mündet. Durch die Abdeckplatte 34 soll das Eintreten der Warmluft in die Warmluftöffnung verstärkt werden. Hinter der Umschaltvorrichtung befindet sich der Arbeitsthermostat 29, der durch die Trennwand 35 derart .eingekapselt ist, daß er nur von der Umschaltvorrichtung 3o her mit Luft versorgt wird. Diese Einkapselung hat gleichfalls eine Öffnung bei der allgemeinen Austrittsöffnung 16. Als Temperaturfühler 2 und Arbeitsthermostat 29 sind . Federrohre vorgesehen, welche mit einer leicht verdampfenden Flüssigkeit gefüllt-sind.This switching device alternately opens the opening for the cold Luft.32 (supplied with cold room air via the inlet opening) or the warm air opening 33, which opens in the immediate vicinity of the heater 18 in the convector shaft. The cover plate 34 is intended to allow the warm air to enter the warm air opening be reinforced. The working thermostat is located behind the switching device 29, which is encapsulated by the partition 35 in such a way that it is only from the switching device 3o is supplied with air. This encapsulation also has an opening at the general outlet opening 16. As temperature sensor 2 and working thermostat 29 are. Spring tubes are provided, which with an easily evaporating liquid are filled.

Liegt die Raumtemperatur über der Regeltemperatur, welche durch die Schraube 38 eingestellt wird, . so dehnt sich der Temperaturfühler 2 aus. Hierdurch wird über das Hebelgestänge 31 die Umschaltklappe 3o nach rechts bewegt und dadurch die W armluftöffnung 33 freigegeben. Der Arbeitsthermostat29 wird dann von Warmluft, welche eine bedeutend höhere Temperatur als die Raumluft besitzt, umspült und dehnt sich gleichfalls aus.If the room temperature is above the control temperature, which is determined by the Screw 38 is adjusted,. so the temperature sensor 2 expands. Through this the switchover flap 3o is moved to the right via the lever linkage 31 and thereby the Warm air opening 33 released. The working thermostat29 is then from warm air, which has a significantly higher temperature than the room air, washes around and expands as well.

Der Arbeitsthermostat bedient dann über den Hebel 4o am festen Drehpunkt 41 und das Gleitgelenk 42 den Regelhebel 37 (Fig.3), welcher die Luftklappe 26 im Luftschacht 2o des Konvektors betätigt. In diesem Falle schließt sich die Regelklappe 26. Sie liegt sowohl auf ihrer unteren Halterung 43 wie auch an der Vorderwand 2 1 fest an, so daß der Konvektorschacht verschlossen ist und keine Luft strömen kann, wodurch also die Wärmeabgabe des Heizkörpers 18 stark vermindert wird, (Fig. 5). The working thermostat then operates the control lever 37 (FIG. 3) via the lever 4o at the fixed pivot point 41 and the sliding joint 42, which actuates the air flap 26 in the air shaft 2o of the convector. In this case, the control flap 26 closes. It rests firmly on both its lower bracket 43 and on the front wall 2 1, so that the convector shaft is closed and no air can flow, which means that the heat output of the heater 18 is greatly reduced, (Fig. 5).

Sinkt die Raumtemperatur unter die eingestellte Regeltemperatur, so zieht sich der Temperaturfühler 2 zusammen, die Umschaltklappe 30 wandert nach links und öffnet die Kaltluftöffnung 32. Der Arbeitsthermostat 29 wird dann gekühlt und nimmt etwa Raumtemperatur an. Er zieht sich also zusammen und öffnet sinngemäß über .den. Regelhebel 37 die Regelklappe bis. zur geöffneten Stellung 23. Die Regelklappe liegt dann an der Rückwand 22 des Konvektors an und gibt den volilen Luftquerschnitt frei, so daß bei ig die volle Luftmenge eintreten kann, um an dem Heizkörper 18 erwärmt zu werden (Fig. 5).If the room temperature falls below the set control temperature, the temperature sensor 2 contracts, the switchover flap 30 moves to the left and opens the cold air opening 32. The working thermostat 29 is then cooled and assumes approximately room temperature. So it contracts and opens accordingly via .den. Control lever 37 the control flap up. to the open position 23. The control flap then rests against the rear wall 22 of the convector and releases the full air cross-section, so that at ig the full amount of air can enter in order to be heated on the heating element 18 (FIG. 5).

Die Steifigkeit und Spannkraft des Arbeitsthermostaten 29 kann durch eingebaute Federn und Führungen 39 verbessert werden (Fig. 3). Um ein Überlasten des Arbeitsthermostaten 29 durch übermäßige Wärmeeinwirkung zu vermeiden, sieht die Erfindung vor, daß dieser Thermostat 29 in der Stellung seiner größten Ausdehnung über einen Anschlagstift 45 einen Hebel 46 betätigt, welcher sich um den Punkt 47 dreht und das Hebelgestänge 31 derart beeinflußt (Fig. 4), daß die Umschaltvorrichtung 3o die Öffnung für das kalte Mittel 32 (Kaltluftöffnung) freigibt. Hierdurch wird von der Umschaltvorrichtung 3o eine Temperatur eingeregelt, welche gerade der für die größte Ausdehnung des Arbeitsthermostaten notwendigen Temperatur entspricht.The rigidity and resilience of the working thermostat 29 can through built-in springs and guides 39 are improved (Fig. 3). To overload to avoid the working thermostat 29 by excessive exposure to heat, sees the invention proposes that this thermostat 29 is in the position of its greatest extent A lever 46 is actuated via a stop pin 45, which moves around the point 47 rotates and the lever linkage 31 influences (Fig. 4) that the switching device 3o the opening for the cold means 32 (cold air opening) releases. This will controlled by the switching device 3o a temperature which is just the for the greatest expansion of the working thermostat corresponds to the required temperature.

Da der Arbeitsthermostat genügend Kraft entwickelt, kann auf ein Gegengewicht an der Regelklappe 26 verzichtet werden. Es besteht auch durch eine entsprechende Gestaltung des Hebelgestänges 3i und der Hebelübertragung 4o bis 42 die Möglichkeit, daß der Arbeitsthermostat dann die Regelklappe 26 öffnet, wenn ihm Warmluft zugeführt wird.Since the working thermostat develops enough force, a counterweight can be used on the control flap 26 can be dispensed with. There is also a corresponding Design of the lever linkage 3i and the lever transmission 4o to 42 the possibility of that the working thermostat then opens the control flap 26 when hot air is supplied to it will.

Ferner ist es möglich, daß der Arbeitsthermostat 29 ein Heizkörperventil betätigt und so durch Absperren der Heizmittelzufuhr die Raumtemperatur regelt.It is also possible that the working thermostat 29 is a radiator valve actuated and thus regulates the room temperature by shutting off the heating medium supply.

Wird die Regeleinrichtung mit einem beheizten Hilfsschacht, welcher die Sogwirkung hervorrufen soll, versehen so läßt sich diese auch für Radiatoren und sonstige Heizkörper anwenden.If the control device is equipped with a heated auxiliary shaft, which the suction effect is provided, this can also be used for radiators and use other radiators.

Zwischen einem Neueinstellen am Temperaturfühler 2 und der entsprechenden neuen Lage der Regelklappe wird eine Verzögerung eintreten, die durch die Trägheit des Arbeitsthermostaten bedingt ist. Diese Verzögerung wird beim Ein- und Ausschalten des Heizkörpers am größten sein und daher häufig als störend empfunden. Die Erfindung sieht daher vor, daß das Ein- und Ausschalten der Heizung unmittelbar am Regelglied (Regelklappe) erfolgt, während der Regler auf seine übliche Betriebstemperatur eingestellt bleibt.Between a readjustment on temperature sensor 2 and the corresponding The new position of the control flap will cause a delay due to the inertia of the working thermostat is conditional. This delay is when switching on and off of the radiator be the largest and therefore often perceived as annoying. The invention therefore provides that the heating is switched on and off directly on the control element (Control flap) takes place while the controller is set to its usual operating temperature remain.

Auch bei Luftheizungsanlagen, bei denen sich der eigentliche Heizkörper. nicht im beheizten Raum befindet, läßt sich die Regeleinrichtung gemäß den in Fig. 6 und 7 gezeigten Beispielen anwenden. Hier wird die Luft an der Austrittsöffnung 16 durch die Venturi-Düse 61 angesaugt, welche durch die Luftklappe 62 gebildet wird. Diese Venturi-Düse 61 muß sich in der Nähe der Austrittsöffnung 65 des Warmluftkanals 63 befinden, damit sich ein ausreichender Unterdruck auch gegenüber dem Raum einstellen kann. Durch die so verursachte Sogwirkung wird sowohl kalte Raumluft bei 13 und bei entsprechender Stellung der Umschaltvorrichtung auch Warmluft bei 66 angesaugt. Die Luftklappe 62 ist über die Kette od. dgl. 52 mit dem Arbeitsthermostaten verbunden (Fig. 7). Entsprechend den Fig. r und 2 wird auch bei den Einrichtungen nach den Fig. 6 und 7 durch Aufheizen bzw. Abkühlen des Arbeitsthermostaten 29 die Luftklappe 62 geöffnet bzw. geschlossen. In der geöffneten Stellung gibt diese Luftklappe 62 den Querschnitt 64 frei, während im Bereich der Austrittsöffnung 16 auch im geschlossenen Zustand ein für die Venturi-Düse notwendiger Querschnitt geöffnet bleibt.Even with air heating systems where the actual radiator is located. is not in the heated room, the control device according to the in Fig. Use the examples shown in FIGS. 6 and 7. This is where the air is at the outlet opening 16 sucked in through the venturi nozzle 61, which is formed by the air flap 62 will. This Venturi nozzle 61 must be in the vicinity of the outlet opening 65 of the warm air duct 63 are located so that there is also a sufficient negative pressure in relation to the room can. The suction effect created in this way creates cold room air at 13 and If the switching device is in the appropriate position, hot air is also drawn in at 66. The air flap 62 is connected to the working thermostat via the chain or the like 52 (Fig. 7). According to FIGS. R and 2 is also in the devices according to the 6 and 7 show the air flap by heating or cooling the working thermostat 29 62 open or closed. In the open position, this air flap 62 is the cross-section 64 free, while in the area of the outlet opening 16 also in the closed State a necessary cross section for the Venturi nozzle remains open.

Claims (3)

PATENTANSPRÜCHE: r. Einrichtung zur selbsttätigen Regelung von Heizkörpern, die durch Mittel, wie Dampf oder Warmwasser, mit hoher Temperatur beheizt werden, mit einem empfindlichen Temperaturfühler in einem an den unteren Schachtteil eines Konvektors oder an einen besonderen, durch das Heizmittel beheizten Schacht angeschlossenen Gehäuse nach Patent 919 736, dadurch gekennzeichnet, daß durch den Temperaturfühler (2) eine Umschaltvorrichtung (30) betätigt wird, welche einem Arbeitsthermostaten (29) wechselweise ein kaltes oder warmes Mittel zuführt. Dieser Arbeitsthermostat betätigt ein Heizkörperventil oder eineRegelklappe imLuftschacht des Konvektors .oder einer Luftheizungsanlage. PATENT CLAIMS: r. Device for the automatic control of radiators, which are heated at high temperatures by means such as steam or hot water, with a sensitive temperature sensor in one of the lower shaft part of a Convector or connected to a special duct heated by the heating medium Housing according to patent 919 736, characterized in that the temperature sensor (2) a switching device (30) is actuated, which is a working thermostat (29) alternately supplies a cold or warm agent. This working thermostat actuates a radiator valve or a control flap in the convector's air shaft .or an air heating system. 2. Regeleinrichtung nach Anspruch z, dadurch gekennzeichnet, daß die Umschaltvorrichtung als eine doppelseitig wirkende Luftklappe ausgebildet ist, welche dem Arbeitsthermostaten in der einen Endlage kalte Raumluft, in der anderen Endlage durch den Heizkörper erwärmte Luft zuführt. 2. Control device according to claim z, characterized in that that the switching device is designed as a double-acting air flap is, which the working thermostat in the one end position cold room air, in the heats air supplied by the radiator to the other end position. 3. Regeleinrichtung nach Anspruch r oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß derArbeitsthermostat mit einer Sicherungsvorrichtung gegen Überlastung derart ausgerüstet ist, daß bei größter Ausdehnung des Arbeitsthermostaten die Umschaltvorrichtung zum Öffnen des Eintritts für das kalte Mittel über ein Hebelgestänge betätigt wird. q.. Regeleinrichtung nach einem der Ansprüohe r- bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Heizkörper unmittelbar am Regelglied abgeschaltet wird, wobei der Regler auf seine übliche Betriebstemperatur eingestellt bleibt.3. Control device according to claim r or 2, characterized in that the working thermostat with a Safety device against Overload is equipped in such a way that that with the greatest expansion of the working thermostat, the switching device to open the inlet for the cold agent is operated via a lever linkage. q .. control device according to one of claims r- to 3, characterized in that the heating element is directly is switched off at the control element, the controller to its usual operating temperature remains set.