SE504251C2 - Anordning för styrning av energitillförsel av t.ex. fjärrvärme till en värmeväxlare med hjälp av inställningen hos en termostatventil - Google Patents

Description

504 251 till en värmeväxlare, av inledningsvis angiven beskaffenhet, är närmare visad och beskriven i den europeiska patentpublika- tionen EP-Bl-0 220 268.

Den i denna anordning visade och beskrivna anordningen kommer därmed att kunna erbjuda en något öppen primärkretstillhörig reglerventil under sådana tider när sekundärkretsens termostat- ventil kräver energitillförsel utan att tappvarmvatten tappas ur sekundärsystemet, nämligen när termostatventilens tempera- turkänsliga kropp har låg temperatur. Regleringen här kräver en pump och en sluten tappvarmvattenkrets. Ü n n IEKHlSKI_BBQBLEM Under beaktande av teknikens tidigare ståndpunkt, såsom den kommer till uttryck i den inledningsvis angivna publikationen, torde det få anses utgöra ett tekniskt problem att med enkla medel kunna skapa sådana förutsättningar att primärkretsens ventilorgan eller reglerventil kommer att intaga helt stängt läge under sådana tidsavsnitt när tappvarmvatten icke avtappas och reglerkretsens verkan blir meningslös och detta oberoende av temperaturen verkande på termostatventilens temperaturkäns- liga kropp.

Det ligger även ett tekniskt problem i att kunna inse bety- delsen utav att låta reglerkretsens verkan vara beroende av och aktiverbar av ett aktuellt vattenflöde genom termostatventilen.

Det ligger ett tekniskt problem i att kunna inse betydelsen utav att låta utnyttjad reglerkrets med primärkretsens ventil- organ vara sammankopplad med sekundärkretsens termostatventil och att aktivera nämnda reglerkrets för styrning och reglering av energitillförseln till utnyttjad värmeväxlare endast under de tidsavsnitt när tappvarmvatten avtappas.

Under beaktande av teknikens tidigare ståndpunkt, såsom den beskrivits ovan, torde det därutöver framstå såsom ett tekniskt _3_ 504 251 problem att på ett enkelt sätt kunna skapa en sådan samverkan mellan en sekundärkretstillhörig termostatventil och ett pri- märkretstillhörigt ventilorgan att under de tider en tappvarm- vattenkrets icke utnyttjas eller avtappas kunna skapa sådana förutsättningar att ventilorganet av en fjäderkraft eller liknande intager stängt läge.

Det måste också få anses vara ett tekniskt problem att kunna inse betydelsen utav och fördelarna förknippade med att mot normalt tekniskt handlande, vid en krets av inledningsvis an- given beskaffenhet, kunna skapa sådana förutsättningar att ter- mostatventilen får vara anordnad att intaga ett godtyckligt läge, såsom helt öppet läge, under det att ventilorganet är anordnat att kunna intaga stängt läge och att samtidigt kunna utnyttja sådana förutsättningar att en termostatventilen tillhörig kägla och en ventilorganet tillhörig kägla kan vara samordnade för en samtidig rörelse.

Det måste också få anses vara ett tekniskt problem att kunna inse fördelarna med och förutsättningarna för att ett utnyttjat fjädrande organ skall kunna vara anordnat att pressa ventilor- ganets kägla mot sitt säte och intaga stängt läge och samtidigt bringa termostatventilens kägla från sitt läte och intaga ett öppet läge.

Vidare torde det få anses vara ett tekniskt problem att kunna inse betydelsen utav och fördelarna förknippade med att låta ett initierat vattenflöde genom termostatventilen och genom tappvarmvattenkretsen få förskjuta termostatventilens kägla i en riktning mot en termostatventilen tillhörig temperaturav- kännande kropp och mot en fjäderkraft och därvid öppnas även ventilorganets kägla. å Det måste också få anses vara ett tekniskt problem att kunna inse betydelsen utav att låta nämnda termostatventil och nämnda ventilorgan få vara sammanbyggda i en enhet och att en stång skall vara anordnad att med sina motstående ändar kunna sam- 504 251 verka med var sin ventilkägla, en för termostatventilen och en för ventilorganet.

Det torde också få anses vara ett tekniskt problem att kunna inse förutsättningarna för och fördelarna förknippade med att utnyttja en första tryckfjäder, anpassad med en första tryck- kraft, och att den skall vara anordnad mellan termostatventilen och ventilorganet och anpassad för att med en liten men till- räcklig kraft kunna pressa ventilorganets kägla mot ventilor- ganets säte.

Det ligger också ett tekniskt problem att kunna inse betydelsen utav, förutsättningarna för och fördelarna förknippade med att låta utnyttja en andra tryckfjäder, anpassad med en andra tryckkraft, och att den skall vara anordnad att med liten kraft pressa termostatventilens kägla i en riktning mot den tempera- turavkännande kroppen och att nämnda krafter är anordnade att verka i motsatta riktningar och med den andra kraften vald något mindre än den första kraften.

Det torde därutöver få anses som ett tekniskt problem att kunna inse de fördelar som erbjudes om en vattenströmning, även en liten sådan, kan bringas att verka i den andra fjäderkraftens riktning och vara anpassad att vid en på förhand bestämd liten vattenströmning skapa en kraftkomposant i den andra kraftens riktning så stor att dessa båda överstiger kraften från den första fjäderkraften och därmed kan förskjuta en kägla från ventilorganets säte och en kägla för termostatorganet och mot den temperaturkänsliga kroppenï LQSNINQEH För att kunna lösa ett eller flera av de ovan angivna tekniska problemen utgår nu föreliggande uppfinning ifrån en anordning för styrning och reglering av energitillförsel till en värme- växlare pá det sätt som principiellt är närmare beskrivet i den inledningsvis angivna europeiska patentpublikationen. 504 251 _ 5 _ Föreliggande uppfinning anvisar nu speciellt en anordning där termostatventilen skall ingå i en stängbar krets och vara an- ordnad att kunna intaga ett godtyckligt läge, såsom ett öppet läge, under det att ventilorganet skall vara anordnad att kunna intaga ett stängt helt läge och att en termostatventilen till- hörig kägla och en ventilorganet tillhörig kägla är samordnade för en samtidig rörelse.

Såsom föreslagna utföringsformer, fallande inom ramen för upp- finningstanken, anvisas att ett första fjädrande organ skall vara anordnat att pressa ventilorganets kägla mot ventilor- ganets säte och därvid làta ventilorganet intaga stängt läge och bringa termostatventilens kägla från termostatventilens säte och därvid låta termostatventilen intaga ett öppet läge.

Vidare anvisas att ett initierat flöde genom termostatventilen skall förskjuta termostatventilens kägla mot en termostatven- tilen tillhörig temperaturavkännande kropp och mot en fjäder- kraft och bringar därvid ventilorganets kägla frán sitt säte till ett öppet läge.

Vidare anvisas att nämnda termostatventil och nämnda ventil- organ är sammanbyggda i en enhet och att en rak stång är an- ordnad att med sina ändar samverka med var sin kägla.

Vidare anvisas att en första tryckfjäder, med en första tryck- kraft, är anordnad mellan termostatventilen och ventilorganet och anpassad att pressa ventilorganets kägla mot ventilorganets säte till ett stängt läge. ^ Vidare anvisas utnyttjandet utav en andra tryckfjäder, med en andra tryckkraft, och att den är anordnad att pressa termostat- ventilens kägla i en riktning mot den temperaturavkännande kroppen och att den andra kraften är anpassad och vald något mindre än den första kraften. 504 251 _ 5 _ n De fördelar som främst kan få anses vara kännetecknande för en anordning, i enlighet med föreliggande uppfinning, är att häri- genom har det skapats förutsättningar för att med en fjäder- kraft hålla ventilorganet stängt under sådana tider när tapp- varmvatten i en i övrigt stängd krets icke avtappas.

Det som främst kan få anses vara kännetecknande för en anord- ning för styrning och reglering av energitillförseln till en värmeväxlare, i-enlighet med föreliggande uppfinning, anges i det efterföljande patentkravets l kännetecknande del.

En för närvarande föreslagen utföringsform, uppvisande de med föreliggande uppfinning signifikativa kännetecken, skall nu närmare beskrivas med hänvisning till bifogad ritning, där; figur 1 figur 2 figur 3 visar en tidigare känd men enligt uppfinningens principer modifierad utföringsform, i enlighet med den inledningsvis angivna europeiska patentpubli- kationen, visar i sidovy och i snitt en enligt uppfinningen konstruerad kombinerad termostatventil och ven- tilorgan, där det*senare kan intaga ett helt stängt läge under sàdana tidsavsnitt när tapp- varmvatten icke avtappas, visar termostatventilen och ventilorganet i ett öppet läge baserat pà att ett strömmande vatten alstrar ett tryck mot termostatventilens kägla och vattentrycket förskjutit käglorna uppåt relativt figur 2, _ 7 _ figur 4 visar termostatventilen och ventilorganet i ett temperaturen i tappvarmvattnet reglerande läge för ett konstanthàllande av vattentemperatur i en öppnad tappvarmvattenledning, figur 5 visar i förstorad skala området intill en termos- tatventilen tillhörig temperaturavkännande kropp vid läget enligt figur 2, figur 6 visar motsvarande omrâde vid läget för termo- statventilen och ventilorganet enligt figur 3 och figur 7 visar nämnda läge när termostatventilen och ven- tilorganet reglerande konstanthàller temperaturen i en öppnad tappvarmvattenledning enligt figur 4. n n n l Med hänvisning till figur 1 visas således där en tidigare känd anordning för en styrning och en reglering av energitillförseln till en värmeväxlare 1 genom att reglerbart påverka ett ventil- organ 2, inkopplat i en värmeväxlaren 1 tillhörig primärkrets 3, i beroende av aktuellt energibehov i en värmeväxlaren 1 tillhörig sekundärkrets 4.

Denna sekundärkrets 4, med anslutningsledningar 4a och 4b, innehåller en termostatventil 5 för en blandning av två olika temperaturer uppvisande media eller vattentemperaturer, näm- ligen ett en hög termperatur uppvisande medium, via en ledning 6, och ett en låg temperatur uppvisande medium, via en ledning 7, på så sätt, att en konstanthállning mot en vald mellantempe- ratur sker av ett medium passerande via en ledning 8. Ledningen 8 är kopplad till ett flertal tappställen 9, 9' och genom nämn- da tappställen avtappas periodvis förbrukningsvarmvattnet eller tappvarmvattnet med en i möjligaste mån konstant temperatur.

Hänvisningsbeteckningen 10 illustrerar en pump och hänvisnings- beteckningen ll illustrerar en backventil i ett ledningsavsnitt 504 251 8a, vilka i föreliggande tillämpning skall avlägsnas. _ 3 _ Via en ledning 12 tillföres kallvatten, dels till värmeväxla- rens 3 sekundärkrets 4 dels, via ett rör 13 och ett rör 7, till termostatventilen 5.

Den tidigare kända anordningen uppvisar en sammankopplande led- ning 20 verkande direkt mellan termostatventilen 5 och ventil- organet 2. Termostatventilens 5 inställningsläge utgör regler- storhet för en reglering av ventilorganets 2 inställningsläge så att därigenom skapas en reglerad energitillförsel till vär- meväxlaren i beroende av aktuellt energibehov i sekundärkretsen och dä speciellt energibehovet för det temperaturreglerade för- brukningsvarmvattnet eller angivet tappvarmvattnet, som pas- serar genom ledningen 8 ut genom tappstället 9 resp. 9'.

Ett ej visat medel är anslutet genom primärkretsen, via anslut- ningsledningar 3a och 3b, och detta utgöres av en alstring av Vattenburen fjärrvärme eller fjärrvärmevarmvatten medan ett medium genom sekundärkretsen (4 och 8) skall utgöras av tapp- varmvatten, som temperaturregleras via en termostatventil 5.

Figur 1 visar att termostatventilens 5 ena inlopp skall vara direkt anslutet till i värmeväxlarens l sekundärkrets 4 alstrat hetvarmvatten, som skall ledas, via ledningen 6 och termostat- ventilen 5 frán termostatventilen som temperaturreglerat varm- vatten, via ledningen 8 till ett flertal tappställen 9 resp. 9'. Dessa tappställen kan vara anordnade efter varandra i en tappvarmvattenledning. ^ Med hänvisning till figurerna 2 till 7 visas där i snitt en ventil 25, en kombinerad termostatventil 5 och ett ventilorgan 2, i enlighet med föreliggande uppfinning. ventilen 25 visas i figur 2 med fem anslutningar, där hänvis- ningsbeteckningen 7a indikerar inloppet för kallvatten 7, hän- visningsbeteckningen 6a indikerar inloppet 6 för hetvatten, _g_ hänvisningsbeteckningen 8a indikerar utloppet 8 för tempera- turreglerat varmvatten från termostatventilen 26 (5).

Två anslutningar 3a och 3b tillhöriga ventilorganet 27(2) är avsedda att leda hetvatten genom värmeväxlarens 3 primärkrets.

Termostatventilen har i förtydligande syfte tilldelats hänvis- ningsbeteckningen 26 och ventilorganet tilldelats hänvisnings- beteckningen 27.

Termostatventilen 26 är med sin kägla 30 anordnad att kunna intaga ett öppet läge relativt ett säte, enligt figur 2, under det att ventilorganet 27 är med sin kägla 31 anordnad att kunna intaga ett stängt läge relativt ett säte 3la och att den termo- statventilen tillhöriga käglan 30 och den ventilorganet till- höriga käglan 31 är samordnade för en samtidig rörelse.

Figur 2 visar här med full tydlighet att käglan 30 är fast relaterad till en stängs 37 övre del 37a och käglan 31 är fast relaterad till samma stängs 37 nedre del 37b och att nämnda stång 37 är förskjutbart anordnad upp och ned i en mellanligg- ande styrning 37c.

Uppfinningen bygger på att avståndet mellan käglorna 30 och 31 skall vara mindre än avståndet mellan sätet 3la och en yta 35a för en temperaturkänslig kropp 35.

Ett första fjädrande organ 32 är anordnat att kunna pressa ven- tilorganets 27 kägla 31 mot sätet 3la och bildar därvid stängt läge och samtidigt bringa termostatventilens kägla 30 till ett godtyckligt öppet läge.

Ett andra fjädrande organ 40 är anordnat att pressa termostat- ventilens kägla 30 i riktning mot den temperaturkänsliga krop- pen 35.

Utan andra krafter verkande på käglorna 30 och 31 är fjäder- _ 19 _ krafterna från organen 32 och 40 sinsemellan så anpassade att käglan 31 ligger med en liten kraft mot sätet 3la och håller ventilorganet 27 i ett helt stängt läge.

Ett initierat och begynnande vattenflöde genom termostatven- tilen 25 från rören 6 och 7 till röret 8 kommer att alstra en kraftkomposant uppåt i figur 1 genom att blandvarmvattnet pres- sar på käglan 30 uppåt. Vid ett anpassat värde på denna kraft- komposant kommer additionen av fjäderkraften från fjäderorganet 40 och dennas kraftkomposant att överstiga fjäderkraften från fjäderorganet 32 samt käglornas och stångens vikter och därmed förskjutes stången 37 med käglorna 30, 31 uppåt i figur 2 till det i figur 3 visade läget.

Figur 3 avser att illustrera att nu aktuella krafter kommer att förskjuta termostatventilens kägla 30 mot den termostatventilen tillhörig temperaturavkännande kroppen 35 och mot en fjäder- kraft från fjäderorganet 32 och bringar därvid ventilorganets 27 kägla 31 från sitt säte 3la till ett öppet läge.

Enär nämnda termostatventil 25 och nämnda ventilorgan 27 är sammanbyggda i en enhet 36 kan en rak stång 37 vara anordnad att med sina ändar 37a, 37b få samverka med var sin kägla 30, 31.

En skruvformad tryckfjäder 32, dimensionerad med en första tryckkraft, är anordnad att omsluta stången 37 och sträcker sig mellan termostatventilen 26 och ventilorganet 27 anpassat att med liten men ändå tillräcklig"tätande kraft kunna pressa ven- tilorganets kägla 31 mot ventilorganets säte 3la till ett stängt och helt tätande läge.

En skruvformad tryckfjäder 40, dimensionerad med en andra tryckkraft, är anordnad att omsluta stången 37 och sträcker sig längs stången inom termostatventilen 26 och anordnad att kunna pressa termostatventilens kägla 30 i en riktning mot den temperaturavkännande kroppen 35. _11..

De två fjädrande organens 32 och 40, mot varandra vettande par- tier vilar mot en bussning 37c inplacerad i termostatventilens 25 mot ventilorgent 27 vettande parti.

Utföringsformen visad i figurerna erbjuder således en unik möj- lighet att helt stänga hetvattentillförseln till värmeväxlarens primärkrets så snart avtappning av tappvarmvatten i sekundär- kretsen upphör och hålla den stängd så länge som avtappning inte sker men öppnar ventilen när en avtappning av tappvarm- vatten sker.

Ventilorganets inställningsläge styrs från kraften alstrad av rinnande vatten genom termostatventilen.

Sålunda kan anordningens funktion och föreslagna konstruktion illustreras sålunda.

Vattenledningstrycket och vattenflödet lyfter käglan 30 vid tappningens början. Genom att en del av käglan är cylindriskt utformad kommer tvåpartsventiler att lyfta maximalt. Cylinder- höjden kan anpassas mot olika fabrikat för den ytnyttjade ven- tilen.

Vid tappningens upphörande blir vattentrycket lika på båda sidor om käglan och fjäderkrafterna bringar nu ventilkäglan 31 till stängt läge.

Vid tappningens början tryckes käglan uppåt till anliggning mot termostaten och käglan har då lyft den cylindriska delen så mycket att genomströmningen har frilagts.

Vid fortsatt tappning håller vattentrycket och strömningen fortfarande käglan 30 tryckt mot termostaten men i detta läge reglerar termostaten tappvarmvattnet och blandar vattentill- förslarna efter behov mot en konstant varmvattentemperatur.

Blandningsförhàllandet påverkar även käglan 31 och minskar på 504 251 _ 12 _ genomströmningen då mindre hetvatten behövs och tvärt om.

Uppfinningen är givetvis inte begränsad till den ovan såsom exempel angivna utföringsformen utan kan genomgå modifikationer inom ramen för uppfinningstanken illustrerad i efterföljande patentkrav.

Claims (6)

504 251 _13.. BBIENIKBB1

1. Anordning för styrning och reglering av energitillförsel till en värmeväxlare (3) genom att reglerbart påverka ett ven- tilorgan (2), inkopplat i en värmeväxlaren tillhörig primär- krets, i beroende av aktuellt energibehov i en värmeväxlaren tillhörig sekundärkrets (8), där denna sekundärkrets innehåller en termostatventil (5) för en blandning av tvâ olika temperatu- rer uppvisande media eller vattentemperaturer (6,7) på så sätt att en konstanthàllning av vattentemperaturen sker i nämnda del (8) av sekundärkretsen, varvid termostatventilens (5) inställ- ningsläge utgör reglerstorhet för en reglering av det i primär- kretsen ingående ventilorganets (2) inställningsläge och att därigenom skapas, genom en styrning p.g.a. aktuell temperatur i nämnda del av sekundärkretsen, en reglerad energitillförsel till värmeväxlaren i beroende av eller väsentligen i beroende av aktuellt energibehov i nämnda del (8) av sekundärkretsen, k ä n n e t e c k n a d därav, att termostatventilens (26) kägla (30) är anordnad att kunna intaga ett öppet läge (fig. 2) under det att ventilorganets (27) kägla (31) är anordnad att kunna intaga ett stängt läge och att den termostatventilen tillhöriga käglan och den ventilorganet tillhöriga käglan är samordnade (39) för en samtidig axiell rörelse, ventilorganets kägla (31) från och mot ett säte (3la), termostatventilens kägla (30) mot och från en temperaturkänslig kropp (35).

2. Anordning enligt patentkravet 1, k ä n n e t e c k n a d därav, att ett första fjädrande organ (32) är med sin fjäder- kraft anordnat att pressa ventilorganets (27) kägla (31) mot ett säte (3la) till ett stängt läge och bringa termostatven- tilens kägla (30) till ett öppet läge.

3. Anordning enligt patentkravet 1 eller 2, k ä n n e t e c k- n a d därav, att ett initierat flöde (6 eller 7) genom termo- statventilen (26) är anordnat att förskjuta termostatventilens 14 kägla (30) mot en termostatventilen_tillhörig temperaturavkänn- ande kropp (3§) och mot fjäderkraften och bringar därvid ven- tilorganets kägla (31) från sitt säte mot ett öppet läge.

4. V4. Anordning enligt patentkravet l, R ä n n e t e-c k n a d därav}'attÜnämnda termostatventil"(2É) och nämnda ventilorgan (27) är sammanßyggda i en enhet (25) och att en stång (37) är 'anordnad att med sina ändar samverka med var sin kägla.

5. Anordning enligt patentkravet 4, k ä n n e_t e c k n a d därav, att en första tryckfjäder (32), med en första tryck- kraft, är anordnad mellan termostatventilen (26) och ventil- organet (27) och anpassad att kunna pressa ventilorganets kägla (31) mot ventilorganets säte (31a) till ett stängt läge.

6. Anordning enligt patentkravet 3, 4 eller 5, k ä n n e - t e cfk n a d därav, att en andra tryckfjäder (40), med en andra tryckkraft, är anordnad att pressa termostatventilens '(26)«kägla (30) i.en riktning mot den temperatnravkännande (kroppen (35) och att den andra tryckkraften är vald något mindre än den första tryckkraften.