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Die Erfindung betrifft einen Dreiweg-Mischer zum Mischen von Kesselvorlauffluidum und Heizungsrücklauffluidum zu Kesselrücklauffluidum, der einen Innenraum aufweist, in den getrennte Zuflussöffnungen für das Kesselvorlauf- und Heizungsrücklauffluidum und eine Abflussöffnung für das Kesselrücklauffluidum münden, wobei in diesem Innenraum sich eine bewegliche Scheidewand befindet, an deren stromabwärtigem Ende die zu mischenden Fluida zusammentreffen, deren Mischungsverhältnis durch Querschnittsveränderungen der zu beiden Seiten der Scheidewand befindlichen Durchströmkanäle, die durch Stellungsänderungen der Scheidewand hervorgerufen werden, beeinflussbar ist.
Es ist bekannt, dem dem Heizungskessel zufliessenden Heizungsrücklaufwasser heisses Kesselvorlaufwasser beizumischen, um die Temperatur des Kesselrücklaufwassers auf Werte anzuheben, die oberhalb der Taupunkttemperatur der Heizgase liegen, und so die Kesselkorrosion zu vermindern. Im allgemeinen ist es zu diesem Zweck ausreichend, sicherzustellen, dass die Temperatur des Kesselrücklauffluidums nicht unter ungefähr 50 C absinkt. Es sind Vierweg-Mischer bekannt, die mittels selbsttätiger Temperaturregelvorrichtungen gesteuert werden und bei normalem Betrieb, d. h., solange die zu regelnde oder zu steuernde Raumtemperatur nicht wesentlich geändert wird, eine befriedigende Anhebung der Temperatur des Kesselrücklauffluidums herbeiführen.
Mit derartigen Mischern gelingt es jedoch nicht, während des Anfahrens der Heizungsanlage oder während des Überganges von der Nachtabsenkung zur Taganhebung der Raumtemperatur eine befriedigende Anhebung der Temperatur des Kesselrücklaufwassers zu erreichen. Vielmehr wird der Mischer bei derartigen übergangszuständen durch die Temperaturregelvorrichtung im wesentlichen so eingestellt, dass dem Heizungsvorlauf praktisch nur Kesselvorlaufwasser zuströmt und dem Kesselrücklauf im wesentlichen nur kühles Heizungsrücklaufwasser ohne nennenswerte Beimischung von Kesselvorlaufwasser während einer relativ langen Zeit zuströmt.
Zur Vermeidung dieses Nachteiles ist eine Vorrichtung zum Mischen von Rück- und Vorlauffluidum mit einem Heizungs- und Kesselkreislauf bekannt (deutsche Auslegeschrift 1224901), bei der diese beiden Kreisläufe durch ein Vorlaufverbindungsrohr und ein Rücklaufverbindungsrohr miteinander verbunden sind, wobei in dem Rücklaufverbindungsrohr eine nicht ganz dichtschliessende Drosselvorrichtung angeordnet ist, die unmittelbar durch die Temperatur des sie umgebenden Heizungsrücklaufwassers selbsttätig so gesteuert wird, dass bei steigender Temperatur des Heizungsrücklaufwassers die Drosselvorrichtung im öffnenden Sinne und bei fallender Wassertemperatur im schliessenden Sinne beeinflusst wird. Der Kesselkreislauf ist hiebei ständig ungedrosselt.
Diese Vorrichtung hat eine Reihe von Nachteilen. So kann sie nicht ohne weiteres nachträglich in bereits bestehende Heizungsanlagen eingebaut werden. Auch kann sie infolge des ständig voll offenen Kesselkreislaufes nicht in Verbindung mit die Heizungsvorlauftemperatur steuernden Dreiweg-Mischern verwendet werden. Auch ist die durch sie bewirkte Temperaturanhebung des Kesselrücklaufwasser bei bestimmten Betriebszuständen weiterhin unbefriedigend.
Ferner ist ein Vierweg-Mischer bekannt, dessen Küken ausschliesslich mittels einer Bimetallspirale in Abhängigkeit von der Heizungsrücklauftemperatur verstellt wird, so dass sowohl das Mischungsverhältnis der in den Kesselrücklauf einströmenden Fluiden als auch das Mischungsverhältnis der in den Heizungsvorlauf einströmenden Fluida gleichzeitig in Abhängigkeit der Heizungsrücklauftemperatur gesteuert wird. Dieser Vierweg-Mischer weist eine verhältnismässig komplizierte Bauart auf und hat eine Reihe weitere Nachteile. So kann unter anderem die Heizungsvorlauftemperatur nicht in der üblichen Weise durch manuelle Verstellung oder durch Verstellung mittels eines Stellmotors einer Raumtemperaturregel- oder -steuervorrichtung verstellt werden.
Vielmehr ist es erforderlich, zur Raumtemperatursteuerung oder-regelung eine im Heizungskreislauf befindliche Pumpe an- und abzuschalten. Ein solcher Impulsbetrieb kann jedoch zumindest in gewissen Betriebszuständen die Kesselrücklaufanhebung nachteilig beeinflussen.
Bei Heizungen, bei denen die Heizkörper im Nebenschluss an ein das Warmwasser zu- und abführende Hauptleitungsrohr angeschlossen sind, ist es bekannt, die Einmündungsstelle des Radiatorrücklaufs in das Hauptleitungsrohr als T-Rohrfitting auszubilden, in welchem eine von Hand einstellbare, schwenkbare Klappe angeordnet ist, die in beliebige Stellungen zwischen einer den Zulauf aus dem Hauptleitungsrohr absperrenden Stellung und einer den Zulauf aus der Nebenschlussleitung absperrenden Stellung eingestellt werden kann, um die an dasselbe Hauptleitungsrohr über die Nebenschlussleitungen angeschlossenen Radiatoren bezüglich ihrer maximalen Wärmeleistung aufeinander abzustimmen. Diese Dreiwegventile ermöglichen jedoch keine selbsttätige Beeinflussung der Kesselrücklauftemperatur.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen baulich einfachen, betriebssicheren Dreiweg-Mischer der eingangs genannten Art zu schaffen, durch den die Temperaturanhebung des Kesselrücklauffluidums verbessert wird und der insbesondere beim Anfahren einer kalten Heizungsanlage und beim übergang von der Nachtabsenkung zur Taganhebung die Anhebung der Kesselrücklauftemperatur verbessert.
Erfindungsgemäss ist bei einem Dreiweg-Mischer der eingangs genannten Art vorgesehen, dass mindestens ein Längsabschnitt der Scheidewand, vorzugsweise die gesamte Scheidewand, aus einem der Temperatur des Heizungsrücklauffluidums ausgesetzten an sich bekannten an der Wurzel festsitzenden und durch temperaturbedingte Änderungen seiner Gestalt Änderungen im Kanalquerschnitt hervorrufenden Bimetallstreifen besteht.
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Es ist nicht erforderlich, dass die durch Verstellen des Bimetallstreifens der Scheidewand bewirkte gegensinnige Verstellung der Zuflussquerschnitte des Kesselvorlauf- und Heizungsrücklauffluidums in dem gesamten auftretenden Temperaturbereich des Heizungsrücklauffluidums erfolgt. Vielmehr genügt es, wenn dies nur in einem bestimmten Temperaturbereich erfolgt, beispielsweise zwischen 20 und 45 C Heizungsrücklauftemperatur. Bevorzugt ist vorgesehen, dass der Temperaturbereich, in dem die Zuflussquerschnitte geändert werden, mindestens bis zu einer Temperatur des Heizungsrücklauffluidums von ungefähr 40 C reicht.
Auch andere Temperaturbereiche können je nach den vorliegenden Verhältnissen vorgesehen sein.
Desgleichen kann in vielen Fällen mit Vorteil die Verstellung der Zuflussquerschnitte in dem gesamten auftretenden Temperaturbereich erfolgen.
Der neuartige Dreiweg-Mischer schafft sowohl bei dem übergang von der Nachtabsenkung zur Taganhebung, als auch beim Anfahren einer Heizungsanlage besonders günstige Verhältnisse.
Zweckmässig kann die Metallschicht mit grösserem Wärmeausdehnungskoeffizienten und/oder der grösseren Wärmeleitfähigkeit des Bimetallstreifens der Scheidewand auf der dem Heizungsrücklauffluidum zugewendeten Seite angeordnet sein, so dass der Einfluss der Temperatur des Kesselvorlauffluidums relativ gering ist. Letzterer Einfluss kann dadurch noch weiter vermindert oder ganz beseitigt werden, indem die dem Kesselvorlauffluidum zugewendete Metallschicht des Bimetallstreifens eine wärmedämmende Schicht aufweist und/oder aus einem Metall geringer Wärmeleitfähigkeit und/oder aus einem Metall mit sehr geringem Wärmeausdehnungskoeffizienten besteht.
Erfindungsgemäss kann jedoch mit Vorteil in vielen Fällen auch vorgesehen sein, dass die Verbiegung des Bimetallstreifens zusätzlich mit von der Kesselvorlauftemperatur beeinflussbar ist. Dies wirkt sich bei angefahrener, d. h. heisser Heizungsanlage nicht aus, da hier stets eine konstante Kesselvorlauftemperatur von z. B.
90 C vorliegt. Dagegen kann sich dies während des Anfahrens der kalten Heizungsanlage durch geeignete Ausbildung dahingehend auswirken, dass anfänglich, solange die Temperatur des Kesselvorlauffluidums noch relativ niedrig ist, der Zuflussquerschnitt des Heizungsrücklauffluidums trotz der niedrigen Temperatur dieses Fluidums weiter als bei heissem Kesselvorlauffluidum geöffnet ist. Hiedurch kann das Anfahren der Heizungsanlage beschleunigt werden.
Weitere Merkmale der Erfindung sind in der nachfolgenden Beschreibung und den Zeichnungen beschrieben bzw. dargestellt, wobei es sich versteht, dass die Erfindung in zahlreichen weiteren Ausführungsformen verwirklicht werden kann.
In den Zeichnungen zeigt Fig. 1 ein Schemabild eines Ausführungsbeispieles einer neuartigen Heizungsanlage und Fig. 2 einen Längsschnitt durch den in Fig. 1 im Heizungsrücklauf angeordneten Dreiweg-Mischer.
In den Zeichnungen sind gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen versehen.
Die in Fig. 1 dargestellte Heizungsanlage ist ein Ausschnitt aus einer Sammelheizungsanlage und weist einen
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--2-- strömendenKesselrücklaufwassers, dem über eine Abzweigungsleitung--8--der Kesselvorlaufleitung--9-Kesselvorlaufwasser zuströmt, und eine KesselrücklauSeitung-10-auf.
Wie besonders deutlich aus Fig. 2 zu ersehen ist, ist das Gehäuse --11-- des zweiten Dreiweg-Mischers - im wesentlichen als T-Rohrstück ausgebildet und weist zwei rechtwinkelig zueinander angeordnete Zuflussrohre-12, 13- für das Heizungsrücklauf- und Kesselvorlaufwasser und ein zu dem Zuflussrohr --12-- achsgleiches Abflussrohr--14--für das Kesselrücklaufwasser auf. An der Innenwandstelle--15--,
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zungenförmiger Bimetallstreifen ausgebildet ist.
An den Eintritts- und Austrittsöffnungen dieses Mischers können, falls erwünscht, in an sich bekannter Weise Flansche oder andere geeignete Verbindungsmittel für die
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unmittelbar hinter dem stromabwärtigen Ende des Bimetallstreifens befindet, wobei das durch eine Pumpe - zwangsumgetriebene Rücklaufwasser eine Injektorwirkung auf das Kesselvorlaufwasser ausübt. Der Querschnitt des Innenraumes des Mischers--7--ist im Verstellbereich des Bimetallstreifens --17-- ebenfalls rechteckförmig ausgebildet. Der Bimetallstreifen --17-- erstreckt sich in Blickrichtung (Fig. 2) von der Decke bis zum Boden des Mischerinnenraumes mit dem für seine Bewegung erforderlichen geringen Spiel.
Auf der dem Kesselvorlaufwasser zugewendeten Seite weist der Bimetallstreifen eine wärmedämmende Schicht--20--aus Kunststoff od. dgl. auf, so dass seine metallischen Teile im wesentlichen die Temperatur des Heizungsrücklaufwassers annehmen. Mit zunehmender Heizungsrücklauftemperatur verbiegt sich der Bimetallstreifen aus der strichpunktiert dargestellten Stellung --21-- in Richtung des Pfeiles --22-- bis in die strichpunktiert dargestellte Stellung--23--, die er bei maximaler Heizungsrücklauftemperatur einnimmt, und umgekehrt.
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beschriebener Weise mittels einer Temperaturregel- oder Steuervorrichtung in Abhängigkeit von der Aussentemperatur und/oder Raumtemperatur zur Einstellung der gewünschten Raumtemperatur gesteuert oder
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absperren kann.
über die Abzweigleitung --8-- strömt dem Mischer--7--auch heisses Kesselvorlaufwasser zu und vereinigt sich an der ZusammenQussstelle--18-mit dem Heizungsrücklaufwasser zu Kesselrücklaufwasser, das über das Abflussrohr --17-- in die Leitung --10-- einströmt. Die Stellung des
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einströmenden Heizungsrücklaufwassers wird bei allen Betriebszuständen, insbesondere auch bei übergang von einer Nachtabsenkung zu einer Taganhebung, eine besonders günstige Temperaturanhebung des Kesselrücklaufwassers erzielt. Auch beim Anfahren der kalten Heizungsanlage wirkt sich der neuartige Mischer --7-- vorteilhaft aus.
Hiebei befindet sich anfänglich der Bimetallstreifen --17-- in der strichpunktierten Stellung--21--, so dass nur wenig Heizungsrücklaufwasser in den Kesselrücklauf strömt, das jedoch den Kesselkreislauf über die Leitungen--9, 8, 10-- durch Injektorwirkung von Anfang an antreibt, so dass das Kesselvorlaufwasser sich rasch und gleichmässig erwärmen kann, wodurch bereits nach verhältnismässig kurzer Zeit die Kesselrücklauftemperatur auf Werte ansteigt, die für die Kesselkorrosion ungefährlich sind.
Bei dem dargestellten Bimetallstreifen --17-- ist die Metallschicht mit grösserem Wärmeausdehnungskoeffizienten und grösserer Wärmeleitfähigkeit auf der dem Heizungsrücklaufwasser zugewendeten Seite angeordnet, so dass sich schon aus diesem Grund die Temperatur des Kesselvorlauffluidums auch ohne wärmedämmende Schicht nicht wesentlich auf die Stellung des Bimetallstreifens auswirkt. Erfindungsgemäss ist es jedoch in vielen Fällen besonders günstig, den Bimetallstreifen so auszubilden, dass sich auch die Kesselvorlauftemperatur auf die Stellung des Bimetallstreifens mit auswirkt.
Zu diesem Zweck wird die wärmedämmende Schicht--20--weggelassen und die dem Kesselvorlaufwasser zugewendete Metallschicht des Bimetallstreifens weist eine relativ gute Wärmeleitfähigkeit und einen nicht zu kleinen Wärmeausdehnungskoeffizienten auf. Hiedurch wird erreicht, dass das Heizungsrücklauffluidum beim Anfahren der kalten Anlage weniger stark gedrosselt wird, was in vielen Fällen besonders günstige Anfahrverhältnisse schafft.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Dreiweg-Mischer zum Mischen von Kesselvorlauffluidum und Heizungsrücklauffluidum zu Kesselrücklauffluidum, der einen Innenraum aufweist, in den getrennte Zuftussöffnungen für das Kesselvorlaufund Heizungsrücklauffluidum und eine Abflussöffnung für das Kesselrücklauffluidum münden, wobei in diesem Innenraum sich eine bewegliche Scheidewand befindet, an deren stromabwärtigem Ende die zu mischenden Fluida zusammentreffen, deren Mischungsverhältnis durch Querschnittsveränderungen der zu beiden Seiten der Scheidewand befindlichen Durchströmkanäle, die durch Stellungsänderungen der Scheidewand hervorgerufen
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Scheidewand, vorzugsweise die gesamte Scheidewand, aus einem der Temperatur des Heizungsrücklauffluidums ausgesetzten,
an sich bekannten an der Wurzel festsitzenden und durch temperaturbedingte Änderungen seiner Gestalt Änderungen im Kanalquerschnitt hervorrufenden Bimetallstreifen besteht.
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