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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Kreiselpumpe zur dezentralen Versorgung
eines mehrere Heizkörper aufweisenden Heizkreislaufes eines Gebäudes mit
einem auf der elektrischen Seite angeordneten und die Pumpe antreibenden
Elektromotor und mit einem auf der hydraulischen Seite befindlichen Laufrad, das
einen zentralen Saugmund aufweist, wobei die Kreiselpumpe direkt an einem
Heizkörper oder in unmittelbarer Nähe eines Heizkörpers in dessen Vor- oder
Rücklauf angeordnet ist. Die Erfindung betrifft ebenso einen Heiz- oder Kühlkörper
geeignet zur Anbringung einer solchen Pumpe.
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Derartige dezentral angeordnete Pumpen sind seit kurzer Zeit bekannt. Sie
ersetzen die bislang geläufige zentrale Pumpe, die in der Nähe eines Heizkessels
angeordnet ist und meist das Heizungssystem eines Gebäudes allein versorgt. Die
insbesondere am Heizkörper angebrachten dezentralen Pumpen haben den
Vorteil, daß ihre Leistung dem Bedarf des Heizkörpers angepaßt werden kann und
so eine energiesparende bedarfsgerechte Versorgung möglich machen. Nachteil
der bislang bekannten Pumpen ist, daß zu ihrer Montage besondere Adapter nötig
sind, die als separate Bauteile in das Leitungssystem integriert werden müssen.
Ein Nachrüsten vorhandener Heizungssysteme mit den genannten Pumpen ist
daher vergleichsweise aufwendig.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Kreiselpumpe der
genannten Art zu schaffen, die sich bei kompakter Konstruktion und guten
hydraulischen Eigenschaften einfach und ohne den Einsatz weiterer Bauteile in
ein Heizungssystem integrieren läßt.
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Diese Aufgabe wird durch eine Kreiselpumpe nach Anspruch 1 gelöst.
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Der erfindungswesentliche Gedanke liegt darin, daß ehedem im Heizungssystem
vorhandene und für den Anschluß von Ventilen vorgesehene Anschlußflansche
zum Anbau von Pumpen "zweckentfremdet" werden. Mit den erfindungsgemäß
entsprechend konzipierten Pumpen lassen sich denn auch Heizungssysteme, in
denen vorher Thermostatventile vorhanden waren, beliebig nachrüsten. Dazu
werden die bislang eingebauten Ventile einfach abgeschraubt und statt ihrer die
Pumpen, die eine vergleichsweise geringe Leistung von wenigen Watt haben,
eingesetzt. Dabei übernehmen die Pumpen auch die Funktion des ersetzten
Ventiles.
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Um den Anschluß zu ermöglichen weist eine Pumpe auf ihrer hydraulischen Seite
ein zum Anschlußflansch passendes Verschlußmittel wie beispielsweise eine
Preßpassung, einen Bajonettverschluß oder aber insbesondere ein Gewinde auf.
Mit dem Verschlußmittel ist die Pumpe derart in einen solchen Anschlußflansch,
der ein eine Zulaufleitung und eine Ablaufleitung aufweisendes Ventilgehäuse
bildet, einbaubar, daß der Saugmund die Zulaufleitung umgibt und das Laufrad die
Funktion des die Zulaufleitung abdichtenden Ventilgliedes einnimmt. Dabei wird
entweder in Kauf genommen, daß das Laufrad eine gewisse Leckrate aufweist
und so eine Zirkulation durch den Heizkörper stattfinden kann, oder es wird bei der
Konzeption der Pumpe ein Ventil vorgesehen, das im geschlossenen Zustand
einen solchen Leckfluß unterbindet. Vorteilhafterweise ist ein solches Ventil von
Außen zugänglich und unterbindet im geschlossenen Zustand den Leckstrom
durch das stehende Laufrad.
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Abgesehen von den erfinderischen Eigenarten der für den besonderen Einsatz
konzipierten Pumpe liegt ein wesentlicher Gesichtspunkt der Erfindung schon in
der grundlegenden Idee, eine für den Einbau eines Ventils, insbesondere eines
Thermostatventils, vorgesehene Aufnahme im Vor- oder Rücklauf eines Heiz- oder
Kühlkörpers zum Einbau einer Pumpe zu verwenden.
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In der einfachsten und daher besonders vorteilhaften weil kostengünstigen
Ausführungsform, nimmt das Laufrad bei montierter Pumpe nicht nur die Funktion
sondern auch die Position des Ventilgliedes, also des Ventiltellers oder -kegels,
im Ventilgehäuse ein. Dazu ist die Pumpe derart konzipiert, daß das Laufrad mit
seinem zentralen Saugmund direkt auf den Stutzen der Zulaufleitung aufgesetzt
ist. In diesem einfachen Fall wird das Ventilgehäuse zur Laufradkammer. Diese
Lösung läßt sich mit einfachsten Mitteln realisieren und bedarf keiner großen
Aufwendungen. Dabei wird die Pumpe insbesondere mit einem den Lagerschild
umgebenden Außengewinde mit Standardmaß versehen und statt des Ventils in
die Aufnahme eingeschraubt.
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Diese einfache Bauform hat den Nachteil, daß das an der Pumpe befindliche
Gewinde nur zu dem entsprechenden Gegengewinde paßt. Der Einsatz der
Pumpe ist somit auf die entsprechende Anschlußnormen des Ventils festgelegt.
Außerdem entspricht der einfache Aufbau des zweckentfremdeten Ventilgehäuses
nicht der strömungsgünstigen Geometrie einer Laufradkammer. Daher sind die
hydraulischen Eigenschaften dieser Laufradkammer vergleichsweise ungünstig.
Es ist daher besonders vorteilhaft, zwischen der Pumpe und dem Ventilgehäuse
einen eine Laufradkammer ausbildenden Adapter vorzusehen. Dieser verlängert
einerseits die Zulaufleitung zum Saugmund des Laufrades hin und bildet einen
Auslaß, der in die Ablaufleitung mündet. Solche Adapter können für verschiedene
Anschlußnormen des Ventilgehäuses vorgesehen werden, so daß bei gleicher
Pumpe nur der Adapter an die Norm angepaßt werden muß. Diese Anpassung ist
konstruktiv wesentlich weniger aufwendig und damit kostengünstiger, als für
unterschiedliche Ventilgehäuse verschiedene Bauformen bei den Pumpen
vorzusehen. Zudem läßt sich der Adapter strömungstechnisch günstig gestalten,
so daß die Pumpe sich durch eine höhere Effektivität und einen besseren
Wirkungsgrad auszeichnet.
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Die Erfindung des Einsatzes einer Pumpe im vorhandenen Ventilgehäuse eines
Thermostatventils ist vorteilhaft, da meist alle Thermostatventile eines Herstellers,
von denen es lediglich eine überschaubare Anzahl gibt, trotz unterschiedlicher
Gehäusebauarten stets ein und dasselbe mit der Thermostatmimik versehene
Ventiloberteil verwenden. Die Pumpe ersetzt dann das Ventiloberteil, mit dem ein
Durchgangsventil oder ein Eckventil mit gleicher Sitzkonstruktion betreibbar ist.
Die zum Einbau von Thermostatventilen vorgesehenen Gehäuse weisen somit
einen weitverbreiteten Standart auf, an den sich die erfindungsgemäße Pumpe
angleicht. Statt der Auswechslung des gesamten Thermostatventils braucht also
nur der Thermostatkopf und das Ventiloberteil ausgewechselt gegen ein
"Pumpenoberteil" ausgewechselt zu werden. Die Saugseite der Pumpe ist die
Öffnung des Ventilsitzes.
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Da die erfindungsgemäße Pumpe letztendlich dieselbe Funktion einnimmt wie das
Thermostatventil, nämlich den Warmwasserdurchfluß durch den Heizkörper dem
Bedarf anzupassen, ist es für den praktischen Gebrauch vorteilhaft, wenn die
Bedienung der Pumpe der Bedienung des Thermostatventils ähnlich ist, so daß
der Nutzer keinen wesentlichen Unterschied festzustellen vermag. Um die gleiche
Handhabung zu erreichen kann der Elektromotor von einem drehbar gelagerten
Ring umgeben sein, der wie ein Einstellknopf mit einer Skala ausgestattet ist und
bei dessen Verdrehung eine für die Motorregelung relevante Regelgröße,
beispielsweise eine Solltemperatur, verändert wird. Für den Nutzer ist somit ein
größt möglicher Bedienkomfort bei einer ansprechenden Gestaltung der Pumpe
gegeben. Die Pumpe verbirgt sich für den Nutzer unauffällig im Gewand eines
Thermostatventils.
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Besondere Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Pumpe werden im
folgenden anhand der Fig. 1 und 2 näher beschrieben. Es zeigen:
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Fig. 1 eine in ein Ventilgehäuse hineinragende Pumpe und
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Fig. 2 eine vermittels eines Adapters an ein Ventilgehäuse angebrachte
Pumpe.
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In Fig. 1 ist die "einfache" Form der erfindungsgemäßen Kreiselpumpe im
eingebauten Zustand gezeigt. Dargestellt ist die Ecke eines Heizkörpers 1, wie er
hinlänglich bekannt ist. Die den Heizkörper versorgende Vorlaufleitung weist dabei
ein Knie mit Anschlußflansch auf, der zum Einbau eines Eckventils vorgesehen ist.
Dieser bildet ein kugelförmiges Ventilgehäuse 2 aus, in den eine Zulaufleitung 3
mit ihrem Stutzen 7 hineinragt und in den eine Ablaufleitung 4 mündet. Das
innerhalb der Verblendung 6 des Heizkörpers 1 angeordnete Ventilgehäuse 2
weist zudem einen für den Anschluß eines Thermostatventiles geeigneten
Anschlußstutzen 5 mit Endflansch auf, der aus der Verblendung 6 hinausragt,
wobei der Anschlußstutzen 5 an die Verblendung 6 angeschweißt ist.
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Die Pumpe selber weist an ihrer elektrischen Seite einen antreibenden
Elektromotor 8 und auf der hydraulischen Seite ein auf der Welle 9 gehaltenes
Laufrad 10 auf. Das Laufrad 10 sitzt mit seinem zentralen Saugmund 11
unmittelbar auf dem Stutzen 7 der Zulaufleitung 3 auf und nimmt so die Position
und in gewisser Weise im Ventilgehäuse 2 die Funktion eines Ventilgliedes im
bedeckenden Zustand ein, wobei das Ventilgehäuse 2 die das Laufrad 10
umgebende Laufradkammer bildet. Auf der hydraulischen Seite der Pumpe ist im
Lagerschild 13 ein Außengewinde 12 vorgesehen, das ein Verschlußmittel bildet
und vermittels dem die Pumpe an das Ventilgehäuse 2 anschraubbar ist. Zum
Einschrauben weist der Anschlußstutzen 5 ein entsprechendes Innengewinde auf.
Die Abdichtung zwischen der Pumpe und dem Anschlußstutzen 5 geschieht
vermittels eines O-Ringes 14. Die Abmessungen der einschraubbaren Pumpe sind
dabei entsprechend den vorliegenden Gegebenheiten angepaßt.
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Die Fig. 2 zeigt ebenfalls die Ecke eines Heizkörpers 1 mit einem darin
befindlichen kugelförmigen Ventilgehäuse 2. In diesem Ausführungsbeispiel ist
jedoch die Pumpe vermittels eines eine Laufradkammer 15 ausbildenden Adapters
16 an dem Anschlußstutzen 5 angeschraubt, wobei der Adapter 16 die
Zulaufleitung 3 zum Saugmund 11 des Laufrades 17 hin mit einem Aufsatz 18
verlängert. Dazu hat der Aufsatz 18 ein Rohrstück 19, das auf den Stutzen 7
aufgesteckt ist. Außerdem weist der Aufsatz 18 einen Hydraulikeinsatz 20 auf, der
mit seiner Bohrung den Zulauf zum Saugmund formt und der mit seiner
hydrodynamisch gestalteten Oberfläche einen Auslaßkanal ausbildet und die
Geometrie der Laufradkammer 15 festlegt. Der Auslaß der Laufradkammer
mündet letztendlich axial im Ventilgehäuse 2 und damit in der Ablaufleitung 4.
Auch in diesem Fall ist das Verschlußmittel ein koaxial zum Saugmund
angeordnetes Außengewinde 21, das jedoch in den Adapter 16 und nicht in
einem unmittelbar zur Pumpe gehörenden Teil eingebracht ist. Der Adapter 16 hat
ein birnenförmiges Gehäuse, um eine hydrodynamisch günstige Umlenkung des
radial aus dem Laufrad 17 austretenden Stromes in axiale Richtung zu bewirken.
Somit weist der Adapter einen stirnseitigen Einlaß auf, der von einem ebenfalls zur
Stirnseite hin offenen Auslaß umgeben ist. Zudem weist die Pumpe auf ihrer
elektrischen Seite einen antreibenden Elektromotor 22 und auf der hydraulischen
Seite das auf der Welle 23 gehaltene Laufrad 17 auf. Der Adapter 16 ist über
einen Bajonettverschluß 24 mit dem Motor 22 verbunden und vermittels eines O-
Ringes 24 abgedichtet. Zwischen dem Hydraulikeinsatz 20 und der Innenwandung
des Adapters 16 sind Leitstrukturen 26 angeordnet, die den Hydraulikeinsatz 20
halten und den Drall des ausströmenden Wassers bremsen. Das Laufrad 17 ist
auf der Welle 23 verschieblich gelagert und kann in eine von dem Hydraulikeinsatz
20 gebildete zylindrische Aufnahme 27 eingerückt werden. Im eingerückten
Zustand dichtet ein Laufradrand 28 gegen die Stirnseite des Hydraulikeinsatzes 20
ab und verschließt den bei stehendem Laufrad auftretenden Leckstrom.
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Das Verschieben des Laufrades 17 auf der Welle 23 geschieht dadurch, daß das
Laufrad 17 vermittels eines Innengewindes auf einem auf dem Wellenkopf
befindlichen Außengewinde 29 drehbeweglich aufsitzt. Bei fördernder
Vorwärtsdrehung rückt es wegen seiner Trägheit in einer Schraubenbewegung
aus der Aufnahme 27 aus und bei einer kurzzeitigen Rückwärtsdrehung
entsprechend ein.
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Beide Fig. 1 und 2 zeigen somit einen Heiz- oder Kühlkörper mit einem in der
Vor- oder Rücklaufleitung angeordneten als Anschlußmittel ausgebildeten
Ventilgehäuse 20 zum Anschluß eines Hydraulikelementes, wie einem Ventil oder
einer Pumpe, wobei das Anschlußmittel einen Raum aufweist, in dem eine
Zulaufleitung 3 und eine Ablaufleitung 4 münden. Erfindungsgemäß ist das
Hydraulikelement eine Kreiselpumpe, die lösbar am Anschlußmittel befestigt ist
und die das flüssige Heiz- oder Kühlmedium aus der Zulaufleitung 3 ansaugt und
in die Ablaufleitung 4 pumpt.