DE102006052124A1

DE102006052124A1 - Abgleichsystem für eine Fußbodentemperierungs-Anordnung

Info

Publication number: DE102006052124A1
Application number: DE102006052124A
Authority: DE
Inventors: Fester Garm; Jens Moeller Jensen
Original assignee: Danfoss AS
Current assignee: Danfoss AS
Priority date: 2006-11-06
Filing date: 2006-11-06
Publication date: 2008-05-15
Also published as: EP2087291A1; WO2008055498A1; EP2087291B1

Abstract

Es wird ein Abgleichsystem für eine Fußbodentemperierungs-Anordnung (1) angegeben mit mindestens zwei Temperierungskreisen (6-8), von denen jeder eine in einem Fußboden oder in einer Deckenwand verlegte Wärmeträgerleitung mit einem Vorlauf und einem Rücklauf (21-23) aufweist. Man möchte die Verteilung der Wärmeleistung auf einzelne Heizungskreise vereinfachen können. Dazu ist vorgesehen, daß an jedem Rücklauf (21-23) ein Rücklauftemperaturregler (27-29) mit einem die Temperatur im jeweiligen Rücklauf (21-23) erfassenden Temperatursensor (36) angeordnet ist und alle Rücklauftemperaturregler (27-29) ein gleiches Temperatursteuerverhalten aufweisen.

Description

Die Erfindung betrifft Abgleichsystem für eine Fußbodentemperierungs-Anordnung mit mindestens zwei Temperierungskreisen, von denen jeder eine in einem Fußboden oder in einer Deckenwand verlegte Wärmeträgerleitung mit einem Vorlauf und einem Rücklauf aufweist.
Eine als Fußbodenheizungs-Anordnung ausgebildete Fußbodentemperierungs-Anordnung ist aus DE 199 11 866 A1 bekannt. Die Temperatur an jedem Rücklauf wird erfaßt und an eine zentrale Steuereinrichtung weitergemeldet. Die Steuereinrichtung steuert ein Ventil im entsprechenden Vorlauf.
US 6 390 381 B1 zeigt eine ähnliche Fußbodenheizungs-Anordnung, bei der die Vorlauftemperatur und die Rücklauftemperatur erfaßt werden. Ein Ventil im Vorlauf wird durch eine Steuereinrichtung so angesteuert, daß die Temperaturdifferenz zwischen Vorlauf und Rücklauf für alle Heizkreise gleich ist.
Fußbodenheizungs-Anordnungen erfreuen sich zunehmender Beliebtheit. Sie ermöglichen es, einen Raum gleichmäßig zu beheizen. Die Wärme wird dem Raum über den Fußboden zugeführt, so daß dieser eine für einen Bewohner angenehme Temperatur bekommt. Das gleiche gilt dann, wenn der Fußboden oder die Deckenwand eines Raums zum Kühlen verwendet wird. Um die nachfolgende Erläuterung zu vereinfachen, wird die Erfindung anhand einer Fußbodenheizung beschrieben. Sie ist aber in entsprechender Weise auch zur Raumkühlung über die Decke oder allgemein zur Temperierung eines Raums über von einem Wärmeträger durchströmte Leitungen in irgendeiner Wand des Raumes anwendbar.
Allerdings ist es relativ kompliziert, in einer Wohnung oder einem Gebäude mehrere Heizkreise der Fußbodenheizung aufeinander abzustimmen. In einem kleinen Raum wird nur eine kurze Heizmittelleitung verlegt, weil diesem Raum relativ wenig Wärme zugeführt werden muß. In einem großen Raum, dem mehr Wärme zugeführt werden muß, ist eine entsprechend längere Heizmittelleitung erforderlich, damit alle Bereiche dieses Raumes entsprechend beheizt werden können. Dies führt dazu, daß die Heizmittelleitung im kleineren Raum einen geringeren Strömungswiderstand aufweist als die Heizmittelleitung im größeren Raum. Das Wärmeträgermedium, in der Regel heißes Wasser, teilt sich im Verhältnis der Strömungswiderstände auf, so daß wesentlich mehr Wärmeträgermedium durch die Heizmittelleitung des kleineren Raumes fließt, was genau das Gegenteil dessen ist, was man eigentlich erreichen möchte.
Der Installateur, der die Fußbodenheizung installiert, muß also vor oder spätestens bei der Inbetriebnahme bestimmte Drosselstellen einbauen und einstellen, die die Aufteilung des Wärmeträgermediums auf die einzelnen Räume im gewünschten Verhältnis sicherstellen. In der Regel verwendet der Installateur dazu einen Durchflußindikator in jedem Heizkreis, der den Durchfluß sichtbar macht. Der Installateur wird dann die Drosseln so einstellen, daß der Durchfluß in allen Heizkreisen gleich ist oder einer vorbestimmten Verteilung gehorcht. Diese Vorgehensweise ist aber relativ aufwendig und fehleranfällig. Bei einem abnehmenden Ausbildungsstandard des bei der Installation tätigen Personals kann man nicht mehr unbedingt davon ausgehen, daß die Einstellungen richtig vorgenommen werden.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Verteilung der Wärmeleistung auf einzelne Heizkreise zu vereinfachen.
Diese Aufgabe wird bei einem Abgleichsystem der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß an jedem Rücklauf ein Rücklauftemperaturregler mit einem die Temperatur im jeweiligen Rücklauf erfassenden Temperatursensor angeordnet ist und alle Rücklauftemperaturregler ein gleiches Temperatursteuerverhalten aufweisen.
Der Rücklauftemperaturregler sorgt dafür, daß das rückströmende Wärmeträgermedium auf einer vorbestimmten Temperatur gehalten wird. Die Erfindung wird im folgenden anhand von heißem Wasser als Beispiel für das Wärmeträgermedium beschrieben. Sie kann jedoch auch bei anderen Wärmeträgermedien und auch zur Kühlung oder allgemein zur Temperierung verwendet werden.
Das den Heizkreis durchströmende Wärmeträgermedium wird dem Heizkreis über den Vorlauf, der auch als Zufluß bezeichnet werden kann, zugeführt und über den Rücklauf, der auch als Abfluß bezeichnet werden kann, abgeführt. Der Rücklauftemperaturregler sorgt also dafür, daß das den Heizkreis verlassende Wasser immer eine vorbestimmte Temperatur hat. Die notwendige Temperaturinformation wird vom Temperatursensor bereitgestellt. Wenn das Wasser beim Verlassen des Heizkreises noch zu heiß ist, dann drosselt der Rücklauftemperaturregler stärker. Dementsprechend wird der Rücklauftemperaturregler bei einem kleineren Raum, bei dem weniger Wärme vom Heizungswasser an den Raum abgegeben wird als bei einem größeren Raum, den Durchfluß stärker drosseln, weil das Heizungswasser nach dem Durchströmen der Heizungsleitung noch eine höhere Temperatur hat. Diese Drosselung erfolgt automatisch, so daß sämtliche Heizkreise, die an die gleiche Fußbodenheizungs-Anordnung angeschlossen sind, gegenseitig im Gleichgewicht gehalten werden können. Ein Eingriff eines Installateurs ist damit praktisch nicht mehr oder nur in einem vereinfachten Umfang erforderlich.
Die Rücklauftemperaturregler, also die Kombination aus Drosselorgane und Temperatursensor und gegebenenfalls Steuereinheit haben sozusagen die gleichen Kennlinien, also die gleiche Abhängigkeit zwischen der Temperatur und dem Durchlaß. Im einfachsten Fall kann dies dadurch erreicht werden, daß die Rücklauftemperaturregler gleich aufgebaut sind, also gleiche Thermostatelemente und gleiche geometrische Abmessungen oder gleiche Temperaturfühler, gleiche Drosseleinrichtungen und gleiche Steuerungen aufweisen. In diesem Fall ist es besonders einfach, automatisch einen Ausgleich eines Heizkreises zu realisieren, also die Abstimmung von mehreren Heizkreisen, die in einer gemeinsamen Fußbodenheizungs-Anordnung verwendet werden. Eine derartige Anordnung ist dynamisch, d.h. sie paßt sich automatisch wechselnden Anforderungen an.
Vorzugsweise ist ein Verteiler vorgesehen, in den jeder Rücklauf mit einem Anschluß mündet, wobei der Rücklauftemperaturregler dem Anschluß zugeordnet ist. Dies ist eine besonders einfache Realisierungsmöglichkeit. Man kann dann den Verteiler, der hier auch als "Rücklaufverteiler" bezeichnet werden kann, mehr oder weniger fertig vormontieren, also auch mit dem Rücklauftemperaturregler. Man muß diesen Rücklaufverteiler nur noch einbauen und die Rückläufe anschließen. Danach ist die Fußbodenheizungs-Anordnung nicht nur fertig montiert. Sie ist auch automatisch abgeglichen.
Bevorzugterweise ist der Temperatursensor als Thermostatelement ausgebildet. Ein Thermostatelement ermittelt nicht nur die Temperatur, sondern erzeugt auch eine Betätigungskraft für ein Drosselelement oder wirkt sogar selbst als Drosselelement, so daß der Temperatursensor und die Regeleinrichtung im Grunde miteinander gekoppelt sind. Dies vereinfacht den Aufbau der Anordnung. Der Rücklauftemperaturregler ist in diesem Fall als Rücklaufthermostat ausgebildet. Das Thermostatelement dient also nicht nur dazu, die Temperaturinformation zu gewinnen, sondern auch dazu, die Betätigungskraft für das Drosselorgan zu erzeugen. Das Thermostatelement ist also Temperatursensor und Antrieb für die Drosselstelle oder sogar das Drosselorgan.
Vorzugsweise weist der Rücklauftemperaturregler eine Warmwasserdrosselstelle und eine Kaltwasserdrosselstelle auf, wobei die Warmwasserdrosselstelle einen ersten Ventilsitz aufweist, der mit einem ersten vom Thermostatelement betätigten Ventilelement zusammenwirkt, und die Kaltwasserstelle weist einen zweiten Ventilsitz auf, der mit einem zweiten von einem Thermostatelement betätigten Ventilelement zusammenwirkt. Man kann nun den Rücklauftemperaturregler nicht nur bei der Beheizung des Raumes verwenden, bei dem ein erhitztes Wärmeträgermedium, also beispielsweise heißes Wasser, durch die Heizmittelleitung geführt wird, sondern auch bei einer Kühlung des Raumes, bei der kaltes Wärmeträgermedium, also beispielsweise kaltes Wasser, durch die Heizmittelleitung geleitet wird. Auch dann, wenn ein kaltes Wärmeträgermedium durch den Heizkreis geführt wird, entsteht das Problem, daß die einzelnen Heizkreise aufeinander abgestimmt werden müssen. Das Verhältnis, mit dem sich das Wärmeträgermedium auf die einzelnen Heizkreise aufteilt, richtet sich nach dem Verhältnis der Strömungswiderstände. Wenn man nun zwei unterschiedliche Drosselstellen vorsieht, nämlich einmal für warmes Wasser und einmal für kaltes Wasser (oder ein entsprechend anderes Wärmeträgermedium) dann kann man mit dem gleichen Rücklauftemperaturregler sowohl die Beheizung als auch die Kühlung des Raumes so steuern, daß im Grunde alle Räume die entsprechende Wärme- beziehungsweise Kältemenge erhalten.
Vorzugsweise sind beide Ventilelemente vom gleichen Thermostatelement betätigt. Damit wird der Aufbau relativ einfach. Das Thermostatelement dehnt sich bei einer Erwärmung aus und zieht sich bei einer Abkühlung zusammen. Beide Bewegungsrichtungen kann man dazu nutzen, daß die einzelnen Drosselstellen mehr oder weniger stark gedrosselt werden. Wenn die Warmwasserdrosselstelle stärker gedrosselt wird, dann öffnet die Kaltwasserdrosselstelle und umgekehrt. Ab einer gewissen Öffnung spielt die Drosselung durch die geöffnete Drosselstelle dann keine größere Rolle mehr, so daß dann ausschließlich die Drosselstelle bestimmend für den Durchfluß ist, die in Schließrichtung beaufschlagt ist.
Vorzugsweise ist mindestens ein Ventilelement durch das jeweils zugeordnete Thermostatelement gebildet. Man benötigt also keine zusätzlichen Bauelemente. Das Ventilelement muß bei einer Drosselung nicht am Ventilsitz anliegen, sondern es reicht aus, wenn ein Spalt, der zwischen dem Ventilelement und dem Ventilsitz gebildet ist, in seiner Größe veränderbar ist. Dementsprechend reicht das Thermostatelement als Ventilelement ohne weiteres aus.
Vorzugsweise weist das Thermostatelement eine Durchmesservergrößerung auf, die das zweite Ventilelement bildet. Man kann also für das erhitzte Wärmeträgermedium und für das gekühlte Wärmeträgermedium unterschiedliche Spaltgrößen verwenden. Für das gekühlte Wärmeträgerme dium kann der Durchtrittsquerschnitt größer gehalten werden.
Vorzugsweise ist der Rücklauftemperaturregler innerhalb einer mit dem Anschluß verbundenen Leitung angeordnet. Damit bleibt die Baugröße des Verteilers klein. Größere Bauteile, die nach außen vorstehen, können vermieden werden. Insbesondere kann der Rücklauftemperaturregler in den Anschluß integriert werden.
Vorzugsweise weist das mindestens eine Thermostatelement eine in Strömungsrichtung veränderbare Länge auf. Auch damit wird die Baugröße des Verteilers klein gehalten. Das Thermostatelement verändert seine Länge praktisch nur innerhalb des Rücklaufs, eines diesem zugeordneten Anschlusses oder einer damit verbundenen Leitung. Es ändert seine Ausdehnung aber nicht so, daß diese Änderung nach außen spürbar wäre und somit eine vergrößerte Baugröße erfordert.
Vorzugsweise ist eine Trenneinrichtung vorgesehen, die das Thermostatelement vom Wärmeträgermedium in eine Sammelleitung des Verteilers trennt, von der die Anschlüsse abzweigen. Damit wird das Thermostatelement ausschließlich von dem Wärmeträgermedium thermisch beaufschlagt, das durch den Rücklauf aus dem einzelnen Heizkreis zurückfließt. Damit läßt sich der Durchfluß durch diesen Heizkreislauf genau steuern. Eine Vermischung mit einem Wärmeträgermedium aus einem anderen Heizkreislauf wird durch das Trennelement vermieden, so daß klare Verhältnisse eingestellt werden können.
Hierbei ist bevorzugt, daß die Trenneinrichtung den ersten Ventilsitz bildet. Weitere Bauelemente sind dann nicht erforderlich.
Vorzugsweise ist die Trenneinrichtung von außen in Richtung der Längenänderung des Thermostatelements verlagerbar. Damit läßt sich eine gewisse Voreinstellung für die Warmwasserdrosselstelle bewirken. Wenn der Ventilsitz, der an der Trenneinrichtung angeordnet ist, näher an das Thermostatelement herangerückt wird, dann schließt die Warmwasserdrosselstelle früher. Umgekehrt schließt sie später, wenn die Trenneinrichtung vom Thermostatelement entfernt wird.
Vorzugsweise bildet die Trenneinrichtung auf der dem ersten Ventilsitz gegenüberliegenden Seite einen dritten Ventilsitz, der mit einem dritten Ventilelement zusammenwirkt, das von außen betätigbar ist. Das dritte Ventilelement kann dann verwendet werden, um Einfluß auf den Durchfluß durch den jeweiligen Heizkreis zu nehmen, wobei der Heizkreis dann beispielsweise in Abhängigkeit von der in dem entsprechenden Raum herrschenden Temperatur gesteuert werden kann. Das dritte Ventilelement kann beispielsweise durch einen Thermostataufsatz gesteuert werden, der über einen Kapillarleitung mit einem Wärmefühler in dem entsprechenden Raum verbunden ist. Es ist auch möglich, das dritte Ventilelement durch einen motorischen Antrieb zu verlagern, der in Abhängigkeit von einer Raumtemperatur gesteuert wird.
Vorzugsweise ist das dritte Ventilelement in einem Einsatz gelagert, an dem die Trenneinrichtung befestigt ist. Dies vereinfacht die Montage des Verteilers. Man muß lediglich den Einsatz in das Gehäuse einschrauben und hat dann praktisch automatisch die Trenneinrichtung an der richtigen Stelle plaziert.
Vorzugsweise ist der Einsatz im Gehäuse parallel zur Richtung der Längenänderung des dem ersten Ventilelements zugeordneten Thermostatelement verlagerbar. Man kann den Einsatz dann noch verwenden, um die Trenneinrichtung und damit den ersten Ventilsitz richtig zu positionieren.
Vorzugsweise ist das mindestens eine Thermostatelement als Dehnstoffelement mit Feststoff-Füllung ausgebildet. Ein derartiges Dehnelement hat zwar nur einen relativ geringen Hub. Dafür ist dieser Hub aber im wesentlichen unabhängig von den herrschenden Drücken.
Auch ist es von Vorteil, wenn jedes Thermostatelement eine Rückstelleinrichtung aufweist. Die Rückstelleinrichtung kann beispielsweise durch eine Druckfeder gebildet sein. Man stellt damit sicher, daß das Thermostatelement immer seine in Abhängigkeit von der Temperatur kleinste Länge aufweist.
Vorzugsweise weist das Thermostatelement eine Dichtung auf, die einen Spalt zwischen zwei gegeneinander bewegbaren Teilen abdichtet, wobei die Dichtung als Rückstellfeder ausgebildet ist. Damit ist man bei der Verwendung unterschiedlicher Thermostatelemente freier. Man kann beispielsweise auch eine Wachspatrone oder einen Wachsthermostaten verwenden, die an und für sich nicht innerhalb eines flüssigen Wärmeträgermediums, insbesondere nicht innerhalb von Wasser, eingesetzt werden sollten. Bei einer derartigen Wachspatrone wird ein Stößel oder Fortsatz durch eine in einem Gehäuse angeordnete Dehnstoff-Füllung nach außen verdrängt. Dementsprechend bewegt sich der Stößel gegenüber dem Gehäuse. Zwischen dem Stößel und dem Gehäuse muß dabei ein kleiner Spalt vorhanden sein, durch den im ungünstigen Fall Wärmeträgermedium eindringen könnte. Dieses Eindringen wird durch die Dichtung zuverlässig verhindert. Man nutzt die Dichtung aber gleichzeitig auch als Rückstellfeder aus, so daß bei einem Absinken der Temperatur der Stößel in das Gehäuse zurückgedrückt wird.
In einer alternativen Ausgestaltung kann vorgesehen sein, daß der Rücklauftemperaturregler als elektrisch arbeitende Regelvorrichtung ausgebildet ist. In diesem Fall meldet der Temperatursensor die Temperatur im Rücklauf an einen Regler, der seinerseits eine verstellbare Drosseleinrichtung, beispielsweise ein Ventil, verstellt. Die Drosseleinrichtung, der Temperatursensor und die Regeleinrichtung bilden dann einen geschlossenen Regelkreis, mit dem es ebenfalls möglich ist, die Temperatur im Rücklauf konstant zu halten.
Hierbei ist es bevorzugt, daß die Dichtung einen gewellten Mantel aufweist. Damit erhöht man die mögliche Bewegungslänge des Stößels gegenüber dem Gehäuse. Für das Rückstellen des Stößels in das Gehäuse ist normalerweise keine größere Kraft erforderlich. Ein gewellter Mantel erlaubt dabei nicht nur eine große Bewegungslänge des Stößels, sondern bringt auch eine ausreichende Rückstellkraft auf.
Die Erfindung wird im folgenden anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels in Verbindung mit der Zeichnung beschrieben. Hierin zeigen:
1 eine schematische Darstellung einer Fußbodenheizungs-Anordnung,
2 einen schematischen Schnitt durch einen Rücklaufthermostaten,
3 einen schematischen Schnitt durch eine abgewandelte Ausführungsform eines Rücklaufthermostaten und
4 eine abgewandelte Ausführung entsprechend 1.
1 zeigt eine Fußbodenheizungs-Anordnung 1 für eine Wohnung mit mehreren beheizten Räumen 2, 3, 4 und einem Technikraum 5. In jedem beheizten Raum 2–4 ist eine Heizmittelleitung 6–8 im Fußboden verlegt. Diese Heizmittelleitungen 6–8 sind hier nur schematisch dargestellt. Üblicherweise werden sie in Form einer doppelten Spirale im Fußboden verlegt, wobei immer ein Abschnitt, der von einem wärmeren Wärmeträgermedium und ein Abschnitt, der von einem kälteren Wärmeträgermedium durchflossen ist, benachbart angeordnet sind.
In entsprechender Weise kann man durch die Heizmittelleitungen 6–8 auch ein kälteres Medium leiten, um den Raum oder die Räume zu kühlen. Wenn die Kühl-Funktion vorherrschen soll, ist es zweckmäßig, die Heizmittelleitungen in den Decken der Räume zu verlegen.
Die Versorgung der einzelnen Heizmittelleitungen 6–8 erfolgt über einen Eingangsverteiler 9, der mit einem Zuflußsteuerventil 10 versehen ist. Das von den einzelnen Heizmittelleitungen 6–8 zurückströmende Wärmeträgermedium gelangt zu einem Ausgangsverteiler 11. Ein Zufluß 12 zum Eingangsverteiler 9 und ein Abfluß 13 vom Ausgangsverteiler 11 sind hier lediglich schematisch durch Pfeile dargestellt.
Jeder Raum 2–4 weist einen Temperaturfühler 14–16 auf. Die Temperaturfühler 14–16 sind mit einer gemeinsamen Steuereinrichtung 17 verbunden. Diese Verbindung ist hier durch gestrichelte Linien dargestellt. Sie muß nicht mechanisch vorhanden sein. Für die Verbindung zwischen den Temperaturfühler 14–16 und der Steuereinrichtung 17 kann man auch eine leitungslose Übertragungsstrecke verwenden, beispielsweise Funk, Infrarot, Ultraschall oder dergleichen.
Die Steuereinrichtung 17 steuert für jede Heizmittelleitung 6–8 einen Antrieb 18–20 eines Ventils, das in 2 näher dargestellt ist.
Jede Heizmittelleitung 6–8, d.h. jeder Heizkreis eines jeden beheizten Raumes 2–4 ist über einen Rücklauf 21–23 mit dem Ausgangsverteiler 11 verbunden. Hierbei weist der Ausgangsverteiler 11 eine der Anzahl von Heizkreisen oder Heizmittelleitungen 6–8 entsprechende Anzahl von Anschlüssen 24–26 auf, wobei an jedem Anschluß ein Rücklaufthermostat 27–29 angeordnet ist.
Ein derartiger Rücklaufthermostat 27 ist in 2 schematisch dargestellt. Die anderen Rücklaufthermostate 28, 29 sind entsprechend aufgebaut.
Ein Gehäuse 30 des Verteilers 11 ist mit einer Mehrzahl von Anschlüssen 24–26 versehen, von denen in 2 nur der Anschluß 24 dargestellt ist. An den Anschluß 24 schließt sich ein rohrförmiger Stutzen 31 des Rücklaufthermostaten 27 an. An den Stutzen 31 ist der Rücklauf 23 der Heizmittelleitung 8 angeschlossen. Durch einen Pfeil 32 ist die Strömungsrichtung durch den Rücklauf 23 dargestellt.
Der Stutzen 31 ist durch eine Trenneinrichtung 33 von einer Sammelleitung 34 getrennt, die im Ausgangsverteiler 11 ausgebildet ist. In diese Sammelleitung 34 münden alle Anschlüsse 24–26.
Die Trenneinrichtung 33 ist durch eine hohlzylindrische Hülse gebildet. Diese Hülse ist mit einer Dichtung 35 gegenüber dem Anschluß 24 abgedichtet. Damit sorgt die Trenneinrichtung 33 dafür, daß Wärmeträgermedium 34 in dem Ausgangsverteiler 11 sich nicht mit Wärmeträgermedium im Stutzen 31 vermischen kann, so daß das Wärmeträgermedium innerhalb des Stutzens 31 immer nur die Temperatur aufweist, die das vom Raum 4 zurückfließende Wärmeträgermedium hat.
Im Stutzen 31 ist ein Thermostatelement 36 angeordnet, das im vorliegenden Ausführungsbeispiel als Wachspatrone ausgebildet ist. Anstelle von Wachs kann natürlich auch ein anderer Dehnstoff verwendet werden. Bevorzugt ist aber ein Feststoff als Dehnstoff, der ähnliche Eigenschaften hat wie Wachs.
Das Thermostatelement 36 weist einen Fortsatz 37 auf, der in Abhängigkeit von der herrschenden Temperatur mehr oder weniger weit aus dem Thermostatelement 36 herausgedrückt wird. Damit der Fortsatz 37 immer, soweit es die Temperatur zuläßt, in das Thermostatelement 36 hineingedrückt wird, ist eine Rückstellfeder 38 vorgesehen.
Der Fortsatz 37 stützt sich an einem Widerlager 39 ab, das im Stutzen 31 ausgebildet ist.
Die Trenneinrichtung 33 bildet an ihrer dem Thermostatelement 36 zugewandten Stirnseite einen ersten Ventilsitz 40, mit dem das Thermostatelement 36 zusammenwirkt. Man kann daher das vordere Ende 41 des Thermostatelements 36 als erstes Ventilelement ansehen, das mit dem ersten Ventilsitz 40 zusammenwirkt. Das erste Ventilelement 41 bildet mit dem ersten Ventilsitz 40 eine Drosselstelle, die den Durchfluß durch den Rücklaufthermostaten 27 bestimmt. Je höher die Temperatur des durch den Rücklauf 23 zurückströmenden Wärmeträgermediums ist, desto mehr verlängert sich das Thermostatelement 36 und desto stärker verringert sich ein Spalt 42 zwischen dem Thermostatelement 36 und dem ersten Ventilsitz 40, so daß das Wärmeträgermedium stärker gedrosselt wird.
In dem Bereich, wo das Widerlager 39 angeordnet ist, weist der Stutzen 31 eine Verringerung seines Innen durchmessers auf. Am Übergang vom verringerten Durchmesser zum größeren Durchmesser ist ein zweiter Ventilsitz 43 angeordnet, mit dem ein Abschnitt 44 des Thermostatelements 36 zusammenwirkt, der einen vergrößerten Durchmesser aufweist. Auf diesen Abschnitt 44 wirkt auch die Rückstellfeder 38, die sich im übrigen am Anschluß 24 abstützt. Der Abschnitt 44 bildet ein zweites Ventilelement, das mit dem zweiten Ventilsitz 43 zusammenwirkt. Der zweite Ventilsitz und das zweite Ventilelement bilden eine Drosselstelle für ein gekühltes Wärmeträgermedium, das zum Kühlen des Raumes 2–4 verwendet wird, indem es die Heizmittelleitung 6–8 durchströmt.
Wenn das Wärmeträgermedium kälter ist, dann verkürzt das Thermostatelement 36 seine Länge. Der Fortsatz 37 wird weiter in das Thermostatelement 36 eingefahren, so daß sich der Abschnitt 44 des Thermostatelements 36 stärker an den zweiten Ventilsitz 43 annähert. Damit wird das gekühlte Wärmeträgermedium so lange gedrosselt, bis es genügend Wärme aus dem jeweils gekühlten Raum 2–4 aufgenommen hat.
Es kann allerdings auch günstig sein, die Steuerung für die obere Rücklauftemperatur (für eine Beheizung des Raumes 2–4) und die Steuerung für die untere Rücklauftemperatur (für eine Kühlung des Raumes 2–4) durch voneinander getrennte Thermostatelemente durchführen zu lassen. Trotz der Verwendung von zwei Thermostatelementen kann die Konstruktion dann kostengünstiger sein, weil man dann jedes Thermostatelement auf die jeweilige Temperatur abstimmen kann. Auch ist vielfach zu beobachten, daß das Temperatur/Längen-Verhältnis eines Thermostatelements nicht linear ist. Durch die Verwen dung von zwei Thermostatelementen ist es auch möglich, die maximale Betätigungslänge eines Thermostatelements kürzer zu halten.
Die Trenneinrichtung 33 bildet auf ihrer dem ersten Ventilsitz 40 abgewandten Seite einen dritten Ventilsitz 45, mit dem ein drittes Ventilelement 46 zusammenwirkt, das von dem Ventilantrieb 18 betätigbar ist. Der Ventilantrieb 18 wirkt dabei auf einen Stift 47, der durch eine Stopfbuchse 48 geführt ist und seinerseits einen Stößel 49 beaufschlagt, an dem das dritte Ventilelement 46 befestigt ist. Der Stößel 49 wird durch eine Feder 50 in Öffnungsrichtung beaufschlagt.
Der Ventilantrieb 18 wird durch die Steuereinrichtung 17 in Abhängigkeit von einer Temperatur gesteuert, die mit Hilfe des Temperaturfühlers 16 ermittelt wird. Das durch das dritte Ventilelement 46 und den dritten Ventilsitz 45 gebildete Ventil bewirkt also eine thermostatische Steuerung der Raumtemperatur.
Der Stößel 49 ist in einem Einsatz 51 gelagert. An diesem Einsatz ist auch die Trenneinrichtung 33 befestigt. Der Einsatz 51 ist in das Gehäuse 30, genauer gesagt, einen Fortsatz 52 des Gehäuses 30, eingeschraubt. Durch Weiterhereinschrauben oder Weiterherausschrauben kann man die Position des Einsatzes 51 in Richtung eines Doppelpfeils 53 verlagern. Durch diese Verlagerung wird dann auch der Einsatz 33 mehr an das Thermostatelement 36 angenähert oder weiter vom Thermostatelement 36 entfernt. Damit läßt sich beispielsweise eine gewisse Voreinstellung der Rücklauftemperatur vornehmen.
Anstelle eines mit den Rücklaufthermostaten 27–29 zusammengefaßten Ventils für die Steuerung der Raumtemperatur kann man natürlich auch ein getrenntes Thermostatventil herkömmlicher Art verwenden.
Dadurch, daß das Thermostatelement 36 im Stutzen 31 angeordnet ist und sozusagen in Längsrichtung, also der Richtung seiner Längenänderung, vom Wärmeträgermedium umströmt wird, ist ein zusätzlicher Bauraum für das Thermostatelement nicht erforderlich.
Mit einem Ausgangsverteiler 11, wie er in der Zeichnung dargestellt ist, läßt sich ein automatischer Abgleich zwischen verschiedenen Heizkreisen durchführen. Man kann durch die Verwendung der Rücklaufthermostaten 27–29 eine sehr bequeme Montage realisieren. Einstellarbeiten sind praktisch nicht erforderlich. Wenn alle Rücklaufthermostaten 27–29 gleich eingestellt sind, insbesondere eine gleiche Temperatur-Öffnungsgradkennlinie aufweisen, dann kann man den Ausgangsverteiler 11 mehr oder weniger einbauen und dann vergessen. Natürlich kann durch Hineinschrauben oder Herausschrauben des Einsatzes 51 im Fortsatz 52 noch eine gewisse Feineinstellung vornehmen, wenn dies erforderlich ist. In den meisten Fällen wird dies jedoch nicht einmal erforderlich sein. Eine derartige Heizungsanordnung arbeitet auch unter wechselnden äußeren Bedingungen zuverlässig, d.h. sie paßt den Abgleich der Heizkreise dynamisch an.
3 zeigt eine abgewandelte Ausführungsform eines Rücklaufthermostaten 27. Gleiche Teile wie in den 1 und 2 sind mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
Das Thermostatelement 36 ist als Wachspatrone ausgebildet, d.h. es weist ein Gehäuse 54 auf, aus dem ein auch als "Stößel" bezeichneter Fortsatz 37 herausragt. Mit steigender Temperatur wird der Fortsatz 37 weiter aus dem Gehäuse 54 herausgedrängt. Bei sinkender Temperatur, wenn der Dehnstoff im Inneren des Gehäuses 54 sein Volumen verkleinert, kann der Fortsatz 37 weiter in das Gehäuse 54 hineingeschoben werden.
Zwischen dem Gehäuse 54 und dem Fortsatz 37 ist ein Spalt vorhanden, der durch eine Dichtung 55 gegenüber dem Heizungswasser, das durch Pfeile 56 symbolisiert sein soll, abgedichtet ist. Die Dichtung 55 ist am Gehäuse 54 durch einen Klemmring 57 befestigt. Mit dem Fortsatz 37 ist sie über einen Käfig 58 verbunden, der zum Fortsatz 37 hin geschlossen ist. Durch die Dichtung 55 wird also ein Vordringen von Heizungswasser 56 in den Spalt zwischen dem Fortsatz 37 und dem Gehäuse 54 verhindert.
Gleichzeitig hat die Dichtung 55 noch eine zweite Aufgabe. Sie ist nämlich als Rückstellfeder ausgebildet, d.h. sie übt auf den Fortsatz 37 eine Zugkraft aus, die in Richtung auf das Gehäuse 54 wirkt.
Die Dichtung 55 weist einen gewellten Mantel 59 auf, der beispielsweise aus einem Metall nach Art eines Wellrohrs oder auch aus einem Elastomer gebildet sein kann. Der Mantel 59 läßt aufgrund seiner Wellung einen relativ großen Hub des Fortsatzes 37 gegenüber dem Gehäuse 54 zu. Gleichzeitig übt die Dichtung 55 aber ausreichende Rückstellkräfte auf den Fortsatz 37 aus.
Die Fußbodenheizungs-Anordnung nach 1 weist Rücklaufthermostaten 27–29 auf, die mit einem Thermostatelement 36 arbeiten. Das Thermostatelement 36 wirkt dabei gleichzeitig als Temperatursensor und als Verstelleinrichtung.
4 zeigt eine abgewandelte Ausgestaltung, bei der die Rücklaufthermostaten 27–29 elektrisch arbeiten. Hierzu ist in jeder Rücklaufleitung 21–23 ein Temperatursensor 36a–36c angeordnet. Jeder Temperatursensor 36a–36c ermittelt die Temperatur im Rücklauf 21–23 und meldet sie an einen Regler 60a–60c weiter. Der Regler 60a–60c wiederum betätigt ein verstellbares Ventil 61a–61c, um die Menge des Wärmeträgermediums mehr oder weniger stark zu drosseln. Diese Verstellung der Ventile 61a–61c wird so lange fortgesetzt, bis die Temperatur des den jeweiligen Rücklauf 21–23 durchströmenden Wärmeträgermediums den gewünschten Wert erreicht hat.
In einer Abwandlung dieser Ausführungsform kann vorgesehen sein, daß die Temperatursensoren 36a–36c die in den Rücklaufleitungen 21–23 ermittelten Temperaturen an einen zentralen Regler, z.B. den Regler 17, melden, der dann wiederum die Ventile 61a–61c entsprechend verstellt. Die entsprechenden Informationen und Signale können leitungsgebunden oder leitungslos übertragen werden.

Claims

Abgleichsystem für eine Fußbodentemperierungs-Anordnung mit mindestens zwei Temperierungskreisen, von denen jeder eine in einem Fußboden oder in einer Deckenwand verlegte Wärmeträgerleitung mit einem Vorlauf und einem Rücklauf aufweist, und einem Abgleichsystem, dadurch gekennzeichnet, daß an jedem Rücklauf (21–23) ein Rücklauftemperaturregler (27–29) mit einem die Temperatur im jeweiligen Rücklauf (21–23) erfassenden Temperatursensor (36) angeordnet ist und alle Rücklauftemperaturregler (27–29) ein gleiches Temperatursteuerverhalten aufweisen.
System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Verteiler vorgesehen ist, in den jeder Rücklauf mit einem Anschluß mündet, wobei der Rücklauftemperaturregler (27–29) dem Anschluß zugeordnet ist.
System nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Temperatursensor als Thermostatelement (36) ausgebildet ist.
System nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Rücklauftemperaturregler (27–29) eine Warmwasserdrosselstelle (40–42) und eine Kaltwasserdrosselstelle (41, 44) aufweist, wobei die Warmwasserdrosselstelle (40–42) einen ersten Ventilsitz (40) aufweist, der mit einem ersten vom Thermostatelement (36) betätigten Ventilelement (41) zusammenwirkt, und die Kaltwasserstelle (41, 44) einen zweiten Ventilsitz (43) aufweist, der mit einem zweiten von einem Thermostatelement (36) betätigten Ventilelement (44) zusammenwirkt.
System nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß beide Ventilelemente (41, 44) vom gleichen Thermostatelement (36) betätigt sind.
System nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Ventilelement (40, 44) durch das jeweils zugeordnete Thermostatelement (36) gebildet ist.
System nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Thermostatelement (36) eine Durchmesservergrößerung aufweist, die das zweite Ventilelement (44) bildet.
System nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Rücklauftemperaturregler (27–29) innerhalb einer mit dem Anschluß (24–26) verbundenen Leitung (31) angeordnet ist.
System nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das mindestens eine Thermostatelement (36) eine in Strömungsrichtung veränderbare Länge aufweist.
System nach einem der Ansprüche 4 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß eine Trenneinrichtung (33) vorgesehen ist, die das Thermostatelement (36) vom Wärmeträgermedium in eine Sammelleitung (34) des Verteilers trennt, von der die Anschlüsse (24–26) abzweigen.
System nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Trenneinrichtung (33) den ersten Ventilsitz (40) bildet.
System nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Trenneinrichtung (33) von außen in Richtung der Längenänderung des Thermostatelements (36) verlagerbar ist.
System nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Trenneinrichtung (33) auf der dem ersten Ventilsitz (40) gegenüberliegenden Seite einen dritten Ventilsitz (45) bildet, der mit einem dritten Ventilelement (46) zusammenwirkt, das von außen betätigbar ist.
System nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß das dritte Ventilelement in einem Einsatz (51) gelagert ist, an dem die Trenneinrichtung (33) befestigt ist.
System nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Einsatz (51) im Gehäuse (52) parallel zur Richtung der Längenänderung des dem ersten Ventilelement (41) zugeordneten Thermostatelement verlagerbar ist.
System nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß der mindestens eine Temperatursensor (36) als Dehnstoffelement mit Feststoff-Füllung ausgebildet ist.
System nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Thermostatelement (36) eine Rückstelleinrichtung (38) aufweist.
System nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß das Thermostatelement (36) eine Dichtung (55) aufweist, die einen Spalt zwischen zwei gegeneinander bewegbaren Teilen (54, 37) abdichtet, wobei die Dichtung (55) als Rückstellfeder ausgebildet ist.
System nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtung (55) einen gewellten Mantel (59) aufweist.
System nach Anspruch 1 oder 2, daß der Rücklauftemperaturregler (27–29) als elektrisch arbeitende Regelvorrichtung ausgebildet ist.