DE102011084297A1

DE102011084297A1 - Anschlusskörper für einen Heizkörper

Info

Publication number: DE102011084297A1
Application number: DE102011084297A
Authority: DE
Inventors: Anmelder Gleich
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2011-10-11
Filing date: 2011-10-11
Publication date: 2013-04-11

Abstract

Ein Anschlusskörper (10) für einen Heizkörper (60) mit mindestens zwei Heizelementen (62, 64), mindestens einem Vorlauf (66) und mindestens einem Rücklauf (68) ist hohl und weist einen vorlaufseitigen Einlass (16) zum Verbinden mit dem Vorlauf (66), einen ersten Auslass (18) zum Verbinden mit dem ersten Heizelement (62) und einen zweiten Auslass (20) zum Verbinden mit dem zweiten Heizelement (64) auf. Der Anschlusskörper (10) weist eine Verstelleinrichtung (34) zum Verstellen der Durchflussmenge vom Heizmedium durch den Einlass (16) und durch mindestens einen der beiden Auslässe (18, 20) auf, wobei die Verstelleinrichtung (34) die Durchflussmenge durch den Einlass (16) durch translatorisches Verschieben eines Kolbens (58) steuert. Die Durchflusssteuerung wird für den Heizkörper (60) dadurch verbessert, dass die Verstelleinrichtung (34) die Durchflussmenge durch den zweiten Auslass (20) durch Rotation einer Steuerhülse (38) verstellt.

Description

Die Erfindung betrifft einen Anschlusskörper für einen Heizkörper mit mindestens zwei Heizelementen, mindestens einem Vorlauf und mindestens einem Rücklauf sowie einen entsprechenden Heizkörper.
Bei Heizkörpern mit mindestens zwei Heizelementen, die von einem gemeinsamen Vorlauf gespeist werden, besteht ein Bedarf, die Zuflussmenge von Heizmedium in jedes der beiden Heizelemente separat voneinander steuern zu können. Meist werden derartige Heizkörper an Raumwänden so montiert, dass das erste Heizelement dem Raum zugewandt ist und das zweite Heizelement der Wand zugewandt ist. Während es im Volllastbetrieb zum möglichst schnellen Aufheizen eines kalten Raumes wünschenswert ist, beide Heizelemente voll mit Heizmedium zu durchströmen, um einen maximalen Wärmeübertrag zu erzielen, soll im Teillastbetrieb möglichst nur die in den Raum gerichtete Strahlungswärme des raumseitigen Heizelements genutzt werden, um die Raumtemperatur zu erhalten und dosiert zu steuern. Das wandseitige Heizelement erzeugt durch die Abschirmung durch das raumseitige Heizelement keine in den Raum gerichtete Strahlungswärme sondern lediglich Konvektionswärme. Ein Großteil der von dem wandseitigen Heizelement erzeugten Wärme wird auf die Wand übertragen. Dadurch wird der Wirkungsgrad des Heizkörpers reduziert.
DE 10 2010 010 541 A1 beschreibt einen Heizkörper, bei dem die beiden Öffnungen zu den beiden Heizelementen durch längs verschiebbare miteinander verbundene Kolben gesteuert werden. Die beiden Kolben werden hierbei durch das Thermoelement eines Thermostatventils bewegt. Im Volllastbereich sind beide Kolben in geöffneter Position. Dies kann beispielsweise in einem unteren Temperaturbereich der Fall sein, in welchem zur schnellen Aufheizung eines kalten Raumes beide Heizelemente voll durchströmt werden sollen. Bei Erreichen einer ersten Grenztemperatur schließt der erste Kolben die Öffnung zu dem wandseitigen Heizelement und der verbleibende Resthub wird zur Steuerung der Durchflussmenge in das raumseitige Heizelement genutzt. Nachteilig ist bei dieser Anordnung, dass der verbleibende Resthub Für die Steuerung der Durchflussmenge in das raumseitige Heizelement zu gering ist, um eine geeignete Regelung der Raumtemperatur zu erreichen. Beispielsweise verbleibt ein Axialhub von lediglich 0,6 mm, um einen Raumtemperaturbereich von 6°C zu regeln. Eine genaue und für einen Menschen angenehme Regelung ist damit erschwert.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte Durchflusssteuerung für einen Heizkörper mit zwei Heizelementen zu schaffen.
Der erfindungsgemäße Anschlusskörper wird definiert durch die Merkmale von Patentanspruch 1.
Demnach ist der Anschlusskörper hohl und ist mit einem vorlaufseitigen Einlass versehen, der mit dem Heizkörpervorlauf dichtend verbunden werden kann. Der Anschlusskörper weist zudem zwei Auslässe auf, von denen der erste Auslass dichtend mit dem ersten, raumseitigen Heizelement und der zweite Auslass dichtend mit dem zweiten, wandseitigen Heizelement verbindbar ist. Eine Verstelleinrichtung verstellt den Durchflussquerschnitt für das erste, raumseitige Heizelement durch translatorisches Verschieben eines Kolbens, beispielsweise in Abhängigkeit von der Ausdehnung des Thermoelements eines Thermostatventils. Durch Rotation einer Steuerhülse wird der Durchflussquerschnitt für das zweite, wandseitige Heizelement verändert. Hierbei ist der Einlass mit beiden Auslässen verbunden, wobei die Durchflussmenge von Heizmedium durch den Einlass über die Kolbenstellung des translatorisch verschiebbaren Kolbens eingestellt wird. Beispielsweise strömt im Falle eines Thermostatventils entsprechend der Ausdehnung des Thermoelements Heizmedium durch den Einlass in den Anschlusskörper hinein. In Abhängigkeit von der Rotationsstellung der Steuerhülse strömt ein Teil dieses Heizmediums durch den zweiten Auslass in das wandseitige Heizelement und der übrige Teil des Heizmediums strömt durch den ersten Auslass in das raumseitige Heizelement.
Hierbei kann der Drehregler eines Thermostatventils derart mit der Steuerhülse verbunden werden, dass in einem bestimmten Winkelbereich ein maximaler Durchfluss von Heizmedium durch den zweiten Auslass in das wandseitige Heizelement erfolgt, während in einem anderen Winkelbereich des Drehreglers kein Heizmedium in das wandseitige Heizelement strömt. Hierbei ist denkbar, dass in einem Winkelbereich, der einem Bereich unterer Raumtemperaturen, beispielsweise zwischen 12°C und 16°C, entspricht der Durchfluss durch den zweiten Auslass in das wandseitige Heizelement maximal ist. In einem Winkelbereich, der höheren Raumtemperaturen des Thermostatventils entspricht, ist der zweite Auslass dann vollständig geschlossen. Die Querschnittsöffnung des zweiten Auslasses kann dann gegebenenfalls in einem Winkelbereich des Drehreglers für Temperaturen zwischen 16°C und 18°C linear reduziert werden, bis der Öffnungsquerschnitt bei ca. 18°C null ist. Entsprechend kann der Öffnungsquerschnitt in einem Drehwinkelbereich des Drehreglers für Raumtemperaturen von 10°C bis 12°C geöffnet werden.
Erfindungsgemäß wird also die Durchflussmenge von Heizmedium in das wandseitige Heizelement durch Rotation der Steuerhülse verstellt. Hierbei steht ein großer Winkelbereich zur Feineinstellung verschiedener Öffnungs- oder Schließstellungen für das wandseitige Heizelement zur Verfügung. Die Einstellung kann dadurch genauer als bei dem begrenzten Axialhub eines Doppelkolbens, der die Zuflüsse zu beiden Heizelementen steuert, erfolgen.
Vorzugsweise durchströmt das Heizmedium zunächst den Einlass des Anschlusskörpers und gelangt von dort zunächst zu dem ersten Auslass für das raumseitige Heizelement und anschließend zu dem zweiten Auslass für das wandseitige Heizelement. Die erste Durchflussöffnung ist derart mit dem ersten Auslass verbunden, dass das Heizmedium durch den Einlass und durch die erste Durchflussöffnung hindurch in das raumseitige Heizelement strömt. In Hauptströmungsrichtung des Heizmediums ist hinter der ersten Durchflussöffnung eine zweite Durchflussöffnung in der Steuerhülse ausgebildet. Der Querschnitt der zweiten Durchflussöffnung kann durch Verdrehen der Steuerhülse verändert werden. Die Steuerhülse ist hierbei derart mit dem zweiten Auslass verbunden, dass durch die zweite Durchlassöffnung gelangendes Heizmedium durch den zweiten Auslass hindurch in den wandseitigen Heizkörper strömt. Vorzugsweise kann der Querschnitt der ersten Durchflussöffnung verstellt werden, um den relativen Anteil des Heizmediums festzulegen, der in das raumseitige Heizelement strömt. Der übrige Anteil strömt dann in Abhängigkeit von der Drehstellung der Steuerhülse in das wandseitige Heizelement.
Vorzugsweise ist der Anschlusskörper aus einem Außengehäuse und aus einem Innengehäuse gebildet. Das Außengehäuse weist den vorlaufseitigen Einlass und die beiden Auslässe sowie eine Steueröffnung für die Steuerhülse und/oder für ein Thermostatventil auf. Bei Bedarf kann die Steuerhülse bzw. das Thermostatventil entfernt werden und ein wie weiter unten beschriebener Entlüftungsstopfen oder ein wie weiter unten beschriebener Entleerungsstopfen in die Steueröffnung eingesetzt werden.
Das Innengehäuse ist von dem Außengehäuse umschlossen und weist eine erste Öffnung auf, die auf der Steueröffnung des Außengehäuses dichtend aufsitzt und mit dieser eine Kurzschlussverbindung bildet. Eine zweite Öffnung des Innengehäuses bildet eine Kurzschlussverbindung mit dem zweiten Auslass. Eine dritte Öffnung des Innengehäuses steht in Fluidverbindung mit dem Einlass. Das heißt, dass durch den Einlass in den Anschlusskörper hineinströmendes Heizmedium bzw. Heizfluid durch die dritte Öffnung in das Innengehäuse einströmen kann.
Der Anschlusskörper weist vorzugsweise einen separaten, entfernbaren Einsatz auf, der den Durchfluss durch den vorlaufseitigen Einlass steuert. Der Einlass kann beispielsweise als Kolben oder als Ventileinsatz ausgebildet sein und die Durchflussmenge in Abhängigkeit von einem verstellbaren Öffnungsquerschnitt verstellen.
Vorzugsweise sind die Steuerhülse und die Steuereinrichtung mit einer Öffnung und mit einem Langloch versehen, die in gegenseitige Deckung in Abhängigkeit von der relativen Rotationsstellung der Steuerhülse gebracht werden können. Bei in vollständige Deckung mit dem Langloch gebrachter Öffnung strömt das Heizmedium durch den zweiten Auslass aus dem Anschlusskörper in das zweite, wandseitige Heizelement. Wenn die Öffnung und das Langloch nicht in Deckung gebracht sind, ist der zweite Auslass verschlossen und kein Heizmedium kann in das zweite, wandseitige Heizelement gelangen.
Ein Entlüftungsstopfen ist vorzugsweise vorgesehen, um entfernbar mit dem Anschlusskörper verbunden zu werden. Im in den Anschlusskörper eingesetzten Zustand verschließt der Entlüftungsstopfen den vorlaufseitigen Einlass und schließt die beiden Auslässe derart kurz, dass Heizmedium von dem ersten Einlass zu dem zweiten Einlass strömt, ohne dass Heizmedium durch den Einlass gelangt. Eine Entlüftungsöffnung ist hierbei vorzugsweise zur Atmosphäre hin vorgesehen. Mit eingesetztem Lüftungsstopfen kann der Anschlusskörper als standardisiertes Bauteil in einem oberen Verbindungsbereich zwischen den Heizelementen eingesetzt werden, um die Heizelemente zu entlüften. Ein separates Bauteil ist dann nicht erforderlich.
In entsprechender Weise kann ein entfernbarer Entleerungsstopfen anstelle des Entlüftungsstopfens, der Steuerhülse und/oder eines Thermostatventils in den Anschlusskörper eingesetzt werden, um den Anschlusskörper in einem vorzugsweise unteren Verbindungsbereich zwischen den Heizelementen als Verbindungselement zu nutzen und dort eine Entleerungsmöglichkeit für die Heizelemente zu schaffen. Hierbei ist der Entleerungsstopfen derart ausgebildet, dass die beiden Auslässe in fluidleitender Verbindung mit dem vorlaufseitigen Einlass stehen und ein Entleeren des Anschlusskörpers und der angeschlossenen Heizelemente durch Entfernen oder Öffnen des Stopfens ermöglicht wird.
Der erfindungsgemäße Anschlusskörper bietet als standardisiertes Bauteil die Möglichkeit, entweder im Bereich des Vorlaufs die Durchflussmenge in jedes der beiden Heizelemente unabhängig voneinander zu steuern. In einem zweiten Bereich kann der Anschlusskörper mit Hilfe des Entlüftungsstopfens als Verbindungselement zwischen den Heizelementen zu deren Entlüftung dienen.
Mit Hilfe des Entleerungsstopfens kann der Anschlusskörper in einem dritten, unteren Bereich des Heizkörpers, beispielsweise auch im Bereich des Rücklaufs, als Verbindungselement zwischen den Heizelementen dienen und eine Entleerung der Heizelemente ermöglichen.
Im Folgenden werden anhand der Figuren Ausführungsbeispiele der Erfindung näher erläutert. Es zeigen:
1 einen Längsschnitt durch den erfindungsgemäßen Anschlusskörper,
2 den Anschlusskörper gemäß 1 mit eingesetzter Einstelleinrichtung,
3 ein erstes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Heizkörpers,
4 das Detail gemäß IV in 3,
5 das Detail gemäß V in 3,
6 das Detail gemäß VI in 3,
7 das Detail gemäß VII in 3,
8 ein zweites Ausführungsbeispiel des Heizkörpers und
9 das Detail gemäß IX in 8.
Der erfindungsgemäße Anschlusskörper 10 besteht gemäß 1 aus einem Außengehäuse 12 und einem Innengehäuse 14. Das Außengehäuse 12 weist einen vorlaufseitigen Einlass 16, einen ersten Auslass 18, einen zweiten Auslass 20 und eine Steueröffnung 22 auf.
Der Einlass 16 ist als kreisrunde Öffnung eines zylindrischen Fortsatzes des Außengehäuses 12 ausgebildet. Der Durchmesser des Einlasses 16 ist zum dichtenden Verbinden mit einem Rohr eines Heizungsvorlaufs von einer Heizung zu einem Heizkörper ausgebildet.
Die beiden Auslässe 18, 20 teilen einen durch den Einlass 16 in den Anschlusskörper 10 gelangenden Fluss des Heizmediums aus dem Heizungsvorlauf in einen ersten Strom für ein raumseitiges Heizelement und in einen zweiten Strom für ein wandseitiges Heizelement auf. Hierbei sind das raumseitige Heizelement und das wandseitige Heizelement Heizelemente eines Doppelheizkörpers, der derart an einer Raumwand angebracht ist, dass das wandseitige Heizelement der Raumwand benachbart ist und dass das raumseitige Heizelement auf der der Raumwand gegenüberliegenden Seite des Heizkörpers gelegen ist.
Die Auslässe 18 und 20 sind als kreisrunde Öffnungen zylindrischer Fortsätze auf einander gegenüberliegenden Seiten des Anschlusskörpers 10 ausgebildet. Die zylindrischen Fortsätze der Auslässe 18 und 20 sind auf einer gemeinsamen Mittellängsachse angeordnet, die quer zu der Mittellängsachse des zylindrischen Fortsatzes des Einlasses 16 angeordnet ist.
Die Steueröffnung 22 ist auf der dem Einlass 16 gegenüberliegenden Seite des Anschlusskörpers 10 als kreisrunde Öffnung eines abstehenden zylindrischen Fortsatzes ausgebildet, dessen Mittellängsachse derjenigen des zylindrischen Fortsatzes des Einlasses 16 entspricht.
Der zylindrische Fortsatz der Steueröffnung 22 ist an seiner Innenfläche mit einem Innengewinde 24 zum Einschrauben einer Verstelleinrichtung, beispielsweise in Form eines Thermostatventils mit einem Ventileinsatz, versehen.
An dem der Steueröffnung 22 gegenüberliegenden Ende des zylindrischen Steueröffnungs-Fortsatzes ist das Innengehäuse 14 als im Wesentlichen zylindrische Hülse einstückig angefügt, deren Innendurchmesser ungefähr dem Innendurchmesser des Steueröffnungsfortsatzes entspricht. Das Innengehäuse 14 weist an seinem der Steueröffnung 22 zugewandten und mit dem Außengehäuse 12 verbundenen Ende eine erste Öffnung 26 auf, deren Durchmesser der Steueröffnung 22 entspricht.
An seinem der Steueröffnung 22 gegenüberliegenden Ende weist das Innengehäuse 14 eine dritte Öffnung 28 mit gegenüber der ersten Öffnung 26 vermindertem Querschnitt auf.
Die Mittelpunkte der Öffnungen 26 und 28 liegen auf der gemeinsamen Mittellängsachse des Innengehäuses 14, des zylindrischen Steueröffnungsfortsatzes und des zylindrischen Einlass-Fortsatzes.
In der zylindrischen Seitenwand des Innengehäuses 14 ist eine zweite Öffnung 30 vorgesehen, die in einen Kurzschlusszylinder 32 mündet, dessen gegenüberliegendes Ende den zweiten Auslass 20 bildet. Der Kurzschlusszylinder 32 ist einstückig mit dem Innengehäuse 14 im Bereich der zweiten Öffnung 30 und mit dem Außengehäuse 12 im Bereich des Auslasses 20 verbunden.
Die Mittellängsachse des Kurzschlusszylinders 32 liegt auf der Mittellängsachse der zylindrischen Fortsätze der Auslässe 18 und 20. Der Kurzschlusszylinder 32 schließt die zweite Öffnung 30 des Innengehäuses 14 und den zweiten Auslass 20 des Außengehäuses 12 kurz.
Das durch den Einlass 16 in den Anschlusskörper 10 einströmende Heizmedium strömt zu einem Teil durch die dritte Öffnung 28 in das Innengehäuse 14 und zu einem anderen Teil durch den ersten Auslass 18 aus dem Anschlusskörper 10 heraus. Das in das Innengehäuse 14 einströmende Fluid kann durch den zweiten Auslass 20 aus dem Anschlusskörper 10 herausströmen. Die Steuerung der Aufteilung des durch den Einlass 16 einströmenden Fluids in separate Ströme zu den Auslässen 18 und 20 wird im Folgenden anhand 2 beschrieben.
2 zeigt den Anschlusskörper 10 gemäß 1 mit eingesetzter Verstelleinrichtung 34. Die Verstelleinrichtung 34 ist durch die Steueröffnung 22 in den Anschlusskörper 10 hineingeschoben und mit dem Innengewinde 24 fest verschraubt. Die Verstelleinrichtung 34 besteht aus einem Thermostatventil 36 und einer Steuerhülse 38. Das Thermostatventil 36 besteht aus einem Drehregler 40 und einem Ventileinsatz 42. Der Drehregler 40 und der Ventileinsatz 42 entsprechen im Wesentlichen denjenigen allgemein bekannter Thermostatventile. Gegenüber den bekannten Thermostatventilen besteht der Unterschied darin, dass die Steuerhülse 38 in den Ventileinsatz 42 eingeschoben ist, von dem Ventileinsatz 42 umschlossen wird und mit dem Drehregler 40 fest verbunden ist. Die Steuerhülse 38 liegt in dem Ventileinsatz 42 derart rotatorisch frei, dass eine Drehung des Drehreglers 40 zu einer Rotation der Steuerhülse 38 innerhalb des Ventileinsatzes 42 um deren gemeinsame Mittellängsachse führt.
Der Ventileinsatz 42 ist innen hohl und aus einem zylindrischen Abschnitt mit vergrößertem Durchmesser im Bereich des Innengehäuses 14 und des zylindrischen Steueröffnungsfortsatzes ausgebildet. Ein zylindrischer Abschnitt des Ventileinsatzes 42 mit geringerem Durchmesser, der geringfügig geringer als der Durchmesser der dritten Öffnung 28 und des Einlasses 16 ist, ist durch die Öffnung 28 hindurch geschoben und ragt aus dieser hervor und bis in den zylindrischen Fortsatz des Einlasses 16 hinein. Der Ventileinsatz 42 ist im Bereich der dritten Öffnung 28 gegenüber dem Innengehäuse 14 und im Bereich des Einlasses 16 gegenüber dem Außengehäuse 12 mit einer Ringdichtung fluiddicht abgedichtet.
Die Steuerhülse 38 weist offene Stirnseiten auf und ist im Bereich der zweiten Öffnung 30 des Innengehäuses 14 mit einem Langloch 44 in dessen Mantelfläche versehen. Das Langloch 44 erstreckt sich über einen Winkelbereich von etwa 60° entlang des äußeren Umfangs der Steuerhülse 38.
Der Ventileinsatz 42 weist im Bereich der zweiten Innengehäuse-Öffnung 30 eine Öffnung 46 in dessen Mantelfläche auf. Durch Rotation der Steuerhülse 38 innerhalb des Ventilsitzes 42 kann das Langloch 44 in Deckung mit der Öffnung 46 gebracht werden. Dies hat zur Folge, dass durch den Einlass 16 in den Anschlusskörper 10 einströmendes Heizmedium durch die offene Stirnseite 48 des Ventileinsatzes 42 in diesen hineinströmt und durch die Öffnung 46 und durch das Langloch 44 in den Kurzschlusszylinder 32 einströmt, wenn das Langloch zumindest zu einem Teil in Deckung mit der Öffnung 46 gebracht ist.
Der Ventileinsatz 42 ist mit einer Durchflussöffnung 50 im Bereich zwischen der offenen Stirnseite 48 und der Öffnung 46 ausgebildet. Das heißt mit anderen Worten, dass die Durchflussöffnung 50 in der äußeren Mantelfläche des Ventileinsatzes 42 im Bereich zwischen dem Einlass 16 und dem zweiten Auslass 20 des Anschlussstücks und im Bereich zwischen dem Einlass 16 und der dritten Öffnung 28 des Innengehäuses 14 ausgebildet ist.
Dies hat zur Folge, dass durch den Einlass 16 in den Anschlusskörper 10 und durch die offene Stirnseite 48 in den Ventileinsatz 42 einströmendes Heizmedium zu einem Teil durch die Durchflussöffnung 50 hindurch zu dem ersten Auslass 18 gelangt, während ein anderer Teil in die Steuerhülse 38 einströmt und bei in Deckung gebrachtem Langloch 44 und Öffnung 46 durch diese hindurch in Richtung zu dem zweiten Auslass 20 strömt.
Bei der Durchflussöffnung 50 kann es sich beispielsweise um die KV-Öffnung eines herkömmlichen Ventileinsatzes handeln, deren Querschnitt zur Einstellung des Volumenstroms regulierbar ist. Der Querschnitt der Öffnung 50 kann durch Verdrehen eines Regulierrings 52 verstellt werden, um den prozentualen Anteil des Flussanteils durch die Durchflussöffnung 50 von dem Gesamtfluidstrom durch den Einlass 16 einzustellen.
Desweiteren ist der Ventileinsatz 42 im Bereich dessen offener Stirnfläche 48 mit einem Innengewinde 54 zum Einschrauben eines herkömmlichen KV-Einsatzes versehen. Mit einem solchen KV-Einsatz kann die Durchflussmenge des Gesamtvolumenstroms durch den Einlass 16 und durch die offene Stirnseite 48 des Ventileinsatzes 42 hindurch eingestellt werden, um den dem Heizkörper, d. h. dem wandseitigen Heizelement und dem raumseitigen Heizelement insgesamt, zugeführten Fluidstrom einzustellen. Diese Einstellung wird vorzugsweise einmalig bei Installation des Heizkörpers vorgenommen und nachträglich nicht mehr verändert.
Der Ventileinsatz 42 weist nach Art eines herkömmlichen Thermostatventils einen Ventilsitz 56 und einen mit diesem Ventilsitz 56 zusammenwirkenden Kolben 58 im Bereich zwischen der offenen Stirnseite 48 und der Durchflussöffnung 50 auf. Der Kolben 58 ist in bekannter Weise mit dem Drehregler 40 des Thermostatventils 36 derart verbunden, dass der Ventilsitz 56 durch den Kolben 58 in Abhängigkeit von der Ausdehnung des Thermoelements je nach Drehstellung des Drehreglers 40 öffnet oder schließt. Hierzu ist der Drehregler 40 in bekannter Weise mit einer Skala von 1–5 entlang seines äußeren Umfangs versehen. Die Drehstellung 3 entspricht bei dieser Skala einer gewünschten Raumtemperatur von ungefähr 20°C. Der Wert 2 entspricht einer gewünschten Raumtemperatur von ungefähr 16°C und der Wert 1 einer gewünschten Raumtemperatur von ungefähr 12°C. In entsprechender Weise markiert der Wert 4 die Drehstellung für eine gewünschte Raumtemperatur von ungefähr 24°C und der Wert 5 die Drehstellung für eine gewünschte Raumtemperatur von ungefähr 28°C.
Der Drehregler 40 ist mit einer zusätzlichen, in den Figuren nicht dargestellten Markierung entlang seines äußeren Umfangs versehen, die den Grad der Überdeckung des Langlochs 44 mit der Öffnung 46 in Abhängigkeit von der jeweiligen Drehstellung des Drehreglers 40 darstellt. Hierbei ist beispielsweise der Bereich zwischen den Werten 1 (entspricht 12°C) und 2,5 (entspricht 18°C) markiert, um zu signalisieren, dass das Langloch 44 und die Öffnung 46 in Drehstellungen des Drehreglers 40 innerhalb dieses Bereichs in Deckung gebracht sind, so dass Heizmedium in diesen Drehstellungen durch den zweiten Auslass 20 in den wandseitigen Heizkörper einströmen kann. Bei dieser Skalierung wird davon ausgegangen, dass eine typische, gewünschte Raumtemperatur bei etwa 20°C liegt. Das Halten dieser Raumtemperatur soll in einem Regelbereich von ±2° Abweichung ausschließlich durch die angenehmere Strahlungswärme des raumseitigen Heizkörpers erfolgen. Das Halten dieser Raumtemperatur entspricht folglich einem Teillastbetrieb des Heizkörpers.
In einem stark ausgekühlten Raum soll hingegen der Heizkörper im Volllastbetrieb mit beiden Heizelementen betrieben werden. Hierzu kann ein zum Beispiel auf 10°C abgekühlter Raum schnell aufgeheizt werden, in dem der Drehregler auf einen Wert zwischen 1 und 2,5 gestellt wird. Bei Einstellen des Drehreglers auf den Wert 2 wird der Raum durch volle Auslastung beider Heizelemente bis auf ungefähr 18°C aufgeheizt. Bei Erreichen dieser Raumtemperatur kann der Benutzer den Drehregler anschließend auf den Wert 3 für die gewünschte Raumtemperatur von etwa 20°C einstellen, wobei die weitere Aufheizung des Raumes bis 20°C dann lediglich unter Verwendung des raumseitigen Heizelements erfolgt.
Denkbar ist auch die Verwendung eines zusätzlichen Lochs in der Mantelfläche der Steuerhülse 38, welches beispielsweise im Bereich der Drehstellung 5 des Drehreglers 40 mit der Öffnung 46 in Deckung gebracht ist. Dadurch kann ein Benutzer zum schnellen Aufheizen eines ausgekühlten Raumes den Drehregler auf den Wert 5, d. h. auf Maximum, einstellen wobei der Raum bis auf die maximal erreichbare Temperatur im Volllastbetrieb des Heizkörpers, d. h. mit beiden Heizelementen, aufgeheizt wird. Hierzu sollte eine entsprechende Markierung im Bereich des Werts 5 auf dem Drehregler 44 vorhanden sein.
Der Erfindung liegt der Gedanke zugrunde, dass das Halten einer für den Menschen angenehmen Raumtemperatur von beispielsweise 20°C in ausreichender Weise lediglich durch das raumseitige Heizelement erfolgen sollte, ohne dass das wandseitige Heizelement benötigt wird. Bei Benutzung nur des raumseitigen Heizelements unter Abschaltung des wandseitigen Heizelements wird diejenige Heizenergie eingespart, die durch Aufheizen der dem wandseitigen Heizelement benachbarten Rauminnenwand verloren geht. Das wandseitige Heizelement sollte aus Energiespargründen lediglich zu einem schnellen Aufheizen eines ausgekühlten Raumes verwendet werden, jedoch nicht zum Halten einer gewünschten Raumtemperatur oder zum Regeln der Raumtemperatur im Bereich weniger Grad Celsius. Zudem erzeugt das durch das raumseitige Heizelement verdeckte wandseitige Heizelement weniger in den Raum gerichtete Strahlungswärme, sondern einen größeren Anteil von Konvektionswärme durch Erhitzen der Raumluft. Folglich ermöglicht die Erfindung neben einer Energieeinsparung zudem, dass das Halten einer gewünschten Raumtemperatur durch Regeln im Bereich weniger Grad um die gewünschte Temperatur herum mit Hilfe der vom Menschen als angenehm empfundenen Strahlungswärme des raumseitigen Heizelements erfolgt.
Verschiedene Verwendungsmöglichkeiten des erfindungsgemäßen Anschlusskörpers 10 in Heizkörpern sind in den 3–9 dargestellt.
Hierbei zeigen die 3 und 8 zwei verschiedene Ausführungsbeispiele des erfindungsgemäßen Heizkörpers 60 mit jeweils einem raumseitigen, in den Figuren vorn dargestellten Heizelement 62 und einem wandseitigen, in den Figuren hinten dargestellten und teilweise verdeckten Heizelement 64. Jeder Heizkörper ist mit einem von der Heizung her geführten Vorlauf 66 und mit einem zurück zu der Heizung hin führenden Rücklauf 68 über jeweils einen erfindungsgemäßen Anschlusskörper 10 verbunden.
Die Erfindung ermöglicht es, mit baugleichen, standardisierten Anschlusskörpern 10 verschiedene Anordnungen von Heizkörpern zu bilden. Hierbei sind in den Figuren jeweils gleiche Heizkörper gezeigt, die sich nur durch die Anschlüsse voneinander unterscheiden. So ist in 3 der Anschluss unten links mit Schutzkappen 67 und in 8 der Anschluss unten rechts mit Schutzkappen 67 verschlossen. Insbesondere kann der Anschlusskörper 10 mit dem Thermostatventil 36 gemäß 2 zum Anschluss an den Vorlauf dienen, wie in 3 oben rechts, in 8 oben links und in 4 im Detail dargestellt. Hierbei strömt das Heizmedium wie oben beschrieben von dem Vorlauf 66 in den Anschlusskörper 10 hinein, wobei der Fluidstrom zu einem Teil durch die Durchlassöffnung 50 hindurch in das raumseitige Heizelement 62 und zu einem anderen Teil durch das Langloch 44 und die Öffnung 46 in das wandseitige Heizelement 64 gelangt. Hierbei zeigt 3 ein Ausführungsbeispiel eines Heizkörpers, dessen vorlaufseitiger Anschluss oben rechts vorgesehen ist, während 8 ein Ausführungsbeispiel zeigt, bei dem der vorlaufseitige Anschluss oben links vorgesehen ist. Der Vergleich der beiden Ausführungsbeispiele zeigt, dass mit denselben Bauteilen, d. h. mit demselben Anschlusskörper 10 und derselben Verstelleinrichtung 34, ein Heizkörper an verschiedene räumliche Gegebenheiten angepasst und angeschlossen werden kann.
In 3 strömt das Heizmedium in beiden Heizelementen ausgehend von dem vorlaufseitigen Anschluss oben rechts in Richtung nach links und nach unten. In entsprechender Weise strömt das Heizmedium bei dem Ausführungsbeispiel gemäß 8 von dem vorlaufseitigen Anschluss oben links in Richtung nach rechts und nach unten. An dem diagonal gegenüberliegenden Ende, also in 3 unten links und in 8 unten rechts, wird das Heizmedium aus den Heizelementen 62, 64 über einen Anschlusskörper 10 dem Rücklauf 68 zugeführt. Dies ist im Detail in 6 dargestellt, wobei die Pfeile in den 3–9 die Strömungsrichtungen des Fluidmediums zeigen.
In 6 strömt das Heizmedium aus dem wandseitigen Heizelement 64 durch den Auslass 20 in den Anschlusskörper 10 hinein und wird über den Einlass 16 dem Rücklauf 68 zugeführt. Entsprechend wird das Heizmedium aus dem raumseitigen Heizelement 62 über dem Auslass 18 den Anschlusskörper 10 und über den Einlass 16 dem Rücklauf 68 zugeführt. Hierbei verhindert ein in die Steueröffnung 22 des Anschlusskörpers 10 eingesetzter Entleerungsstopfen 70 ein Austreten von Heizmedium durch die Steueröffnung 22. Durch Entfernen des Entleerungsstopfens 70 oder durch öffnen einer in 6 nicht dargestellten Öffnung des Entleerungsstopfens 70 kann zur Entleerung des Heizkörpers Heizmedium dosiert und kontrolliert abgeleitet werden.
An dem dem Anschluss des Vorlaufs gegenüberliegenden Ende am oberen Rand des Heizkörpers, also in 3 oben links und in 8 oben rechts, ist der Anschlusskörper 10 gemäß 5 eingesetzt, um die beiden Heizelemente 62, 64 miteinander zu verbinden und eine Entlüftungsmöglichkeit für die Heizelemente zu schaffen. Hierzu ist der Auslass 20 des Anschlusskörpers 10 mit dem wandseitigen Heizelement 64 und der Auslass 18 mit dem raumseitigen Heizelement 62 verbunden. Ein Entlüftungsstopfen 72 ist hierbei in die Steueröffnung 22 des Anschlusskörpers 10 dichtend eingeschoben. Der Entlüftungsstopfen 72 weist eine in das Innengehäuse 14 hineinragende Hülse 74 auf, die ein Entlüften ermöglicht, ohne dass Fluid bzw. Heizmedium aus dem Heizkörper austritt.
In den 3 und 8 sind jeweils die beiden oberen Anschlusskörper 10 gemäß IV und V an ihren Auslässen 16 durch ein Querverbindungsrohr 74 miteinander verbunden. In das Querverbindungsrohr 74 mündet in 3 oben rechts und in 8 oben links das vertikale Anschlussrohr des Vorlaufs 66 und an der jeweils gegenüberliegenden Seite ist ein entsprechendes Vertikalrohr unten mit einer Verschlusskappe 67 verschlossen. In entsprechender Weise sind die beiden unteren Anschlusskörper 10, VI und VII bzw. IX in den 3 und 8 durch ein Querrohr 76 miteinander verbunden. Das Querrohr 76 ist in 3 rechts unten mit dem Vertikalrohr des Rücklaufs 68 und in 8 links unten mit dem Vertikalrohr des Rücklaufs 68 verbunden. Das jeweils gegenüberliegende Ende des Querrohrs 76 ist in 3 links unten und in 8 rechts unten mit einem entsprechenden Vertikalrohr verbunden, dessen unteres Ende ebenfalls mit einer Verschlusskappe 67 verschlossen ist. Auf diese Weise kann ein und derselbe Heizkörper auf verschiedene Weisen und räumliche Gegebenheiten angeschlossen werden. Während 3 den Heizkörper mit Anschluss auf der rechten Seite zeigt, zeigt 8 denselben Heizkörper unter Verwendung derselben Anschlusskörper 10 mit linksseitigem Anschluss.
In 7 ist für das Ausführungsbeispiel in 3 der Anschluss des Heizkörpers 60 an den Rücklauf 68 zur Heizung im Detail dargestellt. Hierzu wird der in 3 rechts unten dargestellte Anschlusskörper 10 mit dem in 6 dargestellten und erläuterten Entleerungsstopfen 70 versehen, der den Auslass 18 zu dem raumseitigen Heizelement 62 verschließt, sodass nur das Heizmedium aus dem wandseitigen Heizelement dem Rücklauf 68 zugeführt wird. Auf diese Weise wird verhindert, dass Heizmedium aus dem oberhalb, in 3 oben rechts angeordneten Vorlauf-Anschlusskörper 10 durch das raumseitige Heizelement 62 senkrecht nach unten zu dem Anschlussstück gemäß 7 und von dort in den Rücklauf 68 strömt, ohne Wärmeenergie über die Heizelemente 62 und 64 abgegeben zu haben.
Lediglich das am gegenüberliegenden, in 3 links unten dargestellten unteren Ende ist der Entleerungsstopfen 70 derart ausgebildet, dass Heizmedium aus dem raumseitigen Heizelement 62 dem Rücklauf 68 zugeführt wird, weil das Heizmedium an dieser Stelle das raumseitige Heizelement 62 bereits diagonal von rechts oben nach links unten durchströmt hat und hierbei Wärme abgegeben hat.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102010010541 A1 [0003]

Claims

Anschlusskörper (10) für einen Heizkörper (60) mit mindestens zwei Heizelementen (62, 64), mindestens einem Vorlauf (66) und mindestens einem Rücklauf (68), wobei der Anschlusskörper (10) hohl ist und einen vorlaufseitigen Einlass (16) zum Verbinden mit dem Vorlauf (66), einen ersten Auslass (18) zum Verbinden mit einem ersten Heizelement (62) und einen zweiten Auslass (20) zum Verbinden mit dem zweiten Heizelement (64) aufweist, wobei der Anschlusskörper (10) eine Verstelleinrichtung (34) zum Verstellen der Durchflussmenge von Heizmedium durch den Einlass (16) und durch mindestens einen der beiden Auslässe (18, 20) aufweist, wobei die Verstelleinrichtung (34) die Durchflussmenge durch den Einlass (16) durch translatorisches Verschieben eines Kolbens (58) steuert, dadurch gekennzeichnet, dass die Verstelleinrichtung (34) die Durchflussmenge durch den zweiten Auslass (20) durch Rotation einer Steuerhülse (38) verstellt.
Anschlusskörper (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Verstelleinrichtung (34) ein Thermostatventil (36) mit einem Drehregler (40) ist, der derart rotatorisch mit der Steuerhülse (38) verbunden ist, dass eine Rotation des Drehreglers (40) die Durchflussmenge durch den zweiten Auslass (20) verändert.
Anschlusskörper (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine zu dem ersten Auslass (18) hin gerichtete erste Durchflussöffnung (50) in Durchströmungsrichtung zwischen dem Einlass (16) und dem zweiten Auslass (20) ausgebildet ist.
Anschlusskörper (10) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Querschnitt der ersten Durchflussöffnung (50) durch Rotation verstellbar ist.
Anschlusskörper (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Anschlusskörper (10) ein den Einlass (16) und die beiden Auslässe (18, 20) aufweisendes Außengehäuse (12) mit einer Steueröffnung (22) aufweist, wobei in dem Außengehäuse (12) ein Innengehäuse (14) mit einer ersten Öffnung (26), die in Kurzschlussverbindung mit der Steueröffnung (22) steht, und mit einer zweiten Öffnung (30), die in Kurzschlussverbindung mit dem zweiten Auslass (20) steht, vorgesehen ist und wobei eine dritte Öffnung (28) in Fluidverbindung mit dem Einlass (16) steht.
Anschlusskörper (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Einlass (16) einen Einsatz (42) zum Verstellen des Durchflussquerschnitts aufweist.
Anschlusskörper (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerhülse (38) mit einer Öffnung (46) versehen ist, die durch Rotation in Deckung mit einer mit dem zweiten Auslass (20) verbundenen Öffnung (44) der Verstelleinrichtung (34) bringbar ist.
Anschlusskörper (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Anschlusskörper (10) einen abnehmbaren, den vorlaufseitigen Einlass (16) verschließenden Entlüftungsstopfen (72) aufweist, der die beiden Auslässe (18, 20) im eingesetzten Zustand kurzschließt, und eine Entlüftungsöffnung zur Atmosphäre hin aufweist.
Anschlusskörper (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Anschlusskörper (10) einen entfernbaren Entleerungsstopfen (70) aufweist, der im eingesetzten Zustand eine Fluidverbindung zwischen den beiden Auslässen (18, 20) und dem vorlaufseitigen (16) Einlass ermöglicht und ein Entleeren des Anschlusskörpers (10) und angeschlossener Heizelemente (62, 64) durch Entfernen oder Öffnen des Entleerungsstopfens (70) erlaubt.
Heizkörper (60) mit mindestens zwei Heizelementen (62, 64), mindestens einem die Heizelemente (62, 64) verbindenden Vorlauf (66) und mindestens einem die beiden Heizelemente (62, 64) verbindenden Rücklauf (68) und einem Anschlusskörper (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
Heizkörper (60) nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass ein Anschlusskörper (10) mit einem Thermostatventil (36) im Bereich der vorlaufseitigen Verbindung zwischen den Heizelementen (62, 64) und ein Anschlusskörper (10) mit einem Entleerungsstopfen (70) im Bereich der rücklaufseitigen Verbindung zwischen den Heizelementen (62, 64) vorgesehen ist.
Heizkörper (60) nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein weiterer Anschlusskörper (10) mit einem Entlüftungsstopfen (72) im Bereich mindestens einer weiteren Verbindung zwischen den beiden Heizelementen (62, 64) und/oder mindestens ein weiterer Anschlusskörper (10) mit einem Entleerungsstopfen (70) im Bereich einer weiteren Verbindung zwischen den beiden Heizelementen (62, 64) vorgesehen ist.