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Die Erfindung betrifft einen Sammelbalken sowie einen Heizkreisverteiler gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 bzw. 8.
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Aus dem
Katalog „SORTIMENT 2013 HYDRAULISCHER ABGLEICH | VERTEILERTECHNIK | SYSTEMTECHNIK | ARMATURENTECHNIK" der Taconova Group AG ist unter dem Namen „TACOSYS HIGH END" ein Fußbodenheizungsverteiler bekannt (siehe dortige Seiten 50 und 64), wobei der Sammelbalken des Rücklaufs für jeden Heizkreis ein Abgleich- und Absperrventil umfasst, an welchem eine visuelle Durchflusskontrolle anhand eines sich in einem Schauglas bewegenden Schwimmers möglich ist.
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Es ist Aufgabe der Erfindung, einen Sammelbalken für einen Heizkreisverteiler und einen Heizkreisverteiler vorzuschlagen, welcher eine volumenstrombasierte Regelung einer Heizungsanlage bzw. Warmwasserheizung mit einer Vielzahl von Heizkreisen ermöglicht. Weiterhin ist es Aufgabe der Erfindung eine elektronische Volumenstrommesseinrichtung auf einfache Weise an einem rohrartigen Gehäuse zu verbauen und ein zuverlässiges Arbeiten der Volumenstrommesseinrichtung sicher zu stellen.
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Diese Aufgabe wird ausgehend von den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1 bzw. 8 durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 bzw. 8 gelöst. In den jeweiligen Unteransprüchen sind vorteilhafte und zweckmäßige Weiterbildungen angegeben.
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Hinsichtlich eines Sammelbalkens, welcher insbesondere als an einen Rücklauf einer Warmwasserheizung anschließbarer Sammelbalken für einen Heizkreisverteiler ausgebildet ist, welcher ein rohrartig ausgebildetes Gehäuse umfasst, welches sich in Richtung einer Längsachse erstreckt und für wenigstens zwei Heizkreise jeweils eine Anschlusseinrichtung umfasst und welcher wenigstens eine Volumenstrommesseinrichtung umfasst, sieht die Erfindung vor, die Volumenstrommesseinrichtung als elektronische Volumenstrommesseinrichtung auszubilden, welche Messwerte elektronisch ausgibt. Mit einem derartigen Sammelbalken ist es möglich, die für die Heizkreise erfassten Messwerte an eine Regelung einer Heizungsanlage bzw. Warmwasserheizung weiterzuleiten, in welcher der Sammelbalken verbaut ist. Somit kann von der Regelung auf sich in den einzelnen Heizkreisen verändernde Volumenströme reagiert werden und es ist nicht nur eine feste Einstellung der Heizungsanlage bzw. Warmwasserheizung vornehmbar, welche auf einer an Volumenstrommesseinrichtungen abgelesenen Messwerten für die Heizkreise basiert.
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Es ist weiterhin vorgesehen, jede Anschlusseinrichtung mit zwei sich diametral gegenüberliegenden Anschlussstutzen auszustatten, wobei die Volumenstrommesseinrichtung bzw. die Volumenstrommesseinrichtungen derart an dem Gehäuse montiert sind, dass eine erste Komponente der Volumenstrommesseinrichtung durch den ersten Anschlussstutzen einer der Anschlusseinrichtungen in einen Innenraum des Gehäuses des Sammelbalkens geführt und mit dem ersten Anschlussstutzen verbunden ist und dass eine zweite Komponente der Volumenstrommesseinrichtung durch den zweiten, dem ersten Anschlussstutzen gegenüber liegenden Anschlussstutzen in den Innenraum des Gehäuses Sammelbalkens geführt und mit dem zweiten Anschlussstutzen verbunden ist, wobei die zweite Komponente im montierten Zustand in dem Innenraum des Gehäuses des Sammelbalkens einen Endabschnitt der ersten Komponente rohrartig umgreift und wobei die beiden Komponenten in dem Innenraum des Gehäuses des Sammelbalkens einen abschnittsweise quer zu der Längsachse des Gehäuses des Sammelbalkens ausgerichteten Einströmkanal bilden. Bei einer derartigen Ausbildung der Volumenstrommesseinrichtung aus zwei in dem Gehäuse fixierbaren und insbesondere einschraubbaren Komponenten ist deren Montage in Folge des Erfordernisses herkömmlicher Montageschritte einfach, schnell und fehlerarm durchführbar. Hierbei ist es insbesondere vorgesehen, zunächst die zweite Komponente der Volumenstrommesseinrichtung zu montieren und dann die erste Komponente der Volumenstrommesseinrichtung zu montieren. Bei einem derartigen Vorgehen wird die erste Komponente dann bei der Montage durch die bereits montierte zweite Komponente geführt, so dass die beiden Komponenten sich hierbei dann langsam und damit schonend ineinander schieben.
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Es ist vorgesehen, dass Wasser der Warmwasserheizung von der zweiten Komponente durch den Einströmkanal in den Innenraum des Gehäuses des Sammelbalkens strömt. Hierdurch ist über die Volumenmesseinrichtung ein Einleiten von rückströmendem Heizungswasser in das Gehäuse des Sammelbalkens möglich, so dass hierzu keine zusätzlichen Bauteile verbaut werden müssen.
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Im montierten Zustand öffnet sich der Einströmkanal durch eine Auslassöffnung in seiner ersten Komponente in Richtung von aus dem Gehäuse des Sammelbalkens abströmendem Wasser. Durch eine derartige Orientierung des Einströmkanals wird vermieden, dass sich vor der Auslassöffnung des Einströmkanals durch einen Rückstau ein Druck aufbaut, durch welchen die Messwerte der Volumenmesseinrichtung verfälscht werden.
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Weiterhin ist es vorgesehen, dass in dem Einströmkanal ein Messkanal ausgebildet ist und dass der Messkanal quer zu der Längsachse des Gehäuses ausgerichtet ist. Hierdurch ist ein länglicher und damit kompakter und die Montage erleichternder Aufbau der Volumenstrommesseinrichtung möglich. Insbesondere können hierdurch die Durchmesser der Anschlussstutzen klein gehalten werden.
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Es ist weiter vorgesehen, eine der Komponenten mit elektronischen Bauteilen auszustatten und die andere Komponente frei von elektronischen Bauteilen als rein mechanische Komponente auszubilden. Hierdurch müssen keine elektrischen Kontakte oder Funkverbindungen zwischen den beiden Komponenten der Volumenstrommesseinrichtung hergestellt werden und hierdurch ist im Fall einer elektrotechnischen Störung der Austausch der Komponente mit den elektronischen Bauteilen ausreichend und somit schnell durchführbar.
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Es ist auch vorgesehen, die erste Komponente der Volumenstrommesseinrichtung mit einer Messeinheit auszustatten, durch welche ein Volumenstrom des rückströmenden Heizungswassers in dem Messkanal erfassbar ist, wobei die Messeinheit insbesondere als Ultraschall-Durchflussmengensensor ausgebildet ist und wobei in dem Einströmkanal der Messkanal in Form einer Messbucht ausgebildet ist. Hierdurch lässt sich die Durchflussmenge in der erforderlichen Genauigkeit erfassen.
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Der erfindungsgemäße Heizkreisverteiler umfasst einen an einen Vorlauf einer Warmwasserheizung anschließbaren Verteilerbalken und einen an einen Rücklauf der Warmwasserheizung anschließbaren Sammelbalken, wobei der Sammelbalken entsprechend wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 7 ausgebildet ist. Hierdurch weist der Heizkreisverteiler auch die jeweils oben angegebenen Vorteile auf.
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Es ist vorgesehen, den Verteilerbalken für wenigsten einen Heizkreis mit einem elektronisch kontrollierbaren Ventil auszustatten. Hierdurch ist der Heizkreisverteiler geeignet Regelsignale umzusetzen, welche auf der Basis der Messwerte seiner Volumenmesseinrichtungen erzeugt werden.
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Schließlich ist es vorgesehen, den Heizkreisverteiler für wenigstens zwei anschließbare Heizkreise an seinem Sammelbalken mit jeweils einer elektronischen Volumenstrommesseinrichtung und an seinem Verteilerbalken für die wenigstens zwei anschließbaren Heizkreise mit jeweils einem elektronisch kontrollierbaren Ventil auszustatten. Hierdurch ist der Heizkreisverteiler geeignet alle seine Heizkreise bezüglich des jeweiligen Volumenstroms ständig zu überwachen und ständig zu regeln.
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Weitere Einzelheiten der Erfindung werden in der Zeichnung anhand von schematisch dargestellten Ausführungsbeispielen beschrieben.
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Hierbei zeigt:
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1: eine perspektivische Ansicht eines Gehäuses eines Sammelbalkens;
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2: eine Teilansicht des in der 1 gezeigten Gehäuses, wobei zusätzliche eine erste und eine zweite Komponente einer Volumenmesseinrichtung gezeigt sind;
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3: eine geschnittene Seitenansicht des Sammelbalkens bei an dem Gehäuse vollständig montierter Volumenmesseinrichtung und
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4: eine Detailansicht der 3 bei ausgeblendeter zweiter Komponente der Volumenmesseinrichtung.
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In der 1 ist in perspektivischer Ansicht ein Gehäuse 2 eines Sammelbalkens 1 gezeigt. Das Gehäuse 2 umfasst drei Anschlusseinrichtungen 3, 4 und 5. Hierbei umfasst jede der Anschlusseinrichtungen 3, 4, 5 einen ersten Anschlussstutzen 3a, 4a, 5a und einen diesem jeweils gegenüberliegenden, in der 1 nicht sichtbaren zweiten Anschlussstutzen 3b, 4b, 5b. In der 3 ist die Anschlusseinrichtung 3 mit ihren beiden Anschlussstutzen 3a und 3b sichtbar. Das rohrartig ausgebildete Gehäuse erstreckt sich entlang einer Längsachse L2 und weist an beiden Enden jeweils einen Anschlussflansch 6 bzw. 7 auf. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist es vorgesehen, den rechten Anschlussflansche 7 durch einen nicht dargestellten Stopfen zu verschließen und das Gehäuse 2 mit seinem linken Anschlussflansch an eine nicht dargestellte Warmwasserheizung bzw. Heizungsanlage anzuschließen, so dass rückströmendes Wasser aus dem Gehäuse 2 zu einem Wärmetauscher der Warmwasserheizung strömen kann, um dort wieder erwärmt zu werden.
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In der 2 ist das in der 1 gezeigten Gehäuse 2 nochmals in Teilansicht gezeigt. Der Sammelbalken 1 umfasst neben dem Gehäuse 2 auch eine elektronische Volumenstrommesseinrichtung 8, welche in der 2 ebenfalls dargestellt ist. Hierbei ist die elektronische noch nicht an dem Gehäuse 2 montiert. Die elektronische Volumenstrommesseinrichtung 8 umfasst eine erste, mehrteilige Komponente 9, welche in Explosionsansicht oberhalb des Anschlussstutzens 3a gezeigt ist, und eine zweite Komponente 10, welche unterhalb des Anschlussstutzens 3b abgebildet ist. Beide Anschlussstutzen 3a, 3b der Anschlusseinrichtung 3 weisen nicht dargestellte Muttergewinde auf und ermöglichen so ein Einschrauben der beiden Komponenten 9, 10 in das Gehäuse 2 und damit auch in einen Innenraum 11 des Gehäuses 2, wobei die beiden Komponenten 9, 10 hierzu jeweils ein nicht näher dargestelltes Außengewinde aufweisen. Hierbei wird die erste Komponente 9 derart eingeschraubt, dass sich diese in eine Pfeilrichtung y‘ in das Gehäuse 2 bewegt und wird die zweite Komponente 10 derart eingeschraubt, dass sich diese in eine der Peilrichtung y‘ entgegen gesetzte Pfeilrichtung y in das Gehäuse bewegt.
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Bei der ersten Komponente 9 handelt es sich um diejenige Komponente, welche auch ein elektronisches Bauteil 12 umfasst, welches eine Messeinheit 13 bildet und konkret als ein insbesondere mit piezoelektrischen Elementen arbeitender Ultraschall-Durchflussmengensensor 14 ausgebildet ist, der die elektronische Volumenstrommesseinrichtung 8 bildet. Hierbei umfasst die Komponente 9 als weiteres elektronisches Bauteil 15 noch eine nicht näher dargestellte Elektronik 16, von welcher der Ultraschall-Durchflussmengensensor 14 betrieben wird und von welcher Messdaten drahtgebunden oder drahtlos an eine Regeleinrichtung der Heizungsanlage bzw. der Warmwasserheizung weiterleitbar sind. Bei der zweiten Komponente 10 handelt es sich um diejenige Komponente, welche nur mechanische Komponenten umfasst. Die elektronische Volumenstrommesseinrichtung 8 umfasst somit das elektronische Bauteile 12, welches als Messeinheit 13 ausgebildet ist, und umfasst somit auch das elektronische Bauteil 15, welches als Elektronik 16 ausgebildet ist.
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In der 3 ist nun in geschnittener Seitenansicht des Sammelbalkens 1 die an dem Gehäuse 2 vollständig montierter Volumenmesseinrichtung 8 (ebenfalls im Schnitt) gezeigt. Die erste Komponente 9 der Volumenmesseinrichtung 8 ist nun nicht mehr wie in der 2 in Explosionsansicht gezeigt, sondern vollständig zusammengesetzt dargestellt. Hierbei ist die erste Komponente 9 entsprechend ihrer Darstellung als ein Bauteil handhabbar. Die erste Komponente 9 umfasst einen Adapter 9a, welcher unabhängig von den übrigen Bauteilen der ersten Komponente 9 oder zusammen mit diesen gehandhabt und insbesondere in das Gehäuse 2 ein- und ausgeschraubt werden kann.
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Die zweite Komponente 10 umfasst einen rohrartig ausgebildeten Endabschnitt 10a, welcher im montierten Zustand in den Innenraum 11 des Gehäuses 2 ragt. Dieser Endabschnitt 10a weist eine Längsachse L10a auf und erstreckt sich in Richtung einer Längsachse L9b eines stiftförmigen Endabschnitts 9b der ersten Komponente 9 der elektronischen Volumenstrommesseinrichtung 8. Hierbei sind die beiden Endabschnitte 10a und 9b derart aufeinander abgestimmt, dass sich der Endabschnitt 9b in den Endabschnitt 10a erstreckt und hierbei der rohrartige Endabschnitt 10a mit einer Innenwand 17 derart bündig an einer Außenwand 18 des stiftförmigen Endabschnitts 9b anliegt, dass der stiftförmige Endabschnitt 10a durch den rohrartigen Endabschnitt 10a stabilisierend und abdichtend ummantelt ist und die erste und die zweite Komponente 9, 10 der elektronischen Volumenstrommesseinrichtung 8 einen Einströmkanal 19 bilden.
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In dem Einströmkanal 19 ist zwischen einer Einlassöffnung 20 und einer Auslassöffnung 21 ein Messkanal 22 in Form einer Messbucht 22a ausgebildet. Der Einströmkanal 19 mündet hierbei über die an der ersten Komponente 9 ausgebildete Auslassöffnung 21 in eine Richtung x‘ in den Innenraum 11, in welche auch das Wasser aus dem Gehäuse 2 in Richtung von dessen Längsachse L2 ausströmt. Die Auslassöffnung 21 ist mit ihrem Querschnitt senkrecht zu der Längsachse L10a der zweiten Komponente 10 ausgerichtet. In der Messbucht 22a liegen sich zwei Bestandteile 14a, 14b des Ultraschall-Durchflussmengensensors 14 nämlich Sender und Reflektor gegenüber. Der Ultraschall-Durchflussmengensensors 14 misst die mittlere Fließgeschwindigkeit des rückströmenden Wassers auf der Basis der Laufzeitdifferenz seiner Schallimpulse und ermittelt dann auf der Basis eines bekannten Strömungsquerschnitts der Messbucht 22a ein Durchflussvolumen pro Zeiteinheit.
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Die erste Komponente 9 und die zweite Komponente 10 sind derart aufeinander abgestimmt, dass diese sich so gegeneinander abdichten, dass das Wasser nur so strömen kann, dass es die in der ersten Komponente 9 ausgebildete Auslassöffnung 21 und die zwischen erster und zweiter Komponente 9, 10 ausgebildete Einlassöffnung 20 durchströmen muss.
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Eine die Bucht 22 durchlaufende Messstrecke 23 ist somit im montierten Zustand der elektronischen Volumenstrommesseinrichtung 8 quer zu einer Längsachse L2 des Gehäuses 2 ausgerichtet. Hierbei strömt Wasser etwa in Richtung der die Bucht 22 durchlaufenden Messstrecke 23 in die Bucht ein und quer zu der die Bucht 22 durchlaufenden Messstrecke 23 aus der Bucht 22 aus.
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Um ausgehend von der 3 die erste Komponente 9 und die zweite Komponente 10 der elektronischen Volumenstrommesseinrichtung 8 besser unterscheiden zu können, ist in der 4 die Darstellung der 3 nochmals bei ausgeblendeter zweiter Komponente 10 gezeigt. In dieser Ansicht wird im Vergleich zu der 3 nochmals deutlich wie der Einströmkanal 19 insbesondere im Bereich seiner Einlassöffnung 20 durch die beiden Komponenten 9 und 10 gebildet ist.
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Ein nicht dargestellter Heizkreisverteiler umfasst einen an einen Vorlauf einer Warmwasserheizung anschließbaren Verteilerbalken und einen an einen Rücklauf der Warmwasserheizung anschließbaren Sammelbalken wie dieser oben beschrieben ist. Der Verteilerbalken umfasst für wenigsten einen Heizkreis ein elektronisch kontrollierbares Ventil.
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Ein weiterer nicht dargestellter Heizkreisverteiler umfasst einen an einen Vorlauf einer Warmwasserheizung anschließbaren Verteilerbalken und einen an einen Rücklauf der Warmwasserheizung anschließbaren Sammelbalken wie dieser oben beschrieben ist. Der Heizkreisverteiler umfasst für wenigstens zwei anschließbare Heizkreise an seinem Sammelbalken jeweils eine elektronische Volumenstrommesseinrichtung und umfasst an seinem Verteilerbalken für die wenigstens zwei anschließbaren Heizkreise jeweils ein elektronisch kontrollierbares Ventil.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Sammelbalken
- 2
- Gehäuse
- 3
- Anschlusseinrichtung
- 3a, 3b
- Anschlussstutzen von 3
- 4
- Anschlusseinrichtung
- 4a, 4b
- Anschlussstutzen von 3
- 5
- Anschlusseinrichtung
- 5a, 5b
- Anschlussstutzen von 3
- 6, 7
- Anschlussflansch
- 8
- Volumenstrommesseinrichtung
- 9
- erste Komponente von 8
- 9a
- Adapter von 9
- 9b
- stiftförmiger Endabschnitt von 9
- 10
- zweite Komponente von 8
- 10a
- rohrartiger Endabschnitt von 10
- 11
- Innenraum
- 12
- elektronisches Bauteil
- 13
- Messeinheit
- 14
- Ultraschall-Durchflussmengensensor
- 15
- elektronisches Bauteil
- 16
- Elektronik
- 17
- Innenwand von 10a
- 18
- Außenwand von 9b
- 19
- Einströmkanal
- 20
- Einlassöffnung zwischen 9 und 10
- 21
- Auslassöffnung an 9
- 22
- Messkanal
- 22a
- Messbucht
- L2
- Längsachse von 2
- L9b
- Längsachse von 9b
- L10a
- Längsachse von 10a
- x, x'
- Raumrichtung
- y, y'
- Raumrichtung
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
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Zitierte Nicht-Patentliteratur
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- Katalog „SORTIMENT 2013 HYDRAULISCHER ABGLEICH | VERTEILERTECHNIK | SYSTEMTECHNIK | ARMATURENTECHNIK“ der Taconova Group AG ist unter dem Namen „TACOSYS HIGH END“ ein Fußbodenheizungsverteiler bekannt (siehe dortige Seiten 50 und 64) [0002]
