Die Erfindung bezieht sich auf einen Hahnblock mit einem Vor
lauf- und einem Rücklaufstutzen zum Anschluss entsprechender
Rohrleitungen eines Warmwasser-Heizungskreislaufs an einen
Heizkörper.
In großen komplexen Heizungsanlagen ist der hydraulische Ab
gleich bzw. die Einstellung der Heizmittelmengen am Heizkör
per sehr aufwendig und zeitraubend. Bekannt sind die Vorein
stellung im Ventil und die Voreinstellung und Messung im Vor
lauf sowie Rücklauf am Heizkörper und im Rohrleitungssystem.
Um eine kontrollierte und exakte Voreinstellung der Durch
flussmenge eines Heizkörpers zu gewährleisten, sind Druckdif
ferenz-Messeinrichtungen entwickelt worden. Aus der
EP 0 126 697 A1 ist ein solches Druckdifferenz-Messgerät bekannt, wel
ches zwei Messsonden aufweist. Außerhalb eines Ventils wird
eine Messsonde an der Eingangsseite und eine Messsonde an der
Ausgangsseite einer zu messenden Anlage angebracht und der
Differenzdruck gemessen, in dessen Abhängigkeit das Ventil
entsprechend kontrolliert wird. Zum Anschluss dieses Druck
differenz-Messgerätes ist es erforderlich, in den Rohrleitun
gen des Warmwasser-Heizungskreislaufs zusätzliche Messstutzen
zu installieren.
Es ist Aufgabe der Erfindung, einen Hahnblock der eingangs
genannten Art zu schaffen, der neben der bekannten Absperrung
der Rohrleitungen gegenüber dem Heizkörper eine Funktion zur
Optimierung des Betriebs einer Heizungsanlage umfasst.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass dem
Vorlaufstutzen eine Einrichtung zur Differenzdruckmessung des
Warmwassers zugeordnet ist.
Durch die Einrichtung zur Differenzdruckmessung ist es mög
lich, ohne zusätzlichen Arbeitsaufwand den Volumenstrom des
Warmwassers im Vorlauf einer Heizungsanlage an dem zugeordne
ten Heizkörper zu bestimmen und mit dem ermittelten Messer
gebnis einen hydraulischen Abgleich vorzunehmen, um optimier
te Betriebskennwerte einzustellen bzw. Fehler in der Hei
zungsanlage zu analysieren. Darüber hinaus ist es nicht er
forderlich, zusätzliche Bauteile, die eine Differenzdruckmes
sung ermöglichen, zu installieren.
Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist
der Rücklaufstutzen ein Stellorgan für die Regulierung des
Volumenstroms des Warmwassers auf. Somit ist eine Regulierung
des Volumenstroms des Warmwassers direkt mit dem Hahnblock
sichergestellt und ein relativ hohe Energieeinsparung durch
eine optimierte Heizmittelmenge, die den zugeordneten Heiz
körper durchströmt, sichergestellt, wobei der Hahnblock ins
gesamt einen relativ kompakten und kostengünstig zu fertigen
den Aufbau aufweist. Durch den konstanten Volumenstrom des
Warmwassers, der unmittelbar auf die Leistung des zugeordne
ten Heizkörpers und damit auf den tatsächlichen Heizbedarf
des Raumes abgestimmt wird, ist auch eine längere Lebensdauer
des Gesamtsystems, insbesondere der zugeordneten Pumpen, ge
währleistet.
Zweckmäßigerweise ist die Einrichtung zur Differenzdruckmes
sung mit zwei als Messstutzen ausgebildeten Absperrstutzen
gekoppelt. Somit ist das als Gussteil, Pressmessingteil oder
dergleichen ausgebildete Gehäuse des Hahnblocks relativ
leicht zu fertigen, da keine zusätzlichen Stutzen ausgeformt
werden müssen.
Um das Absperren bzw. Regulieren des Warmwassers des Rohrlei
tungssystems gegenüber dem zugeordneten Heizkörper sicherzu
stellen, nimmt ein erster Messstutzen ein dem Vorlaufstutzen
zugeordnetes Absperrorgan auf und ein zweiter Messstutzen das
dem Rücklaufstutzen zugeordnete Stellorgan.
Zur Vermeidung von Abweichungen durch Umrechnungsfehler bei
der Ermittlung des Volumenstroms bzw. des Differenzdrucks ist
bevorzugt eine Messblende zwischen einem zylindrischen Ansatz
des Absperrorgans sowie einer koaxial dazu ausgebildeten
durchströmten Bohrung des Vorlaufstutzens ausgebildet, wobei
in das Absperrorgan eine im Vorlaufstutzen angeordnete Mess
öffnung eingelassen ist. Sonach wird eine fest kalibrierte
Messblende bereitgestellt, die eine Messwertermittlung unab
hängig vom Öffnungsweg des Absperrorgans sichergestellt. In
der Messöffnung steht der zu messende Druck des Warmwassers
an. Selbstverständlich sind das Absperrorgan und das Stellor
gan gegen Absperrorgane und Stellorgane mit anderer Messcha
rakteristik austauschbar. Somit erfolgt eine Auswahl des ge
eigneten Absperrorgans bzw. Stellorgans beispielsweise in Ab
hängigkeit von dem die Heizungsanlage durchströmenden Volu
menstrom.
Vorteilhafterweise weist das Absperrorgan zwischen seinem zy
lindrischen Ansatz und der Messöffnung einen zu einer zuge
ordneten Anlagefläche der Bohrung korrespondierenden Konus
sowie eine erste Messbohrung zur abgedichteten Aufnahme einer
ersten Messnadel auf. Wenn der Konus mit der zugeordneten An
lagefläche in Kontakt gebracht wird, gelangt kein Warmwasser
aus der entsprechenden Rohrleitung in den Heizkörper. Um an
dererseits bei geöffnetem Absperrorgan eine leicht zugängli
che Messstelle zur Verfügung zustellen, ist die Messbohrung
derart ausgebildet, dass sie eine erste Messnadel abgedichtet
aufnimmt.
Zweckmäßigerweise ist zwischen dem Vorlauf- und dem Rücklauf
stutzen ein Verbindungskanal ausgebildet, in den das Stellor
gan abgedichtet hineinragt. Durch das abgedichtete Einsetzen
eines Bereichs des Stellorgans in den Verbindungskanal be
steht zwischen dem Vorlauf- und dem Rücklaufstutzen keine
Verbindung.
Nach einer Weiterbildung des Erfindungsgedankens weist das
Stellorgan einen zylindrischen Fortsatz an einem kleinen
Durchmesser eines in den Rücklaufstutzen ragenden Kegel
stumpfs auf, wobei der Fortsatz und der Kegelstumpf mit einer
zweiten Messbohrung zur abgedichteten Aufnahme einer zweiten
Messnadel versehen sind. Somit befindet sich die zweite Mess
stelle zur Differenzdruckmessung im Wesentlichen in dem Ver
bindungskanal, da die in die zweite Messbohrung des Stellor
gans abgedichtet eingesetzte Messnadel in den zylindrischen
Fortsatz mit der zweiten Messbohrung ragt und der Fortsatz
abgedichtet in den Verbindungskanal eingreift. Darüber hinaus
dient der Kegelstumpf des Stellorgans zur Reduzierung des
Strömungsquerschnitts des Rücklaufstutzens und somit zur Re
gulierung des Volumenstroms. Über den Kegelstumpf lässt sich
der Rücklaufstutzen auch komplett verschließen.
Bevorzugt sind das Stellorgan und/oder das Absperrorgan zur
Befestigung in dem Hahnblock jeweils mit einem Gewinde verse
hen, wobei in jedes Gewinde zumindest ein die Gewindeflanken
unterbrechender Längsschlitz eingelassen ist. Nach einem
teilweisen Herausschrauben des Stellorgans und/oder des Ab
sperrorgans kann der Heizungskreislauf entleert werden, indem
das Wasser durch den Längsschlitz aus dem Hahnblock austritt
und Luft in den Heizungskreislauf gelangt.
Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird
nach einem Entfernen des Absperrorgans aus dem ersten Mess
stutzen ein temperaturgesteuertes Ventil in den ersten Mess
stutzen eingesetzt. Somit ist es nicht erforderlich, für die
Temperaturregelung des Heizkörpers ein separates Thermostat
ventil anzuordnen.
Zweckmäßigerweise umfasst das Ventil ein von einem Stößel an
getriebenes Verschlussstück, das koaxial zu der Bohrung ange
ordnet ist, wobei die Bohrung als Ventilsitz dient. Bei einer
Anlage des Verschlussstückes an der Bohrung ist der Durch
fluss des Warmwassers durch den Heizkörper unterbrochen.
Vorzugsweise weist das Ventil einen Ventileinsatz auf, der
mit dem Stößel verschiebbar in einer Führungsbohrung einer in
den ersten Messstutzen eingeschraubten Buchse gelagert ist.
Vorteilhafterweise ist die Buchse mit einem Außengewinde zum
Aufschrauben eines temperaturabhängigen Regelorgans versehen,
das über den Stößel den Ventileinsatz sowie das Verschluss
stück beaufschlagt. Das Regelorgan kann beispielsweise wie
bei einem bekannten Thermostatventil oder als elektro
thermischer bzw. elektromotorischer Antrieb ausgebildet sein.
Zur Erzielung eines kompakten Aufbaus bei einer zuverlässigen
Funktionalität trägt der das Verschlussstück durchragende
Stößel an dem innerhalb des Hahnblocks angeordneten Ende eine
Rückstellfeder für das Verschlussstück und ist an dem gegenü
berliegenden Ende in axialer Richtung von dem Regelorgans be
aufschlagt. Zweckmäßigerweise stützt sich die Rückstellfeder
zum einen an einer in den Verbindungskanal eingesetzten Topf
scheibe und zum anderen an einer an dem Verschlussstück an
liegenden Scheibe ab.
Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und nachste
hend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils
angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinatio
nen verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfin
dung zu verlassen.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand eines Ausführungsbei
spieles unter Bezugnahme auf die zugehörigen Zeichnungen nä
her erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine Darstellung eines Heizkörpers mit einem erfin
dungsgemäßen Hahnblock im Schnitt,
Fig. 2 eine vergrößerte Schnittdarstellung des Hahnblocks
nach Fig. 1,
Fig. 3 eine Darstellung nach Fig. 2 mit eingesetzten Messna
deln,
Fig. 4 eine vergrößerte Schnittdarstellung des Hahnblocks
nach Fig. 1 in einer alternativen Ausgestaltung und
Fig. 5 eine vergrößerte Schnittdarstellung des Hahnblocks
nach Fig. 1 in einer weiteren alternativen Ausgestal
tung.
Ein Heizkörper 1 weist ein Ventil 2 zur Regulierung der Raum
temperatur auf und ist über einen Hahnblock 3 mit nicht dar
gestellten Rohrleitungen eines Warmwasser-Heizungskreislaufes
verbunden.
Der Hahnblock 3 umfasst einen Vorlaufstutzen 4 und einen
Rücklaufstutzen 5 mit jeweils zugeordneten Verschraubungen 6.
Dem Vorlaufstutzen 4 ist eine Einrichtung 7 zur Differenz
druckmessung des Warmwassers und dem Rücklaufstutzen 5 ein
Stellorgan 8 zur Regulierung des Volumenstroms des Warmwas
sers zugeordnet, wobei der Hahnblock 3 zwei als Messstutzen
9, 10 ausgebildete Absperrstutzen 11 umfasst.
Ein erster Messstutzen 9 nimmt ein dem Vorlaufstutzen 4 zuge
ordnetes Absperrorgan 12 auf, das an seinem freien, in den
Vorlaufstutzen 4 ragenden Ende einen zylindrischen Ansatz 13
aufweist, an den sich ein Konus 14 anschließt. Zwischen einem
Gewinde 15 des Absperrorgans 12 und dem Konus 14 ist eine
Messöffnung 16 ausgebildet. Im abgesperrten Zustand, in dem
kein Warmwasser in den Heizkörper 1 gelangt, liegt der Konus
14 an einer zugeordneten Anlagefläche 17 einer Bohrung 18 an.
Zwischen der Bohrung 18 und dem zylindrischen Ansatz 13 des
Absperrorgans 12 ist eine kalibrierte Messblende 19 ausgebil
det, durch die das Warmwasser bei geöffnetem Absperrorgan 12
strömt. Im Weiteren gelangt das Warmwasser in die Messöffnung
16 des Absperrorgans 12, das eine erste Messbohrung 20 zur
abgedichteten Aufnahme einer ersten Messnadel 21 ausweist,
wobei die erste Messnadel 21 in Wirkverbindung mit der Mess
öffnung 16 steht.
Zwischen dem Vorlaufstutzen 4 und dem Rücklaufstutzen 5 ist
ein Verbindungskanal 22 ausgebildet, in den ein mit einer
Rundschnurdichtung 23 versehener Fortsatz 24 des Stellorgans
8 abgedichtet eingesetzt ist. Der Fortsatz 24 ist an einem
kleinen Durchmesser 25 eines in den Rücklaufstutzen 5 ragen
den Kegelstumpfes 26 des Stellorgans 8 ausgeformt. Das Stell
organ 8 wird von einer zentrisch zu dem Fortsatz 24 angeord
neten zweiten Messbohrung 27 durchragt, die zur abgedichteten
Aufnahme einer zweiten Messnadel 28 dient.
Mittels der ersten Messnadel 21 und der zweiten Messnadel 28
sowie einem gekoppelten Messgerät wird der Differenzdruck ge
messen, der zwischen der dem Absperrorgan 12 zugewandten Sei
te der Messblende 19 und dem freien Ende des Fortsatzes 24
des Stellorgans 8 herrscht.
Durch ein Verdrehen des Stellorgans 8 und der damit einherge
henden Querschnittsänderung im Rücklaufstutzen 5 ist der Vo
lumenstrom des Warmwassers einstellbar. Kommt der Kegelstumpf
26 an einer zugeordneten Absperrfläche 29 zur Anlage, kann
kein Warmwasser durch den Rücklaufstutzen 5 des Hahnblocks 3
strömen.
Wenn das Stellorgan 8 und das Absperrorgan 12 vollständig mit
ihren Gewinden 30, 15 in den Hahnblock 3 eingeschraubt sind,
wird jeweils eine Abdeckkappe 31 auf den Hahnblock 3 aufge
schraubt. Zum Entleeren des Heizungskreislaufes werden die
Abdeckkappen 31 entfernt und eine dem Stellorgan 8 sowie dem
Absperrorgan 12 zugeordnete Mutter 47 zumindest so weit aus
dem Hahnblock 3 herausgedreht, bis ein Rundschnurdichtring 32
außer Eingriff mit dem jeweils zugeordneten Sitz gelangt.
Aufgrund von Längsschlitzen 33, die die Gewindeflanken der
Gewinde 30, 15 des Stellorgans 8 und des Absperrorgans 12 so
wie das Gewinde der Mutter 47 unterbrechen und die sich über
die gesamte Gewindelänge erstrecken, gelangt Wasser aus und
Luft in den Heizungskreislauf. Somit ist es beim Entleeren
des Heizungskreislaufes nicht erforderlich, das Stellorgan 8
und das Absperrorgan 12 aus dem Hahnblock 3 zu entfernen.
Nach dem Entfernen des Absperrorgans 12 aus dem ersten Mess
stutzen 9 des Hahnblocks 3 wird ein temperaturgesteuertes
Ventil 34 in den ersten Messstutzen 9 eingesetzt. Das Ventil
34 umfasst eine Buchse 35 mit Außengewinden 36, die zum einen
zum Einschrauben in den ersten Messstutzen 9 und zum anderen
zum Befestigen eines temperaturgesteuerten Regelorgans die
nen. In einer Führungsbohrung 46 der Buchse 35 ist ein abge
dichteter Ventileinsatz 37 verschiebbar gelagert, in dem ein
Stößel 38 befestigt ist, dessen eines Ende von dem Regelorgan
beaufschlagt wird und dessen anderes Ende in den Verbindungs
kanal 22 ragt. Der Verbindungskanal 22 ist mit einer stirn
seitigen Schulter 39 versehen, an der eine Topfscheibe 40 an
liegt, die mit einem Wellensicherungsring 41 unverlierbar auf
dem Stößel 38 gehalten ist. Auf der Topfscheibe 40 stützt
sich ein Ende einer Rückstellfeder 42 ab, deren anderes, sich
in Richtung des ersten Messstutzens 9 erstreckendes Ende an
einer auf dem Stößel 38 gelagerten Scheibe 43 anliegt. Die
Scheibe 43 kommt wiederum an einer Stirnseite eines auf dem
Stößel 38 festgelegten Verschlussstückes 44 zur Anlage, wobei
das Verschlussstück 44 koaxial zu der als Ventilsitz dienen
den Bohrung 18 angeordnet ist.
Im geöffneten Zustand des Ventils 34 gibt das Verschlussstück
44 aufgrund der Wirkung der Rückstellfeder 42 die erste Mess
bohrung 18, also den Ventilsitz, frei, so dass Warmwasser
durch den Vorlaufstutzen 4 strömt. Aufgrund der Wirkung der
Rückstellfeder 42 befinden sich auch der Stößel 38 und der
Ventileinsatz 37 in einer in Richtung des Regelorgans ver
schobenen Lage, wobei in einer geöffneten Endlage der Ventil
einsatz 37 an einen Bund 45 der Buchse 35 anliegt. Beim Er
reichen einer voreingestellten Temperatur beaufschlagt das
Regelorgan den Stößel 38 und verschiebt diesen mitsamt dem
Ventileinsatz 37 und dem Verschlussstück 44 entgegen der Wir
kung der Rückstellfeder 42 in Richtung des Verbindungskanals
22, bis das Verschlussstück 44 gegen die Bohrung 18 abdichtet
und kein Warmwasser durch den Vorlaufstutzen 4 strömen kann.
Bezugszeichenliste
1
Heizkörper
2
Ventil
3
Hahnblock
4
Vorlaufstutzen
5
Rücklaufstutzen
6
Verschraubung
7
Einrichtung
8
Stellorgan
9
erster Messstutzen
10
zweiter Messstutzen
11
Absperrstutzen
12
Absperrorgan
13
Ansatz
14
Konus
15
Gewinde von
12
16
Messöffnung
17
Anlagefläche
18
Bohrung
19
Messblende
20
Messbohrung
21
erste Messnadel
22
Verbindungskanal
23
Rundschnurdichtung
24
Fortsatz
25
Durchmesser
26
Kegelstumpf
27
zweite Messbohrung
28
zweite Messnadel
29
Absperrfläche
30
Gewinde von
8
31
Abdeckkappe
32
Rundschnurdichtring
33
Längsschlitz
34
Ventil
35
Buchse
36
Außengewinde
37
Ventileinsatz
38
Stößel
39
Schulter v.
22
40
Topfscheibe
41
Wellensicherungsring
42
Rückstellfeder
43
Scheibe
44
Verschlussstück
45
Bund
46
Führungsbohrung v.
35
47
Mutter