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Die Erfindung betrifft eine Kühldeckenanordnung
mit mindestens einem Wärmetauscher,
einem Ventil, das den Durchfluß eines
Wärmeträgermediums
durch den Wärmetauscher
steuert und eine mechanische Regeleinrichtung aufweist, und eine Überwachungseinrichtung
gegen Kondensatbildung.
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Kühldeckenanordnungen
sind insbesondere aus modernen Bürogebäuden bekannt.
Da kalte Luft von oben nach unten fällt, läßt sich mit einer Kühldeckenanordnung
die Temperatur der Luft auf angenehme Weise, d.h. weitgehend zugfrei,
erniedrigen. Hierzu wird ein Wärmeträgermedium,
beispielsweise kaltes Wasser, durch den Wärmetauscher, der in der Raumdecke
angeordnet ist, geleitet. Die Luft, die an dem Wärmetauscher entlangstreicht,
gibt Wärme
an den Wärmetauscher
ab, kühlt
also ab.
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Allerdings entstehen bei Kühldecken
gelegentlich Probleme mit Kondenswasser. Kühldecken sind in Büroräumen typischerweise
oberhalb von Schreibtischen, Computern oder anderen Arbeitsplätzen angeordnet.
Wenn Luftfeuchtigkeit am Wärmetauscher
der Kühldecke
kondensiert und sich ansammelt, kann Wasser herabtropfen, was als
unangenehm empfunden wird, wenn die Tropfen eine Person treffen.
Gefährliche
Situationen können
dann entstehen, wenn die Tropfen in elektrische Geräte, wie
Computer oder ähnliches,
eindringen und dort zu Störungen
führen.
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Man hat daher eine Überwachungseinrichtung
gegen Kondensatbildung vorgesehen. Eine derartige Überwachungseinrichtung
ist beispielsweise in der Firmendruckschrift "maßgeschneiderte
Regellösungen
für Kühl- und
Heizstrahldecken" der Zent-Frenger
Gesellschaft für
Gebäudetechnik
mbH, D-64646 Heppenheim, beschrieben. Bei einer ansteigenden Raumtemperatur
wird das Ventil, das den Durchfluß des Wärmeträgermediums durch den Wärmetauscher
steuert, geöffnet.
Eine solche Anlage ist typischerweise für eine Vorlauftemperatur von
14°C und
eine Rücklauftemperatur
von 16° bis
19°C ausgelegt.
Bei höherer
Luftfeuchtigkeit gibt es, wie oben erwähnt eine Gefahr von Kondenswasserbildung
an der Kühldecke.
Diese Gefahr wird nicht dadurch beseitigt, daß das Ventil geregelt wird,
beispielsweise durch eine thermostatischen Regler. Um der Kondensatbildung
entgegenzuwirken, kombiniert man im bekannten Fall die Raumtemperaturregelung
auf elektronische Weise mit einer integrierten Kondensatüberwachung.
Im Prinzip gibt es hier zwei verschiedene Regelungsformen. Man unternimmt
ständig
Messungen des Taupunkts oder der relativen Luftfeuchtig keit, und
bei Erreichen eines kritischen Punkts wird die Vorlauftemperatur
erhöht,
d.h. eine aktive Kondensatüberwachung,
oder das Ventil wird geschlossen, so daß die Kühldecke "ausgeschaltet" wird, d.h. eine passive Kondensatüberwachung.
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Beide Lösungen haben gemeinsam, daß sie das
Verlegen von Kabeln erfordern, was die Installation verteuert und
die Flexibilität
des Systems verringert. Wenn man die Raumtemperatur mit einem selbsttätigen Regler
regeln möchte,
muß eine
gesonderte aktive oder passive Kondensatüberwachungsfunktion eingerichtet
werden, die wiederum die Installation verteuert.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die
Kondensatbildung auf einfache Weise zu vermeiden.
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Diese Aufgabe wird bei einer Kühldeckenanordnung
der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß die Überwachungseinrichtung einen
Verstellantrieb aufweist, der die Regeleinrichtung mechanisch in
einen Zustand verstellt, in dem das Ventil geschlossen ist.
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Man verwendet also zunächst einmal
eine passive Kondensüberwachung.
Sobald die Gefahr besteht, daß sich
Kondensat bildet, wird das Ventil geschlossen, so daß kein Wärmeträgermedium
mehr zum Kühlen
durch den Wärmetauscher
geleitet werden kann. Die Raumluft erhöht die Temperatur des Wärmetauschers
so, daß keine
Kondensatbildung mehr erfolgt. Allerdings ist hierzu keine übergeordnete
Regelung mehr erforderlich, sondern die Überwachungseinrichtung greift
einfach unmittelbar in die am Ventil angeordnete Regeleinrichtung
an und versetzt sie in den erwähnten
Zustand, der im folgenden auch als "Sicherheitszustand" bezeichnet wird. Dieser Begriff dient
hauptsächlich
der Unterscheidung von anderen Zuständen. Die genannte Änderung
ist eine relativ einfache Maßnahme,
die mit wenig Aufwand realisiert werden kann. Im übrigen kann
die Regelung der Raumlufttemperatur unbeeinflußt bleiben. Lediglich für einen
kurzen Zeitraum, den man benötigt,
um die Kondensatbildung zu vermeiden, wird der Wärmetauscher der Kühldecke
außer
Funktion gesetzt. Da es sich bei Klimatisierungsvorgängen aber immer
um relativ lange Zeiträume
handelt, ist die relativ kurze Pause im Betrieb der Kühldecke
ohne weiters zu tolerieren. Wenn die Gefahr einer Kondensatbildung
nicht mehr gegeben ist, wird der Sicherheitszustand wieder aufgehoben,
d.h. das Ventil kann wider geöffnet
werden, wenn es der Anstieg der Raumtemperatur erfordert.
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Vorzugsweise ist der Verstellantrieb
an eine aus Ventil und Regeleinrichtung gebildeten Einheit angeordnet.
Dies hat mehrere Vorteile. Zum einen kann der Eingriff in die Regeleinrichtung
unmittelbar erfolgen, d.h. der Verstellantrieb muß keine
größere mechanischen "Umwege" überwinden. Dies hält den Leistungsverbrauch
für den
Verstellantrieb klein. Darüber
hinaus benötigt
man praktisch keinen zusätzlichen
Bauraum. Der Verstellantrieb kann mit der Montage der Einheit aus
Ventil und Regeleinrichtung zusammen montiert werden. Die Regeleinrichtung
kann natürlich
noch außerhalb
der Einheit eine Vorgabeeinrichtung aufweisen, beispielsweise ein
Ferneinstellelement oder einen Fernfühler. Derartige Elemente sind
dann über
ein Kapillarrohr mit der Regeleinrichtung verbunden. Dies hat aber
keinen Einfluß darauf,
daß der
Verstellantrieb mit der Einheit verbunden werden kann.
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In einer alternativen Ausgestaltung
kann vorgesehen sein, daß die
Regeleinrichtung eine vom Ventil entfernte Fühlereinrichtung aufweist und
der Verstellantrieb an der Fühlereinrichtung
angeordnet ist. In diesem Fall wird der Sollwert durch den Verstellantrieb
nicht unmittelbar am Ventil verschoben, sondern an einer entfernten
Einheit, dem Fernfühler.
Die Übertragung
des geänderten
Sollwerts erfolgt dann über
die gleiche Signalstrecke, wie bei der sonstigen Signalübertragung
auch, nämlich
auf hydraulischem Weg durch ein Kapillarrohr. Als Fernfühler läßt sich prinzipiell
ein Fühler
verwenden, der ähnlich
aufgebaut ist, wie ein Heizkörperventil-Thermostataufsatz. Ein
Druckanstieg im Thermostatelement wird über die Kapillarleitung zum
Ventil weitergeleitet und führt dann
zu einem Schließen
des Ventils. In gleicher Weise führt
auch eine Verstellung des Sollwerts mit Hilfe des Verstellantriebs
zu einer entsprechenden Druckänderung
im Ventil.
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Vorzugsweise weist der Verstellantrieb
einen Motor und ein Getriebe auf. Das Getriebe ermöglicht eine Übersetzung,
so daß der
Motor mit einer relativ geringen Leistung betrieben werden kann.
Für die Verstellung
der Regeleinrichtung ist dann zwar etwas mehr Zeit erforderlich.
Wenn man dadurch die Leistungsaufnahme des Motors klein halten kann,
hat dies keine negativen Auswirkungen auf die Kondensatbildung.
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Bevorzugterweise ist der Motor als
Rotationsmotor ausgebildet. Ein Rotationsmotor kann mit höheren Drehzah len
betrieben werden, so daß er
wegen des Getriebes auch bei schwachem Ausgangsmoment die notwendige
Kraft erzeugen kann, um die Regeleinrichtung zu verstellen. Insbesondere
kann man einen Elektromotor verwenden, der aus einer Batterie oder
einer anderen Stromquelle, z.B. Netzspannung, mit Energie versorgt
werden kann.
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Vorzugsweise weist der Verstellantrieb
einen Endlagensensor auf, der einen vollkommen geschlossenen Zustand
des Ventils anzeigt. Diese Ausgestaltung hat den Vorteil, daß das Ventil
bis in den vollständig
geschlossenen Zustand verfahren werden kann. Sobald dieser Zustand
erreicht ist, gibt der Sensor ein entsprechendes Signal an den Verstellantrieb
ab, und der Verstellantrieb kann aufhören zu arbeiten. In diesem
Fall ist man sicher, daß kein
Wärmeträgermedium
mehr durch den Wärmetauscher geführt wird.
Der Verstellantrieb arbeitet zuverlässig, aber mit geringem Energieaufwand.
Er wird nicht über
die Endstellung des Ventils hinaus betrieben, so daß Beanspruchungen
klein gehalten werden können,
die durch einen zu weitgehenden Antrieb erfolgen können.
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Hierbei ist bevorzugt, daß der Endlagensensor
ermittelt, ob ein Übertragungselement
des Verstellantriebs einen Stößel des
Ventils belastet. Üblicherweise
wird das Ventil geöffnet,
in dem ein Stößel hineingedrückt wird.
Zum Schließen
des Ventils läßt die Kraft
auf den Stößel nach,
und das Ventil schließt unter
der Wirkung einer Schließfeder.
Wenn man nun diesen Zusammenhang zwischen dem Stößel und einem Übertragungselement
des Verstellantriebs ermitteln kann, erhält man auf einfache Weise ein
zuverlässiges
Signal, das den Schließzu stand
des Ventils anzeigt. Der Sensor kann auf unterschiedliche Arten
ausgebildet werden. Eine Möglichkeit
besteht darin, einen Schalter zwischen dem Übertragungselement und dem
Stößel anzuordnen,
der öffnet,
wenn das Übertragungselement
den Stößel nicht
mehr belastet. Auch ein Druckfühler
ist denkbar. Schließlich ist
es auch möglich,
eine Lichtschranke so anzuordnen, daß beim Abheben des Übertragungselements vom
Stößel ein
Spalt entsteht, der durch die Lichtschranke entdeckt werden kann.
Auch ein anderer Endlagenschalter ist natürlich möglich.
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Vorzugsweise weist die Überwachungseinrichtung
einen Sensor auf, der als Taupunktsensor oder Feuchtigkeitssensor
ausgebildet ist. Mit einem derartigen Sensor wird auf einfache Weise
erkannt, wann die Gefahr einer Kondensatbildung besteht. Wenn der
Sensor als Luftfeuchtigkeitssensor ausgebildet ist, dann ist es
natürlich
zweckmäßig, wenn
ein Temperatursensor zusätzlich
vorhanden ist. Ein Temperatursensor ist jedoch bei vielen Raumtemperaturreglungen
ohnehin vorhanden. Man muß lediglich
die Signale des Temperatursensors und des Feuchtigkeitssensors,
der die Luftfeuchtigkeit ermittelt, zusammenführen, oder man verwendet von
vornherein einen Sensor, der die relative Luftfeuchtigkeit ermittelt.
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Bevorzugterweise ist der Sensor am
Wärmetauscher
oder dessen Vorlauf angeordnet. Dies ist insbesondere dann von Vorteil,
wenn der Sensor als Taupunktsensor ausgebildet ist. In diesem Fall
wird die Gefahr der Kondensatbildung dort erkannt, wo sie besteht,
nämlich
am Wärmetauscher
der Kühldecke.
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Vorzugsweise ist die Überwachungseinrichtung
seitlich neben einem Raum angeordnet, der eine Verlängerung
des Bewegungshubes eines Ventilelements des Ventils bildet. Die
Anordnung der Überwachungseinrichtung
vergrößert also
die Bauhöhe
der Einheit aus Ventil und Regeleinrichtung praktisch nicht. In
den meisten Fällen
ist die Regeleinrichtung ohnehin seitlich neben dem erwähnten Raum
angeordnet, so daß hier
Platz freigehalten werden muß.
In diesem Platz kann man dann die Überwachungseinrichtung anordnen,
die also sozusagen in einem Winkel zwischen dem Ventil und der Regeleinrichtung
angeordnet ist.
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Bevorzugterweise verstellt der Verstellantrieb
einen Sollwert. Dies ist eine relativ einfache Möglichkeit. Wenn der Sollwert
verstellt wird, beispielsweise beim Auftreten der Gefahr einer Kondensatbildung
erhöht
wird, dann öffnet
das Ventil später und
erlaubt den Strom des Wärmeträgermediums erst
dann, wenn eine höhere
Raumtemperatur erreicht ist. Die höhere Raumtemperatur setzt jedoch die
Neigung zur Kondensatbildung herab, so daß mit dieser einfachen Maßnahme die
Gefahr der Kondensatbildung schnell verringert werden kann. Wenn
die Gefahr beseitigt ist, dann kann die Solltemperatur wieder herabgesetzt
werden, bis erneut eine Kondensatbildung droht.
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Alternativ oder zusätzlich dazu
kann der Verstellantrieb einen Wirkzusammenhang zwischen dem Ventil
und der Regeleinrichtung mechanisch blockieren. In diesem Fall wird
ein Öffnen
des Ventils ganz oder zumindest über
ein vorbestimmtes Maß hinaus
verhindert, solange die Gefahr der Kondensatbildung besteht.
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Vorteilhafterweise ist zusätzlich zu
dem Wärmetauscher
eine Heizfläche
vorgesehen, deren Betätigungsorgan
an das Ventil gekoppelt ist. Man kann dann, wenn die Kondensatbildung
droht, einerseits das Ventil des Wärmetauschers schließen und
anderseits die Heizfläche
in Betrieb nehmen. Dies erhöht
kurzfristig die Raumtemperatur, so daß die Gefahr einer Kondensatbildung
sinkt. Der Wärmetauscher
und die Heizfläche
werden sozusagen als Folgeregelung betrieben.
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Hierbei ist bevorzugt, daß das Betätigungsorgan
als Heizungsventil ausgebildet ist, das mit einer Folgeregelung
vom Ventil gesteuert ist, wobei zwischen der Betätigung des Ventils und des
Heizungsventils eine Neutralzone vorgesehen ist. Die Neutralzone
verhindert, daß das
Ventil, das der Kühlung
dient, und das Heizungsventil, das zur Beheizung verwendet wird,
gleichzeitig öffnen
können.
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Die Erfindung wird im folgenden anhand
von bevorzugten Ausführungsbeispielen
in Verbindung mit der Zeichnung beschrieben. Hierin zeigen:
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1 eine
Kühldeckenanordnung,
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2 eine
schematische Darstellung eines Wärmeträgerstroms über der
Temperatur,
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3 eine
Kühldeckenanordnung
mit zusätzlicher
Heizfläche,
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4 eine
schematische Darstellung des Verlaufs zwischen dem Wärmeträgerstrom
und der Temperatur,
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5 eine
erste Ausführungsform
eines Ventils mit Regeleinrichtung,
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6 eine
zweite Ausführungsform
eines Ventils mit Regeleinrichtung im Ausschnitt,
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7 eine
dritte Ausführungsform
eines Ventils und
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8 eine
vierte Ausführungsform
eines Ventils mit Fernsteinstellelement.
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1 zeigt
eine Kühldeckenanordnung 1 mit einem
Wärmetauscher 2,
dem über
ein nur schematisch dargestelltes Ventil 3 ein Wärmeträgermedium, beispielsweise
Wasser, mit einer Temperatur, die geringer als die Raumtemperatur
ist, zugeführt
wird. Das Ventil 3 wird durch eine Regeleinrichtung 4 gesteuert.
Die Regeleinrichtung 4 ist beispielsweise als thermostatischer
Betätigungsaufsatz
ausgebildet. Der Regeleinrichtung 4 wird über ein
Ferneinstellelement 5 ein Sollwert vorgegeben. Dieser Sollwert
ist in 2 als S eingezeichnet.
Das Ferneinstellelement 5 kann durch eine Kombination aus
Fernfühler
und Einstellelement gebildet sein. Es ist aber auch möglich, den
Fernfühler
getrennt anzuordnen oder auf ihn zu verzichten, wenn er nicht notwendig
ist, beispielsweise wenn die Temperaturinformationen auf andere Weise
oder an anderer Stelle gewonnen werden können.
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An der Regeleinrichtung 4 befindet
sich eine Überwachungseinrichtung 6,
die weiter unten im Zusammenhang mit dem 5 und 6 näher erläutert wird.
Die Überwachungseinrichtung 6 ist
mit einem Sensor 7 verbunden, der am Vorlauf 8 des
Wärmetauschers 2 angeordnet
ist. Der Sensor 7 ist beispielsweise als Taupunktsensor
oder als Luftfeuchtigkeitssensor (Rh-Sensor) ausgebildet. Er stellt
fest, ob das Risiko besteht, daß sich
am Wärmetauscher 2 Kondenswasser
bildet. Die Überwachungseinrichtung 6 ist
hier als diskrete Einrichtung dargestellt. Sie kann aber auch in
andere Einheiten integriert werden, beispielsweise in die Regeleinrichtung 4,
das Feineinstellelement 5 oder eine weiter unten beschriebene
Regeleinrichtung 11.
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Gestrichelt ist eine alternative
Position für den
Sensor 7 eingezeichnet, nämlich am Wärmetauscher 2. Hierbei
ist es sinnvoll, den Sensor 7 dort anzuordnen, wo der Wärmetauscher 2 am
kältesten
ist, weil dort die größte Gefahr
einer Kondensatbildung besteht.
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Wenn die Überwachungseinrichtung 6 mit Hilfe
des Sensors 7 feststellt, daß die Gefahr einer Kondensatbildung
besteht, dann greift sie mechanisch in die Regeleinrichtung 4 ein
und verschiebt den Sollwert S nach oben auf einen geänderten
Sollwert S'. Wenn
der ursprüngliche
Sollwert S beispielsweise bei 22°C
lag, dann liegt der geänderte
Sollwert S' beispielsweise
bei 24°C.
Dadurch öffnet
die Regeleinrichtung 4 das Ventil 3 später, also
bei einer höheren
Temperatur. Der Wärmetauscher 2 erhält also kein
kälteres
Wärmeträgermedium
mehr. Dies hat zwei Effekte. Zum einen wird der Wärme tauscher 2 beziehungsweise
seine Vorlaufleitung durch die Umgebungsluft erwärmt, so daß Kondensat, das sich möglicherweise
schon zu bilden begonnen hat, wieder verdampfen kann. Zum anderen
wird die Temperatur des Wärmetauschers 2 nicht
weiter abgesenkt, so daß das
Risiko einer weiteren Kondensatbildung verringert wird.
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Natürlich muß die Verschiebung des Sollwerts
auf den Wert S' so
groß sein,
daß beim
neuen Sollwert S' praktisch
ausgeschlossen ist, daß das Ventil 3 geöffnet wird.
Die Temperatur des Raumes sollte also den neuen Sollwert S' nicht überschreiten, weil
ansonsten doch wieder die Gefahr einer Kondensatbildung besteht.
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Wenn die Überwachungseinrichtung 6 mit Hilfe
des Sensors 7 feststellt, daß die Gefahr einer Kondensatbildung
wieder abgenommen hat, dann kann der Sollwert S' wieder auf seinen ursprünglichen
Wert 5 heruntergefahren werden. In 2 ist der Verlauf der Strömungsmenge über der
Temperatur mit durchgezogener Linie dargestellt für den Fall, daß man vom
Sollwert S ausgeht, und mit gestrichelter Linie für den Fall,
daß man
vom Sollwert S' ausgeht.
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Im übrigen kann der Sollwert aber
nach wie vor über
das Ferneinstellelement 5 eingestellt werden. Auch bei
einem über
das Ferneinstellelement 5 eingestellten Sollwert bleibt
natürlich
die Überwachungseinrichtung 6 aktiv.
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3 zeigt
eine abgewandelte Ausführungsform,
die sich von der Ausführungsform
nach 1 dadurch unterscheidet,
daß zusätzlich zu
dem Wärmetauscher 2 noch eine
Heizfläche 9 hinzugekommen
ist, beispielsweise ein Heizkörper,
der über
ein Heizungsventil 10 gesteuert ist. Das Heizungsventil 10 wird
ebenfalls durch eine Regeleinrichtung 11 betätigt, wobei
die Regeleinrichtung 11 eine Folgeregelung ausführt, d.h.
das Heizungsventil 10 folgt der Verstellung des Ventils 3.
Die Folgeregelung ist so ausgebildet, daß das Heizungsventil 10 nicht öffnen kann,
wenn das Ventil 2 noch offen ist. Man vermeidet dadurch,
daß sowohl
die Heizfläche 9 heizt
als auch der Wärmetauscher 2 kühlt.
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Dargestellt ist dies schematisch
in 4. In einem linken
Ast 12 ist der Volumenstrom eines Wärmeträgermediums aufgetragen, der
die Heizfläche 9 durchströmt. In einem
rechten Ast 13 ist der Volumenstrom eines anderen Wärmeträgermediums
aufgetragen, das durch den Wärmetauscher 2 strömt, um von
dort Wärme
abzuführen.
Dazwischen befindet sich eine Neutralzone N. Wenn nun die Überwachungseinrichtung 6 mit
Hilfe des Sensors 7, der am Wärmetauscher 2 befestigt
ist oder auch am Vorlauf 8 angeordnet sein kann, feststellt,
daß die
Gefahr einer Kondensatbildung am Wärmetauscher besteht, dann wird
die Neutralzone N verschoben in Richtung einer höheren Temperatur, wie dies
durch die Neutralzone N' in 4 dargestellt ist.
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5 zeigt
nun schematisch den Aufbau eines Ventils 3 mit Regeleinrichtung 4 und Überwachungseinrichtung 6.
Dabei ist festzuhalten, daß das Ventil 3 mit
Regeleinrichtung 4 zu einer Baueinheit zusammengefaßt ist,
an der auch die Überwachungseinrichtung 6 befestigt
ist. Herausgeführt
sind lediglich der Sensor 7 und das Ferneinstellelement 5.
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Das Ventil 3 weist einen
Einlaß 14 und
einen Auslaß 15 in
einem Gehäuse 16 auf.
Ein Ventilsitz 17 ist zwischen dem Einlaß 14 und
dem Auslaß 15 angeordnet.
Mit dem Ventilsitz 17 wirkt ein Ventilelement 18 zusammen,
das von einer Feder 19 in Öffnungsrichtung beaufschlagt
ist. Dargestellt ist eine Situation, in der das Ventilelement 18 am
Ventilsitz 17 anliegt und den Weg vom Einlaß 14 zum
Auslaß 15 versperrt.
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Das Ventilelement 18 wird
normalerweise gegen die Kraft der Feder 19 geschlossen
gehalten, und zwar von einer Schließeinrichtung 20, die
eine Schließfeder 21 aufweist,
die auf einen Stößel 22 wirkt,
der mit einem Betätigungsstift 23 zusammenwirkt,
der durch eine Stopfbuchse 24 geführt ist. Bei der in 5 dargestellten Situation
soll das Ventilelement 18 vom Ventilsitz 17 abgehoben
sein und der Betätigungsstift 23 am
Stößel 22 anliegen.
Dargestellt ist jedoch ein Abstand zwischen dem Betätigungsstift 23 und
dem Stößel 22,
um zu zeigen, daß zwischen
diesen beiden Teilen lediglich eine Druckverbindung besteht, d.h.
eine Verbindung, die lediglich Druckkräfte übertragen kann.
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Der Stößel 22 weist an seinem
dem Betätigungsstift 24 zugewandten
Ende eine Öffnung 25 auf,
in die ein Arm 26 eines Winkelhebels 27 eingreift. Der
Winkelhebel 27 weist einen zweiten Arm 28 auf, der
von einem Stößel 29 auf
Druck belastet ist, wobei der Stößel 29 ein
Betätigungsglied
der Regeleinrichtung 4 bildet. Der Stößel 29 wird angetrieben über ein thermostatisches
Element 30, das den Stößel 29 (bezogen
auf die 5) nach links
verschiebt, wenn sich die Temperatur erhöht, wobei eine Rückstellfeder 31 vorgesehen
ist, die den Stößel 29 wieder
nach rechts verschiebt, wenn die Temperatur abnimmt.
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Allerdings ist der Abstand zwischen
dem Stößel 29 und
dem Thermostatelement 30 über ein Schraubgewinde 32 veränderbar.
Das Schraubgewinde 32 weist ein Innengewinde 33 auf,
das an einem Betätigungselement 34 ausgebildet
ist, in das das Thermostatelement 30 eingesteckt ist, und
ein Außengewinde 35,
das Bestandteil eines Zahnrades 36 ist, das unter Druck
am Stößel 29 anliegt.
Das Zahnrad 36 ist Teil eines Getriebes, das ein weiteres Zahnrad 37 und
ein Ritzel 38 auf der Ausgangswelle eines Motors 39 umfaßt. Der
Motor 39 ist Bestandteil der Überwachungseinrichtung 6.
Er wird über
eine Steuerung 40 angesteuert, die mit dem Sensor 7 verbunden
ist. Die Steuerung 40 ist im Grunde die einzige Elektronik,
die hier notwendig ist. Sie erfordert einen relativ geringen Bauraum
und kann in unmittelbarer Nähe
des Motors 39 angeordnet sein, der den Antrieb der Überwachungseinrichtung 6 bildet.
Der Motor 39 ist als Elektromotor ausgebildet, der, genau wie
die Steuerung 40, aus einer Batterie versorgt werden kann.
Selbstverständlich
ist aber auch eine elektrische Versorgung über ein Versorgungsnetz ebenfalls
möglich.
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Wenn nun ein Sollwert S mit Hilfe
des Ferneinstellelements 5 eingestellt worden ist, dann
vergrößert sich
das Thermostatelement 30, wenn die Raumtemperatur den Sollwert übersteigt.
Dadurch verlagert sich der Stößel 29 nach
links und schwenkt den Winkelhebel 27 so, daß dessen
Arm 26 den Stößel 22 gegen
die Kraft der Schließfeder 21 nach
oben drückt.
Dadurch kann das Ven tilelement 18 vom Ventilsitz 17 abheben.
Der Wärmetauscher 2 wird
von kaltem Wärmeträgermedium
durchströmt.
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Wenn es bei dieser Situation dazu
kommt, daß der
Sensor 7 die Gefahr einer Kondensatbildung feststellt,
dann wird der Motor 39 in Betrieb gesetzt. Er dreht dann
das Ritzel 38 und die damit in Eingriff stehenden Zahnräder 36, 37 so,
daß sich
der Abstand zwischen dem Stößel 39 und
dem Thermostatelement 30 verkleinert. Auf diese Weise wird
der Sollwert auf eine höhere
Temperatur verschoben. Das Ventilelement 18 wird dadurch
wieder auf den Ventilsitz 17 abgesenkt, und die Zufuhr
des kalten Wärmeträgermediums
zum Wärmetauscher
unterbleibt. Dabei muß die
Verschiebung des Sollwerts allerdings so groß sein, daß die Raumtemperatur den neuen
Sollwert, der aus dem alten Sollwert plus der Verschiebung gebildet
ist, nicht überschreitet,
weil ansonsten das Ventil 3 doch wieder öffnen würde.
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In ähnlicher Weise läßt sich
auch die Ausgestaltung nach 3 betreiben,
wenn man an das Ventil 3 beziehungsweise dessen Regeleinrichtung 4 noch
die Regeleinrichtung L des Heizungsventils 10 anhängt, wie
dies allgemein bekannt ist.
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Wenn der Motor 39 den Sollwert
verschoben hat, dann befindet sich das Ventil 3 in einer
Sicherheitszustand.
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6 zeigt
eine weitere Möglichkeit,
einen derartigen Sicherheitszustand einzustellen. Gleiche Teile
wie in 5 sind mit den
gleichen Bezugszeichen versehen. In 6 ist
das Ventil nur mit seiner Betätigungsgeometrie 41 von
außen
dargestellt.
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Der Motor 39 weist ein Ritzel 38 auf,
das über
ein Zahnrad 37 auf eine Gewindestange 42 wirkt,
die in den Stößel 22 eingeschraubt
ist und in einem Gehäuseteil 43 gelagert
wird. Wenn die Gewindestange 42 gedreht wird, wird der
Stößel 22 verlagert.
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Der Stößel 22 wirkt auf den
Arm 26 des Winkelhebels 27 und setzt dessen Schwenkbewegung
in eine axiale Bewegung des Ventilstifts um, so daß dieser öffnen und
schließen
kann. Wenn dann der Motor 39 aktiviert wird, um das Ventil
zu schließen,
wird der Stößel in der
Figur nach unten gedrückt
und das Ventil schließt.
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In diesem Fall spielt es keine Rolle,
ob die Raumtemperatur den Sollwert der Regeleinrichtung 4 übersteigt.
Auch bei einer derartigen Überschreitung
bleibt das Ventil 3 geschlossen, da der Arm 26 über den
Stößel 22 auf
den Betätigungsstift 23 wirkt und
dadurch das Ventilelement 18 in Anlage an den Ventilsitz 17 hält.
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7 zeigt
eine Ausgestaltung, die im wesentlichen der Ausgestaltung nach 6 entspricht. Gleiche Teile
sind daher mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
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Hinzugekommen ist ein Sensor 50,
der zwischen dem Stößel 22 des
Verstellantriebs und dem Betätigungsstift 23 angeordnet
ist. Der Sensor kann selbstverständlich
auch in den anderen Ausführungsbeispielen
zur Anwendung kommen. Der Sensor 50 kann als Drucksensor,
als Endlagenschalter, als kapazitiver oder induktiver Sensor ausgebildet
sein. Man kann auch eine Lichtschranke vorsehen, die dann ein Signal
erzeugt, wenn der Stößel 22 vom
Betätigungsstift 23 abhebt.
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Über
eine nicht näher
dargestellten Verbindung ist der Sensor 50 mit der Steuerung
des Motors 39 verbunden. Wenn der Motor 39 in
Betrieb gesetzt wird, dann dreht er die Spindel 42 so lange,
bis der Stößel 22 vom
Betätigungsstift 23 fast
abhebt. Sobald ein Absinken der Belastung festgestellt wird, hört der Motor 39 auf
zu arbeiten. Dies ist eine relativ einfache Möglichkeit, mit großer Zuverlässigkeit
festzustellen, daß das
Ventil vollständig
geschlossen ist.
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Der Sensor 50 kann auch
zu einer weiteren Funktion genutzt werden. Wenn die Temperatur ansteigt
und die Regeleinrichtung das Kälteventil öffnet, dann
zeigt der Sensor 50 an, daß das Ventil offen ist. Der
Motor 39 kann dann wieder in Betrieb genommen werden, um
den Sollwert zurück
zu verstellen, also die Kondensatbeseitigungsphase zu beenden.
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8 zeigt
eine weitere Ausgestaltung, bei der das Ferneinstellelement 5 mit
dem Motor 39 versehen ist. Der Motor 39 verstellt
einen Wirkzusammenhang zwischen dem Thermostatelement des Ferneinstellelements 5 und
einem Stößel 54.
Die Position des Thermostatelements 52 kann durch einen Drehgriff
geändert
werden, um den Sollwert zu verändern.
Man kann auch weitere Modifikationen vornehmen. Beispielsweise kann
man mit Hilfe des Motors das Volumen im Element 52 vergrößern, um
dadurch sicherzustellen, daß das
Kühlventil
geschlossen ist. Man verstärkt
oder ersetzt also die Funktion der Schließfeder.
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Eine Kapillarleitung 51 ist
zwischen dem Thermostatelement 52 im Ferneinstellelement
und dem Thermostatelement 30 angeordnet. Diese Kapillarleitung 51 überträgt den Sollwert
sozusagen auf hydraulische Weise vom Ferneinstellelement 5 zur Regeleinrichtung 4.