DE1927941B2 - THERMOSTAT CONTROLLED MIXING VALVE, IN PARTICULAR FOR HOT WATER HEATING - Google Patents
THERMOSTAT CONTROLLED MIXING VALVE, IN PARTICULAR FOR HOT WATER HEATINGInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein thermostatisch gesteuertes Mischventil für zwei verschieden warme Flüssigkeiten, dessen Ventilverschlußteil von einem elektrisch beheizten temperaturempfindlichen Ausdehnungskörper entgegen der Kraft einer Rückstellfeder verstellt wird, wobei der elektrische Heizstromkreis durch einen in den Mischstrom eingesetzten, verstellbaren Temperaturfühler, vorzugsweise ebenfalls einen temperaturempfindlichen Ausdehnungskörper, gesteuert wird, insbesondere zum Regeln der Vorlauftempcratur einer Warmwasserheizung.The invention relates to a thermostatically controlled mixing valve for two different warm Liquids, the valve closure part of which is made up of an electrically heated, temperature-sensitive expansion body is adjusted against the force of a return spring, the electrical heating circuit by an adjustable temperature sensor inserted into the mixed flow, preferably also a temperature-sensitive expansion body, is controlled, in particular to regulate the Flow temperature of a hot water heating system.
Zur Temperaturregelung in Gebäuden, die durch eine Warmwasserheizung erwärmt werden, welche selbsttätig arbeitet, verfährt man im wesentlichen nach zwei Methoden: Entweder unterbricht ein auf eine bestimmte Raumtemperatur eingestellter Thermostat sowohl den Kcsselbctricb — diesen eventuell mittelbar — und den Betrieb der Umwälzpumpe. Oder aber der Raumthcrniostat steucit ein Mischventil, welches dem vom Heizkessel gelieferten Vorlaufwasser Rücklaufwasser zumischt. Zwar könnte man durch den Raumthermostaten auch die Vorlaufternperatur des Heizkessels unmittelbar beeinflussen: aber die Gefahr der Korrosion der heute meist aus Stahl hergestellten Heizkessel bedingt eine Mindesttemperatur der feuerberührten Kesselinnenwandun-CCi von etwa 70r, also einer Wassertemperatur, die w.ih'cnd der Heizperiode als ständige Vorlauftemperatur meist nicht erforderlich ist. Daher haben sich die intermittierende Heizung und die Heizung mit Mischventil in der Praxis als am zweckmäßigsten herausgestellt.For temperature control in buildings that are heated by a hot water heater, which works automatically, one proceeds essentially according to two methods: Either a thermostat set to a certain room temperature interrupts both the boiler control - this possibly indirectly - and the operation of the circulation pump. Or the room thermostat controls a mixing valve which mixes return water with the flow water supplied by the boiler. It is true that the room thermostat could also have a direct influence on the flow temperature of the boiler: but the risk of corrosion in boilers usually made of steel today requires a minimum temperature of the boiler interior walls that come into contact with fire of around 70 r , i.e. a water temperature that is w.ih'cnd der Heating period as a constant flow temperature is usually not required. Therefore, the intermittent heating and the heating with a mixing valve have been found to be the most appropriate in practice.
Die "intermittierende Heizung weist den Nachteil auf. daß sie überregelt: Der Raumthermos'.at schaltet die Wärmeerzeugung zwar ab. sobald die gew ünschie Innentemperatur erreicht ist: aber die Heizkörper sind in diesem Augenblick — namentlich in der sogenannten Übergangszeit — so mit warmem Wasser sefüllt. daß sie die Raumtemperatur auch bei stillgeseizter Umwälzpumpe noch einige Zeit danach erhöhen: Es findet also ein sogenanntes Überregeln statt. Die Raumtemperatur schwankt daher merkbar, in gewissen Fällen unzumutbar.The "intermittent heating" has the disadvantage that it overregulates: The Raumthermos'.at switches the heat generation decreases. as soon as the desired internal temperature is reached: but the radiators are at this moment - especially in the so-called transition period - with warm water sfills. that you keep the room temperature even when you are breastfeeding Increase the circulation pump for some time afterwards: So-called overregulation takes place. The room temperature therefore fluctuates noticeably, in certain cases unacceptably.
Eine Heizungsanlage mit einem raumthermostatgesteuerten Mischventil ist zwar sehr viel weniger als eine intermittierend gesteuerte Anlage der Gefahr des i'berregelns ausgesetzt, erfordert aber eine we-A heating system with a room thermostat controlled Mixing valve is much less of a hazard than an intermittently controlled facility overrule, but requires a
sentlich variablere Heizmitlelumwälzung. d.h. eine stärkere Umwälzpumpe, weil der Wärmebedarf ja nicht von der Raumtemperatur sondern vom Wüimeverlust des Raumes bzw. des beheizten Gebäudes abhängt, also vom Temperaturunterschied zwischen der Außenluft und der gewünschten Raumtemperatur. Diese Größe geht aber in die Steuerung der Heizungsanlage nur ausnahmsweise ein: Zwar sind Regelkreise bekannt, die die Außentemperatur als Regelgröße mitbenutzen: aber Sonneneinstrahlung und Sturm können diese Regelgröße völlig wertlos machen. Ihre Mitwirkung kann nämlich dazu führen, daß die vorgegebene Raumtemperatur zwar als Mittelwert erreicht wird, aber ihre Schwankungen um diesen Mittelwert so groß werden, daß von Behaglichkeit kaum noch die Rede sein \:·ιηη. significantly more variable heating medium circulation. ie a more powerful circulation pump, because the heat requirement does not depend on the room temperature but on the loss of heat in the room or the heated building, i.e. on the temperature difference between the outside air and the desired room temperature. However, this variable is only included in the control of the heating system in exceptional cases: Control loops are known that also use the outside temperature as a controlled variable, but solar radiation and storms can make this controlled variable completely worthless. Their participation can in fact lead to the fact that the specified room temperature is reached as an average value, but its fluctuations around this average value become so great that there is hardly any question of comfort .
Die nachstehend beschriebene Regeleinrichtung beruht daher auf der Erkenntnis, daß eine perfekte Regelung von Heizungsanlagen in der Praxis auch mit aufwendigen Mitteln nicht zu erreichen ist. Dagegen scheint eine möglichst konstante Raumtemperatur erreichbar zu sein, wenn die Heizungsanlage längere Zeit mit einer konstanten Vorlauftemperatur arbeitet, denn die Speicherfähigkeit der Gebäudemasse macht die Heizungsanlage in gewissem Umfang unabhängig von raschen Temperaturänderungen der Außenluft. Andererseits vermag selbst die beste Regelungseinrichtung die Wettervorhersage nicht zu berücksichtigen. The control device described below is therefore based on the knowledge that a perfect Regulation of heating systems in practice cannot be achieved even with expensive means. Against it A room temperature that is as constant as possible seems to be achievable if the heating system is used for a longer period of time Time works with a constant flow temperature, because the storage capacity of the building mass makes the heating system to a certain extent independent of rapid temperature changes Outside air. On the other hand, even the best control device cannot take the weather forecast into account.
Es ist bereits bekannt, in den Vorlauf der Warm-Wasserheizung einen Temperaturfühler einzusetzen, welcher ein zwischen Vorlauf und Rücklauf geschaltetes Mischventil so steuert, daß die Vorlauftempcratur stets konstant bleibt, wobei ihr Sollwert von Hand beliebig — an sich nach Außentemperatur.It is already known in the flow of hot water heating to use a temperature sensor, which is connected between the flow and return Mixing valve controls so that the flow temperature always remains constant, with its setpoint of Any hand - depending on the outside temperature.
Wetterlage und Wettervorhersage sowie nach der voraussichtlichen Benutzung der Räume — eingestellt werden kann. Zweckmäßig trägt die Skala des Steuergeräts nicht die Grade der Vorlauftempcratur sondern die Grade der Außentemperatur, weil diese allein sinnfällig für den Raumbenutzer sind.Weather situation and weather forecast as well as the expected use of the rooms - set can be. Appropriately, the scale of the control unit does not show the degrees of the flow temperature but the degrees of the outside temperature, because these are the only things that make sense to the room user.
Die Stellkraft für den zwischen zwei Sitzen hin- und herwechselndcn Ventilteller des Mischventils kann ein unmittelbar im abgehenden Heizungsvorlauf eingesetzter temperaturempfindlicher Ausdehnungskörper liefern, der in irgendeiner bekannten Weise von außen verstellbar ist. Der temperaturempfindlichc Ausdehnungskörper kann ein Bimetallstreifen, ein Satz Tellerfedern aus Bimetall, ein flüssig-The actuating force for the valve disk of the mixing valve, which alternates between two seats can be a temperature-sensitive expansion body inserted directly in the outgoing heating flow deliver, which is adjustable from the outside in any known manner. The temperature sensitive c The expansion body can be a bimetal strip, a set of bimetal disc springs, a liquid
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keitsgefülltes Federrohr oder etwas ähnliches sein. Da die Abweichungen des Istwerts vom Sollwert so klein wie möglich sein sollen, sind verhältnismäßig große Ausdehnungskörper erforderlich, um auch bei geringen Temperaturschwankungen eine ausreieilende Stellkraft zum Verstellen des Ventiltellers des Mischventil zu liefern.keits-filled spring tube or something similar. Since the deviations of the actual value from the setpoint are as follows should be as small as possible, relatively large expansion bodies are required to also with small temperature fluctuations a sufficient force to adjust the valve disk of the Supply mixing valve.
Es ist weiterhin bekannt, um diesen Nachteil zu vermeiden, zwischen den Temperaturfühler und den Vcrslellmotor des Mischventils eine Servokraft einzuschalten, z. B. in der Weise, daß der (einstellbare) Temperaturfühler durch einen Stromkreis geschaltet vird. der den den Ventilteller betätigenden Ausdehnungskörper aufheizt. Es ist ebenfalls bekannt, den Ausdehnungskörper, der den Ventilteller bewegen soll, in einer Nebenkammer des Mischventil«; unterzubringen, die durch einen Servostrom, de.i der Temperaturfühler des Heizungsvorlaufs schaltet, aufgeheizt wird und die durch Wärmeabgabe nach außen vsieder abkühlt. Bei diesem bekannten Mischventil befindet sich der Ausdehnungskörper in einem vom wasserführenden Raum des Mischventils vollständig getrennten Raum, der wasserlos ist. Das hat den aber auch in der chemischen IIt is also known to avoid this disadvantage between the temperature sensor and the Vcrslellmotor the mixing valve to switch on a servo force, e.g. B. in such a way that the (adjustable) The temperature sensor is switched by a circuit. the expansion body that actuates the valve disk heats up. It is also known, the expansion body that move the valve head should, in a secondary chamber of the mixing valve «; to accommodate by a servo current, de.i the temperature sensor of the heating flow switches, is heated up and the heat dissipation to the outside it cools down. In this known mixing valve, the expansion body is in one of the water-bearing space of the mixing valve completely separate space that is waterless. That has but also in the chemical I.
einigt Brausebädern.agree shower baths.
strie.strie.
In der Zeichnung istIn the drawing is
\er-U-η. \ er-U-η.
ein Ausführungsbeisnielan implementation example
BIId I /ei* schematise)! die Gesamtanordnun, BiId^ /L-i»t einen Schnitt durch das Mischvc In ein Mischventil 1 nach Bi b2BIId I / ei * schematize)! the overall arrangement Image ^ / L-i »t a section through the mixed vc In a mixing valve 1 according to Bi b2
Vorlauf eines HeizkesselsBoiler flow
zungsrücklau kessel führt, schlossen, in d 1 mündet bei 2 μ einer Warmwasserhci-Hci3 ist eine Verbindung zum i..·■-■ angeschlossen, der an sich zum H.·■·■■-BcU isi der Heizungsvorlauf 5 ;a, ■_■-den em Temperaturfühler 6 eines Si-. .-„es.-i/i ist. Dieses Steuergerät? her. auf elektrischem Weg so. ι! ν1. " 5 stet1· der. ■ ':zungsrücklau boiler leads, closed, flows into d 1 at 2 μ of a hot water heater H c i3 a connection is connected to the i .. · ■ - ■, which is connected to the H. · ■ · ■■ -BcU isi the heating flow 5; a, ■ _ ■ -the em temperature sensor 6 of a Si. .- "es.-i / i is. This control unit? here. electrically like that. ι ! ν 1 . "5 is 1 · the. ■ ':
ein Dua you
.mi.mi
Nachteil, daß dieser Regler zu rasch arbeitet, also das Mischventil meist in Extremstellungen eingestellt 25 SollwertDisadvantage that this controller works too quickly, so the mixing valve is usually set in extreme positions 25 setpoint
ist. Außerdem ist bei dieser bekannten Ausführung tung 9 auf eine Stopfbüchse erforderlich, die die Rückführung erschwert.is. In addition, in this known embodiment device 9 is on a stuffing box is required, which makes the return difficult.
Mit dieser bekannten Bauart des Mischventils läßt — *. . With this known type of mixer valve - *. .
sich daher die Raumtemperatur unter gleichen 30 Schnitt nach B i 1 d 2 ersichtlich.
Außenbedingungen nicht unbedingt konstant halten. Das Mischventil 1 nach Bild- Hat einentherefore the room temperature can be seen under the same section according to B i 1 d 2.
Do not necessarily keep outside conditions constant. The mixing valve 1 according to picture has one
Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine möglichst ruhig und stetig arbeitende Anlage zu schaffen, die weder von zufälligen und plötzlichen stellung der Vo1IaU^m1K- atur dient knopf 8. dessen Skala jedoch nicht die Vorlauitcmperaui; sondern die Gn.de der Vprlauitemperatur etwa korrespondierenden Aul,, eratur iräül. Sinkt die Vorlauftemperatur in; , ■ dein Sichel gerat 7 mittelbar cingesteüi.. so wird das" Mischventil 1 über die I . elektrischem Weg so lange verstellt. ! deHstwert der Voilaiiftemperatur dem Sollwert l-;.:The invention is therefore based on the object of creating a system that works as quietly and steadily as possible, which does not depend on the accidental and sudden position of the Vo 1 IaU ^ m 1 category button 8. whose scale, however, does not include the Vorlauitcmperaui; but the value of the temperature corresponding to the outside temperature is iräül. If the flow temperature falls in; , ■ your sickle gets 7 indirectly cingesteüi .. so the "mixing valve 1 is adjusted via the 1st electrical path for so long.!
spricht. ., , .speaks. .,,.
Die Wirkungsweise des Mischventil«. 1 ist aus &.■:■:>. How the mixing valve works «. 1 is from &. ■: ■:>.
temp den mit teller 10 mit Doppelsit/. der entweder den Kesxel\i>: lauf 2 oder die Verbindung 3 zum Heizungsrüekki absperren oder zwischen beiden Absperrstellung-_temp den with plate 10 with double seat /. who either the Kesxel \ i>: run 2 or connection 3 to the heater back shut off or between the two shut-off positions-_
Änderungen des Wetters abhängig ist noch zu rasch 35 Zwischcnstellungen einnehmen kar„i. in denen cL·.. regelt und dadurch zu einem raschen Verschleiß der Wasser des Kesselvorlaufs mit dem Wasser des 1Ic- -^- - . .... zungsrücklaufs so gemischt wird, daß im Hei/ung-Changes in the weather are still too quick to take up intermediate positions. in which cL .. regulates and thus to a rapid wear of the water of the boiler flow with the water of the 1Ic- - ^ - -. .... the return flow is mixed so that in the heating
vorfauf4 bzw. 5 sich eine bestimmte Mischtemper;:-vorfauf4 or 5 a certain mixing temperature;: -
tur einstellt.ture adjusts.
Der Ventilteller 10 sitzt auf einem Gestänge 11.The valve disk 10 is seated on a rod 11.
sitzt aufsits on
das über eine Muffe 12 mit einem Ausdehnungskörper 13 verbunden ist. der in einer Nebenkammer 14 des Mischventils 1 sitzt, die vom Hauplteil des Mischventil durch einen Flansch 15 abgeteilt, je-which is connected to an expansion body 13 via a sleeve 12. the one in an adjoining chamber 14 of the mixing valve 1 is seated from the main part of the Mixing valve separated by a flange 15, each
Regelorgane und des ölbrenners bei einer Warmwasserheizung führt.Control organs and the oil burner in a hot water heating system leads.
Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß der Heizkörper des elektrischen Heiz-Stromkreises und der das Ventilverschlußteil verstellende Ausdehnungskörper in einer mit dein heizwassertührenden Innenraum des Ventilgehäuses in offener Verbindung stehenden und somit ebenfalls mit ,—. -This object is achieved according to the invention in that the radiator of the electrical heating circuit and the expansion body adjusting the valve closure part in one with your heating water Interior of the valve housing in open connection and thus also with, -. -
Heizwasser gefüllten Nebenkammer des Mischventils 45 doch nicht vollständig abgeschlossen ist. Eine Wenuntergebracht sind und so der das Ventilverschlußteil delfeder 16 drückt den Ausdehnungskörper 13 auf verstellende Ausdehnungskörper nur mittelbar über einen Sitz 17. der von außen durch einen Exzenter den vom elektrischen Heizkörper erwärmten Inhalt 18 justiert werden kann.Heating water-filled secondary chamber of the mixing valve 45 is not completely closed. A wen accommodated are and so the valve closure part delfeder 16 pushes the expansion body 13 open adjusting expansion body only indirectly via a seat 17. from the outside by an eccentric the heated by the electric heater content 18 can be adjusted.
der Nebenkammer beheizt wird. Der Ausdehnur.es- In der Nebenkammer 14. die durch den nichtdich-the secondary chamber is heated. The expansion only in the secondary chamber 14.
körper kann dadurch den Ventilteller absolut rei- 50 tcnden Flansch 15 mit Wasser gefüllt wird, befindet
bungsfrei — und daher viel feiner — verstellen.
Außerdem bewirkt der gegenüber Luft größere Wärmeinhalt der Wasserfüllung der Nebenkammer. daßThe body can thereby adjust the valve disc absolutely rubbing. The flange 15 is filled with water, is free from exercise - and is therefore much finer.
In addition, the heat content of the water in the secondary chamber is greater than that of air. that
sich der Ventilteller nur langsam verstellt und Hin- _. . the valve disc only moves slowly and backwards _. .
gcre Zeit eine Mittelstellung einnimmt. Damit ist ein 55 rät 7 mittelbar eingestellten Sollwert, so schaltet der Überregcln so gut wie ausgeschlossen. Temperaturfühler 6 über das Steuergerät 7 den elek-gcre time occupies a middle position. This is a set value that is set indirectly, so the switch Overregulation is as good as impossible. Temperature sensor 6 via the control unit 7 the elec-
Bei Verwendung eines Servo-Heizstromkreises ' ~~When using a servo heating circuit '~~
kann der Temperaturfühler an beliebiger Stelle des
Vorlaufs — also auch in einem zu beheizenden
Raum — angebracht sein und muß nicht unmittelbar 60 Vorlaufs dem Sollwert entspricht.the temperature sensor can be placed anywhere on the
Vorlauf - so also in a to be heated
Room - must be appropriate and does not have to correspond directly to the setpoint 60 of the flow.
sich ein elektrischer Heizkörpei 19. der vom Steuergerät 7 (Bild 1) ein- bzw. ausgeschaltet wird.an electric heater i 19. from the control unit 7 (Fig. 1) is switched on or off.
Die Wirkungsweise ist folgende: Sinkt die Temperatur dt , Heizungsvorlaufs 5 unter den am Steuerge-The mode of operation is as follows: If the temperature dt, heating flow 5 falls below the
irischen Heizkörper 19 so lange ein. bis der Ausdehnungskörper 13 den Ventilteller 10 in eine solche Stellung gebracht hat, daß die Mischtemperatur imIrish radiator 19 for so long. until the expansion body 13 has brought the valve plate 10 in such a position that the mixing temperature in
am Mischventil eingebaut sein.be installed on the mixing valve.
Die Verwendung der beschriebenen Anordnung ist nicht auf Warmwasserheizungen beschränkt; sie kann überall dort vorteilhaft angewandt werden, wo Die Nebenkammer 14 kann außen Kühlrippen erhalten (nicht dargestellt). Kesselvorlauf 2 und Verbindung 3 zum Rücklauf können miteinander vertauscht werden, wobei auch das Steuergerät? umge-The use of the arrangement described is not limited to hot water heating systems; it can be anywhere do rt advantageously applied where the sub-chamber 14 may receive external cooling fins (not shown). Boiler flow 2 and connection 3 to the return can be interchanged, whereby the control unit? around
zvvei Flüssigkeiten verschiedener Temperatur zu 65 schaltet werden muß.Two liquids of different temperatures must be switched to 65.
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Legal Events
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|---|---|---|---|
| C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) |