DE19534184C2 - Bedienungseinrichtung einer Ferneinstelleinrichtung für eine Heizung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Bedienungseinrichtung einer Ferneinstelleinrichtung für eine Heizung mit einem Ge­ häuse, das eine Montagefläche aufweist, und mit einem im Gehäuse angeordneten Temperaturfühlerelement.

Ferneinstelleinrichtungen für eine Heizung werden bei­ spielsweise dann verwendet, wenn der Heizkörper als Unterflurkonvektor ausgebildet ist oder in einer abge­ deckten Heizkörpernische oder in einem Lüftungskanal angeordnet ist. In diesem Fall wäre ein am Heizkörper selbst angeordnetes Einstellelement nur ungünstig zu erreichen. Man verwendet daher eine Fernein­ stelleinrichtung, die an einem Ort angeordnet ist, der für einen Benutzer leicht zugänglich ist. Die Bedie­ nungseinrichtung ist dann über eine Übertragungsstrec­ ke, beispielsweise ein Kapillarrohr, mit einer Betäti­ gungseinrichtung verbunden, die das Heizkörperventil steuert. Beispiele derartiger Bedienungseinrichtungen finden sich in DE 25 21 161 A1, EP 0 552 157 B1 oder DE-AS 21 65 231.

Die Bedienungseinrichtung wird in der Regel an einer Wand des Raumes befestigt, dessen Temperatur mit Hilfe der Heizung beeinflußt werden soll. Hierbei liegt die Bedienungseinrichtung mit ihrer Montagefläche an der Wand an. Es ist nun vielfach zu beobachten, daß sich die Temperatur der Wand signifikant von der Temperatur der Raumluft unterscheidet, insbesondere dann, wenn es sich bei der Wand um eine Außenwand handelt. Die Tempe­ ratur der Wand beeinflußt damit auch das Temperaturfüh­ lerelement, das dann eine "falsche" Temperatur ermit­ telt und infolgedessen die Heizung nicht im gewünschten Sinn steuert, sondern beispielsweise die Heizleistung zu hoch einstellt.

In der Ausgestaltung nach DE-AS 21 65 231 ist zwischen dem Temperaturfühlerelement, das durch einen flüssig­ keitsgefüllten Druckraum gebildet ist, und der Wand ein mit getrockneter Druckluft von höherem Druck gefüllter Raum vorgesehen, der eine gewisse Isolierung der Wand von dem Temperaturfühlerelement bewirkt. Allerdings läßt sich der Einfluß der Wandtemperatur hierbei nur begrenzt ausschalten. Zum einen ist auch Druckluft kein idealer Wärmeisolator. Ein gewisser Wärmeübergang er­ folgt unter anderem durch eine Konvektionsbewegung in­ nerhalb dieses mit Druckluft gefüllten Raumes. Darüber hinaus leitet auch das Gehäuse Wärme, so daß sich tat­ sächlich ein gewisses fehlerhaftes Verhalten der Fern­ einstelleinrichtung beobachten läßt. Erschwerend kommt hierbei hinzu, daß aufgrund des isolierenden Druckluft­ polsters eine gewisse Zeitverzögerung zwischen der Tem­ peraturänderung der Wand und einer entsprechenden Tem­ peraturbeeinflussung des Temperaturfühlerelements zu beobachten ist. Der Fehler bleibt also über die Zeit nicht einmal gleich.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Einfluß der Wandtemperatur zu verringern.

Diese Aufgabe wird bei einer Bedienungseinrichtung der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß zwischen der Montagefläche und dem Temperaturfühlerelement ein Strö­ mungskanal angeordnet ist, der an seinen Enden jeweils eine Öffnung nach außen aufweist.

Durch diesen Strömungskanal kann nun permanent ein Luftaustausch stattfinden, und zwar mit der Raumluft. Luft, die möglicherweise die Temperatur der Wand anneh­ men könnte, wird abgeführt. Statt dessen wird Raumluft zugeführt, die dann dem Temperaturfühlerelement die gewünschte Temperatur vermittelt. Damit läßt sich ein besseres Temperaturverhalten der Ferneinstelleinrich­ tung erzielen. Darüber hinaus beeinflußt die Strömung durch den Strömungskanal auch die Teile des Gehäuses positiv, die aufgrund der Wärmeleitfähigkeit des Gehäu­ sematerials die Wandtemperatur annehmen. Dadurch, daß diese von Raumluft umspült werden, wird eine Tempera­ turänderung, die sich in diesen Gehäuseteilen ein­ stellt, relativ rasch wieder ausgeglichen. Auch diese Gehäuseteile nehmen dann zumindest weitestgehend die Temperatur der Raumluft an.

Hierbei ist bevorzugt, daß der Strömungskanal im we­ sentlichen vertikal ausgerichtet ist. Hierbei nutzt man die Konvektion aus, also die Tatsache, daß warme Luft nach oben steigt und kalte Luft nach unten sinkt. So­ bald also durch die Wandtemperatur ein Abweichen der Lufttemperatur im Strömungskanal von der Temperatur der Raumluft zu beobachten ist, strömt die Luft aus dem Strömungskanal hinaus und wird dann durch Raumluft er­ setzt. Durch diesen automatischen Vorgang müssen keine weiteren Maßnahmen getroffen werden, um die Strömung durch den Kanal sicherzustellen. Falls die Wand die gleiche Temperatur wie die Raumluft hat, ist hingegen keine Strömung durch den Strömungskanal notwendig.

Vorzugsweise ist der Strömungskanal durch ein Gehäuse­ teil vom Temperaturfühler getrennt. Der Strömungskanal ist also zumindest gegen das Temperaturfühlerelement abgeschlossen, so daß die Raumluft ungehindert durch­ strömen kann und sich nicht am Temperaturfühlerelement staut.

Vorteilhafterweise ist zwischen dem Strömungskanal und dem Temperaturfühlerelement ein zusätzlicher Luftraum vorgesehen. Dieser zusätzliche Luftraum wirkt, genau wie der mit Druckluft gefüllte Raum in DE-AS 21 65 231, als zusätzliche Isolierung gegenüber Temperaturdiffe­ renzen, die von der Wand her kommen könnten. Im Unter­ schied zu der bekannten Ausgestaltung ist allerdings die dem Temperaturfühlerelement abgewandte Seite dieses Luftraumes nicht der Wandtemperatur ausgesetzt, sondern der Raumluft. Dementsprechend gibt es über diesen Luft­ raum auch nur einen geringeren Temperaturgradienten, der sich in den meisten Fällen ohnehin dem Wert Null annähern wird. Auf jeden Fall verbessert aber der Luftraum die Isolierung des Temperaturfühlerelements von der Wand.

Vorzugsweise ist ein Verstellelement vorgesehen, das mit mindestens einer Außenseite einen Teil einer Be­ grenzungswand des Strömungskanals bildet. Mit dem Ver­ stellelement wird ein Sollwert vorgegeben. Beispiels­ weise kann mit Hilfe des Verstellelements der Raumin­ halt eines Druckraums geändert werden, der mit einer in Abhängigkeit von ihrer Temperatur ausdehnbaren Flüssig­ keit gefüllt ist. Da nun das Verstellelement mit minde­ stens einer Außenseite einen Teil einer Begrenzungswand des Strömungskanals bildet, ist dieses Verstellelement auch permanent der Luftströmung in dem Strömungskanal ausgesetzt. Es nimmt also die Temperatur dieser Luft an. Dies verbessert die Regelcharakteristik der Fern­ einstelleinrichtung.

Mit Vorteil ist das Verstellelement senkrecht zur Strö­ mungsrichtung im Strömungskanal bewegbar. Man kann also zusätzlich noch mit der Sollwertvorgabe auch den Strö­ mungsquerschnitt des Strömungskanals verändern. Dies verbessert die Regelcharakteristik weiter.

In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung ist vor­ gesehen, daß der Strömungskanal im Bereich des Tempera­ turfühlerelements eine Querschnittsveränderung auf­ weist. Bei einer Querschnittsänderung ergeben sich in der Regel auch Änderungen in der Strömung. Auf diese Weise kann man eine verbesserte Anströmung der Gehäuse­ teile im Bereich des Temperaturfühlerelements errei­ chen. Temperaturänderungen, die möglicherweise von der Wand an diese Gehäuseelemente gelangen könnten, werden dann sehr schnell beseitigt, weil entweder die notwen­ dige Wärme zugeführt oder überflüssige Wärme abgeführt wird.

Vorzugsweise weist die Montagefläche eine Öffnung zum Strömungskanal hin auf. Ein Teil der unerwünschten Tem­ peraturbeeinflussung erfolgt durch Wärmeleitung über das Gehäuse. Wenn man nun eine Öffnung in der Montage­ fläche vorsieht, verringert sich die Fläche des Gehäu­ ses, über die eine Wärmeleitung von der Wand zu den übrigen Gehäuseteilen, die das Temperaturfühlerelement aufnehmen, erfolgen könnte. Darüber hinaus wird die Oberfläche der Wand durch die durch den Strömungskanal strömende Luft immer ungefähr auf der Raumtemperatur gehalten.

In einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung ist vor­ gesehen, daß das Gehäuse bis auf den Strömungskanal in allen über die Montagefläche hinausragenden Bereichen allseits geschlossen ist. Das Temperaturfühlerelement steht also nicht mehr über Schlitze oder Öffnungen mit der Raumluft in Verbindung. Bislang wurde dies als selbstverständliche Voraussetzung für ein zufriedens­ tellendes thermostatisches Verhalten der Bedienungsein­ richtung angesehen, weil man davon ausging, daß das Thermostatelement dann von der Raumluft umspült wird. In vielen Fällen hat sich die gewünschte Strömung al­ lerdings nicht eingestellt. Vielmehr haben sich dann stillstehende Luftvolumina ausgebildet, die eine sehr schlechte Wärmeleitfähigkeit haben und das Regelverhal­ ten verschlechtern. Die Umströmung hatte darüberhinaus den Nachteil, daß zusammen mit der Luft auch Staub und Schmutzpartikel durch Schlitze und ähnliches in das Gehäuse gelangten. Man hat nun festgestellt, daß ein direktes Umspülen des Temperaturfühlerelements nicht notwendig ist. Die Wärmeleitung durch das Gehäuse selbst reicht aus, um dem Temperaturfühlerelement die notwendigen Informationen über die Temperatur der Raum­ luft zu vermitteln. Da man über den Strömungskanal an­ dererseits sichergestellt hat, daß auch die "Rückseite" des Gehäuses der Raumlufttemperatur ausgesetzt ist, kann man nun davon ausgehen, daß ein allseitig von Raumluft umgebenes Gehäuse die Temperatur der Raumluft auch an das Temperaturfühlerelement weitergibt.

Auch ist bevorzugt, daß das Temperaturfühlerelement allseitig von geschlossenen Gehäuseteilen umgeben ist. Bei dieser Ausgestaltung ist also auch der Strömungs­ kanal so weit geschlossen, daß die Luft aus dem Strö­ mungskanal nicht unmittelbar bis zu dem Temperaturfüh­ lerelement vordringen kann. In beiden Fällen sind selbstverständlich montagebedingte Spalte zwischen ein­ zelnen Teilen vorhanden, beispielsweise zwischen einem Drehgriff und dem Gehäuse bzw. zwischen einem Gehäuse­ deckel und dem Gehäuse. Über diese Spalte kann aber ein nennenswerter Luftaustausch nicht stattfinden.

Die Erfindung wird im folgenden anhand eines bevorzug­ ten Ausführungsbeispiels in Verbindung mit der Zeich­ nung beschrieben. Hierin zeigt

Fig. 1 einen Querschnitt durch einen Bedienungseinrich­ tung und

Fig. 2 eine Seitenansicht auf die Bedienungseinrichtung von unten.

Eine Bedienungseinrichtung 1 mit einem Gehäuse 2 weist eine Montagefläche 3 auf. Die Montagefläche 3 liegt an einer Wand 4 an. Die Bedienungseinrichtung 1 wird an dieser Wand 4 mit Hilfe von Schrauben 5 befestigt.

Im Gehäuse 2 ist ein Temperaturfühlerelement 6 angeord­ net, der aus einem allseitig umschlossenen Druckraum 7 besteht, der mit einer temperaturausdehnbaren Flüssig­ keit vollständig gefüllt ist. Der Druckraum 7 steht mit einem nicht näher dargestellten Kapillarrohr in Verbin­ dung, über das Flüssigkeit, die bei einer Temperatur­ ausdehnung aus dem Druckraum 7 verdrängt wird, zu einer Betätigungseinrichtung für ein Heizkörperventil gelei­ tet wird. Bei einer Kontraktion der Flüssigkeit wird die Flüssigkeit entsprechend in den Druckraum 7 zurück­ gesaugt.

In dem Druckraum 7 steht ein Balg 8 vor, der auf einen Stößel 9 wirkt. Der Stößel 9 ist als Hohlzylinder aus­ gebildet und weist einen umgebörtelten Rand 10 auf, der von einer Feder 11 auf eine dem Druckraum abgewandte Seite eines Stifts 12 gedrückt wird, der durch den Stö­ ßel 9 gesteckt ist. Der Stift 12 ist wiederum mit einem Verstellelement 13 gemeinsam beweglich. Das Verstell­ element 13 ist drehfest, aber axial verschiebbar, im Gehäuse 2 gehalten, beispielsweise über eine nicht nä­ her dargestellte Drehmomentstütze. Es weist auf seiner Umfangsseite ein Gewinde 14 auf, das mit einem entspre­ chenden Gegengewinde 15 in Verbindung steht. Das Gegen­ gewinde 15 ist auf einem Zwischenstück 16 angeordnet, das mit Hilfe eines Drehgriffs 17 verdreht werden kann. Wenn der Drehgriff 17 verdreht wird, wird also das Ver­ stellelement 13 in Fig. 1 weiter nach links oder weiter nach rechts geschoben, wodurch sich auch der Stößel 9 weiter in den Druckraum 7 hineinbewegt oder sich weiter aus ihm zurückzieht, mit anderen Worten das Volumen des Druckraums 7, das für Flüssigkeit zur Verfügung steht, ändert.

Das Gehäuse 2 ist noch von einem Gehäusedeckel 18 abge­ deckt.

Auf der der Wand 4 abgewandten Seite der Montagefläche 3 ist ein Strömungskanal 19 vorgesehen, der im wesent­ lichen vertikal ausgerichtet ist, also von unten nach oben verläuft. Der Strömungskanal 19 steht über eine untere Öffnung 20 und eine obere Öffnung 21 mit der Umgebungsluft in Verbindung. Luft kann also, wie dies mit Pfeilen 22 angedeutet ist, durch den Strömungskanal 19 strömen, beispielsweise aufgrund von Konvektion. Da es sich um Raumluft handelt, also Luft, die ansonsten die Bedienungseinrichtung 1 umgibt, herrscht in dem Strömungskanal 19 ebenfalls die Temperatur der Raum­ luft.

Die Montagefläche 3 weist eine Öffnung 23 auf, so daß der Strömungskanal 19 hier durch die Wand 4 begrenzt wird. Auf der gegenüberliegenden Seite ist neben dem Gehäuse 2 auch das Verstellelement 13 vorgesehen, das quer zur Strömungsrichtung durch den Strömungskanal 19 bewegbar ist. Hierdurch läßt sich der Querschnitt des Strömungskanals 19 ändern. Darüber hinaus ist das Ver­ stellelement 13 ebenfalls der Luftströmung durch den Strömungskanal 19 ausgesetzt.

Dort, wo das Verstellelement 13 angeordnet ist, ergibt sich eine Änderung des Querschnitts des Strömungskanals 19. Diese Querschnittsänderung erfolgt damit auch im Bereich des Temperaturfühlerelements 6. Durch diese Querschnittsänderung wird eine Änderung der Strömung erzwungen, die durch Pfeile 22′ angedeutet ist. Hiermit wird sichergestellt, das das Verstellelement 13 auf jeden Fall von der Luft bestrichen wird, die durch den Strömungskanal fließt. Damit wird eine direkte Tempera­ turbeeinflussung des Verstellelements 13 durch die Raum­ luft erreicht. Andererseits wird durch die Öffnung 23 in der Montagefläche 3 ein größerer Wärmeübergang von der Wand 4 auf das Gehäuse 2 verhindert, weil eben nur eine entsprechend geringere Querschnittsfläche zur Ver­ fügung steht. Die Gehäuseteile, die durch Wärmeleitung von der Wand 4 erwärmt oder abgekühlt werden, werden durch die durch den Strömungskanal 19 strömende Raum­ luft relativ schnell wieder auf die Raumtemperatur ge­ bracht.

Ferner ist zwischen dem Strömungskanal 19 und dem Tem­ peraturfühlerelement zusätzlich noch ein Luftraum 24 vorgesehen, der zwischen dem Verstellelement 13 und dem Temperaturfühlerelement angeordnet ist. Dieser Luftraum verbessert weiter die Isolierung zwischen der Wand 4 und dem Temperaturfühlerelement 6.

Das Gehäuse 2, der Drehgriff 17 und der Gehäusedeckel 18 sowie das Verstellelement 13 sind allseits geschlos­ sen, wenn man von unvermeidlichen Spalten zwischen den einzelnen Teilen absieht. Diese Spalte sind teilweise notwendig, um eine Bewegbarkeit zu ermöglichen. Sie sind aber nicht groß genug, um einen freien Luftaus­ tausch zu gewährleisten. Die Temperaturbeeinflussung des Temperaturfühlerelements 6 erfolgt dann nicht mehr unmittelbar durch die Raumluft, die das Temperaturfüh­ lerelement ja nicht mehr umströmen kann. Vielmehr er­ folgt die Temperaturbeeinflussung nunmehr ausschließ­ lich durch Wärmeleitung über das Gehäuse 2 und die Ge­ häuseteile, insbesondere den Drehgriff 17, das Zwi­ schenstück und den Gehäusedeckel 18. Diese Temperatur­ leitung reicht aus, um das Temperaturfühlerelement 6 relativ rasch auf die richtige Temperatur, nämlich die Raumtemperatur, zu bringen. Störende Temperatureinflüs­ se von der Wand 4 werden über die Luftströmung durch den Strömungskanal 19 weitgehend ausgeschaltet.

Claims (10)

1. Bedienungseinrichtung einer Ferneinstelleinrichtung für eine Heizung mit einem Gehäuse, das eine Monta­ gefläche aufweist, und mit einem im Gehäuse ange­ ordneten Temperaturfühlerelement, dadurch gekenn­ zeichnet, daß zwischen der Montagefläche (3) und dem Temperaturfühlerelement (6) ein Strömungskanal (19) angeordnet ist, der an seinen Enden jeweils eine Öffnung (20, 21) nach außen aufweist.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß der Strömungskanal (19) im wesentlichen vertikal ausgerichtet ist.

3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Strömungskanal (19) durch ein Gehäuseteil (13) vom Temperaturfühler (6) getrennt ist.

4. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, da­ durch gekennzeichnet, daß zwischen dem Strömungs­ kanal (19) und dem Temperaturfühlerelement (6) ein zusätzlicher Luftraum (24) vorgesehen ist.

5. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, da­ durch gekennzeichnet, daß ein Verstellelement (13) vorgesehen ist, das mit mindestens einer Außenseite einen Teil einer Begrenzungswand des Strömungska­ nals (19) bildet.

6. Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeich­ net, daß das Verstellelement (13) senkrecht zur Strömungsrichtung im Strömungskanal (19) bewegbar ist.

7. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, da­ durch gekennzeichnet, daß der Strömungskanal (19) im Bereich des Temperaturfühlerelements (6) eine Querschnittsveränderung aufweist.

8. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, da­ durch gekennzeichnet, daß die Montagefläche (3) eine Öffnung (23) zum Strömungskanal hin aufweist.

9. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, da­ durch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (2) bis auf den Strömungskanal (19) in allen über die Montage­ fläche (3) hinausragenden Bereichen allseits ge­ schlossen ist.

10. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, da­ durch gekennzeichnet, daß das Temperaturfühlerele­ ment (6) allseitig von geschlossenen Gehäuseteilen (2, 17, 18) umgeben ist.