DE19534185A1 - Einstelleinrichtung für einen Heizkörper-Thermostaten - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Einstelleinrichtung für einen Heizkörper-Thermostaten mit einem Gehäuse, in dem ein Temperaturfühler angeordnet ist. Derartige Ein­ stelleinrichtungen werden entweder direkt an Heizkör­ pern angeordnet, wobei der Temperaturfühler das Heiz­ körperventil unmittelbar beeinflußt. Oder sie werden als Ferneinstelleinrichtungen verwendet, bei denen die Einstelleinrichtung beispielsweise über ein Kapillar­ rohr mit einer Betätigungseinrichtung verbunden ist, die ihrerseits wiederum das Heizkörperventil betätigt. Der Temperaturfühler kann beispielsweise einen Druck­ raum aufweisen, der mit einer wärmeausdehnbaren Flüs­ sigkeit gefüllt ist. Die aus dem Temperaturfühler bei Temperaturerhöhung verdrängte Flüssigkeit betätigt dann das zugeordnete Heizkörperventil.

Für eine zufriedenstellende Regelung ist es erforder­ lich, daß der Temperaturfühler die Temperatur des Rau­ mes, die er auf einem vorbestimmten Wert halten soll, erfaßt. Dies erfolgt in der Regel über die Erfassung der Temperatur der Raumluft. Um eine schnelle und di­ rekte Ermittlung der Raumluft-Temperatur zu ermögli­ chen, weisen die bekannten Einstelleinrichtungen Lüf­ tungsschlitze oder -öffnungen auf, durch die die Raum­ luft treten kann. Vielfach ist es hierbei erforderlich, das die Einstelleinrichtung in einer vorbestimmten Ori­ entierung angebracht wird, um ein bestimmtes Durchströ­ mungsverhalten der Raumluft zu erzielen. Aufgrund der Konvektion strömt die Luft im Wandbereich oder im Be­ reich der Heizkörper, wo die Einstelleinrichtungen überwiegend angeordnet seien werden, in den meisten Fällen von unten nach oben oder von oben nach unten.

Eine Einrichtung der eingangs genannten Art ist bei­ spielsweise aus EP 0 552 157 B1 bekannt.

Man hat nun festgestellt, daß das Regelverhalten eines so ausgerüsteten Heizkörper-Thermostaten trotz genauer Einbauvorschriften nicht immer befriedigt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Ein­ stelleinrichtung zu verbessern.

Diese Aufgabe wird bei einer Einstelleinrichtung der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß das Gehäuse außen geschlossen ist.

Damit wird zwar eine Luftzirkulation durch das Gehäuse verhindert. Die Temperatur kann aber durch das Gehäuse hindurch auf den Temperaturfühler wirken. Man erreicht dadurch eine klar definierte Wärmeleitstrecke. Bislang haben sich nämlich bei mit Öffnungen versehenen Gehäu­ sen in nicht vorhersehrbarer Weise stillstehende Luft­ volumina gebildet. Luft ist aber bekanntlich ein sehr schlechter Wärmeleiter. Viele Kunststoffe erreichen eine um den Faktor 10 bessere Wärmeleitfähigkeit. Ent­ scheidend ist aber, daß immer klar definierte Verhält­ nisse vorliegen. Offensichtlich reicht die Wärmeleitung durch das Gehäuse aus, um die Temperatur aus dem Raum bis zum Temperaturfühler zu bringen. Dadurch, daß das Gehäuse außen geschlossen ist, dringt praktisch keine Luft ein. Dementsprechend werden auch Staub- und Schmutzpartikel vom Innern des Gehäuses ferngehalten. Die Reinigung ist wesentlich einfacher. Dadurch, daß Staub und Schmutz außerhalb des Gehäuses bleiben, wer­ den im Innern auch keine Veränderungen durch Staub- oder Schmutzablagerungen hervorgerufen. Die Einstell­ einrichtung läßt sich sowohl bei Heizkörper-Thermosta­ ten verwenden, die direkt am Heizkörper montiert sind, als auch bei Ferneinstelleinrichtungen, bei denen der Temperaturfühler, gegebenenfalls mit einem entsprechen­ den Sollwertgeber, entfernt vom Heizkörper angeordnet ist. Wenn die Einstelleinrichtung direkt am Heizkörper angeordnet ist, muß natürlich eine Öffnung im Gehäuse zur Verfügung stehen, durch die eine entsprechende Wir­ kung auf das Heizkörperventil erfolgen kann. Diese wird im eingebauten Zustand jedoch durch das Heizkörperven­ til verschlossen, so daß auch in diesem Fall eine rund­ herum geschlossene Einheit entsteht.

Vorzugsweise steht der Temperaturfühler über Gehäuse­ teile mit der Außenseite des Gehäuses in Verbindung. Dadurch läßt sich eine Wärmeleitung von außen nach in­ nen sicherstellen, und zwar über einen definierten Wär­ meleitpfad, so daß das Temperaturverhalten der Einrich­ tung relativ genau vorhersehbar ist.

In einer alternativen oder zusätzlichen Ausgestaltung ist der Temperaturfühler an mindestens einer Stelle nur durch einen Luftraum von einer Außenwand des Gehäuses getrennt. Auch hierdurch läßt sich eine schnelle Wärme­ leitung von der Raumluft auf den Temperaturfühler be­ obachten. Man sorgt trotz einer fehlenden unmittelbaren Umspülung des Temperaturfühlers dafür, daß die Tempera­ tur-Information der Raumluft möglichst schnell zum Tem­ peraturfühler gelangt.

Vorzugsweise ist das Gehäuse aus Kunststoff mit einer vorbestimmten Wärmeleitfähigkeit gebildet. Die meisten Kunststoffe weisen eine gewisse Wärmeleitfähigkeit auf. Kunststoffe sind robust und leicht zu pflegen.

Mit besonderem Vorteil weist der Temperaturfühler einen mit einer Druckflüssigkeit gefüllten Druckraum auf, dessen Volumen von außen veränderbar ist. Über die Vo­ lumenveränderung läßt sich der für die Dehnflüssigkeit zur Verfügung stehende Raum so verändern, daß sich bei Temperaturänderungen in Abhängigkeit von unterschiedli­ chen Vorgaben auch unterschiedliche Drücke in dem Druckraum ergeben. Diese Drücke, gegebenenfalls zusam­ men mit der Menge der aus dem Druckraum verdrängten Flüssigkeit, kann man dann zur Steuerung des eigentli­ chen Heizkörperventils verwenden.

Vorzugsweise weist das Gehäuse einen Deckel auf, der mit einer Gehäusebasis über eine Rastverbindung verbun­ den ist. Man benötigt also keine zusätzlichen Befesti­ gungsmittel, die in den meisten Fällen aus einem ande­ ren Material hergestellt sind, wie beispielsweise Schrauben. Verwendet wird nur das Material des Deckels und das Material der Gehäusebasis. Dementsprechend kann man den Wärmeleitpfad relativ genau vorherbestimmen. Es treten durch die Verbindung keine Störungen auf, die die Wärmeleitung beeinträchtigen könnten.

Das gleiche gilt dann, wenn das Gehäuse einen Drehgriff aufweist, der mit einem Stellglied über eine Rastver­ bindung verbunden ist. Auch über den Drehgriff kann eine Wärmeleitung erfolgen und somit die Information über die Temperatur der Raumluft an den Temperaturfüh­ ler weitergegeben werden.

Mit Vorteil bilden der Deckel und der Drehgriff gemein­ sam mit einer Bodenplatte die äußeren Grenzen des Ge­ häuses. Hierdurch ergibt sich ein relativ kompakter Aufbau, der einerseits Schmutz und Staub aus dem Inne­ ren des Gehäuses fernhält, andererseits aber genügend Flächen zur Verfügung läßt, durch die die Temperatur nach innen vordringen kann.

Auch ist bevorzugt, daß das Gehäuse außen glatt ist. Damit läßt es sich leicht sauber halten. Schmutz- und Staubablagerungen, die zu einer stärkeren Isolierung führen würden, können leicht vermieden werden.

In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung ist die Einstelleinrichtung als Ferneinstelleinrichtung ausge­ bildet, die über eine Leitung mit einem Heizkörperven­ til verbunden ist, wobei auf der dem Temperaturfühler abgewandten Seite der Bodenplatte ein Strömungskanal angeordnet ist, der an jedem Ende jeweils eine Öffnung nach außen aufweist, und auf der der Bodenplatte gegen­ überliegenden Seite des Strömungskanals eine Montage­ platte angeordnet ist. Wenn die Einstelleinrichtung als Ferneinstelleinrichtung ausgebildet ist, ist sie in der Regel mit ihrer Montageplatte an einer Wand befestigt. Da die Temperaturbeeinflussung des Temperaturfühlers hauptsächlich über eine Wärmeleitung durch das Gehäuse selbst erfolgt, besteht die Gefahr, daß die Wandtempe­ ratur, die sich in der Regel von der Raumtemperatur etwas unterscheidet, einen verstärkten Einfluß auf den Temperaturfühler nimmt. Dies ist unerwünscht. Dadurch, daß nun ein Strömungskanal vorgesehen wird, der zwi­ schen der Bodenplatte und der Montageplatte angeordnet ist, wird der Einfluß einer derartigen Temperaturbeein­ flussung durch die Wand stark vermindert. Der Strö­ mungskanal, der an jedem Ende eine Öffnung nach außen aufweist, wird nämlich mit Luft durchströmt, beispiels­ weise durch Konvektion. Die durchströmende Luft setzt einerseits auch die Bodenplatte der Temperatur der Raumluft auf. Andererseits temperiert sie auch die Mon­ tageplatte auf die Temperatur der Raumluft, so daß die Wirkungen der Einleitung einer "falschen" Temperatur von der Wand weitgehend eliminiert werden. Trotz des Ausnutzens der Wärmeleitung in das Innere des Gehäuses kann also die Einstellvorrichtung durchaus unmittelbar an einer Wand mit anderer Temperatur befestigt werden.

Hierbei ist bevorzugt, daß die Montageplatte eine Öff­ nung aufweist, die mit dem Strömungskanal verbunden ist. Hierdurch gelangt die Raumluft auch unmittelbar auf die Wand, auf der die Einrichtung montiert ist. Auch wenn kein vollständiger Temperaturausgleich zwi­ schen der Luft im Strömungskanal und der Wand stattfin­ den wird, wird doch die Wandtemperatur an dieser Stelle stärker der Raumtemperatur angeglichen werden. Darüber hinaus verringert die Öffnung in der Montageplatte den für die Wärmeleitung zur Verfügung stehenden Quer­ schnitt.

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

Fig. 1 einen Querschnitt durch eine Einstelleinrichtung und

Fig. 2 eine Seitenansicht der Einstelleinrichtung von unten.

Eine Einstelleinrichtung 1 mit einer Gehäusebasis 2 weist eine Montagefläche 3 auf. Die Montagefläche 3 liegt an einer Wand 4 an. Die Einstelleinrichtung 1 wird an dieser Wand 4 mit Hilfe von Schrauben 5 befe­ stigt.

Mit der Gehäusebasis 2 ist ein Deckel 18 verbunden, und zwar über eine Rastverbindung 25, bei der ein Vorsprung 26 am Deckel 18 über ein Gegenstück 27 an der Gehäuse­ basis 2 geschoben worden ist. Der Vorsprung 26 rastet dann hinter dem Gegenstück 27 ein. Der Deckel 18 bildet einen Teil eines Gehäuses, das weiterhin durch einen Drehgriff 17 gebildet ist, der in einer kreisrunden Öffnung im Deckel 18 angeordnet ist. Auf der dem Dreh­ griff 17 gegenüberliegenden Seite ist das Gehäuse durch eine Bodenplatte begrenzt, die durch einen Teil der Gehäusebasis 2 und den Boden eines Verstellelements 13 gebildet ist, das später diskutiert werden wird.

In der Gehäusebasis 2 ist ein Temperaturfühler 6 ange­ ordnet, der aus einem allseitig umschlossenen Druckraum 7 besteht, der mit einer temperaturausdehnbaren Flüs­ sigkeit vollständig gefüllt ist. Der Druckraum 7 steht mit einem nicht näher dargestellten Kapillarrohr in Verbindung, über das Flüssigkeit, die bei einer Tempe­ raturausdehnung aus dem Druckraum 7 verdrängt wird, zu einer Betätigungseinrichtung für ein Heizkörperventil geleitet wird. Bei einer Kontraktion der Flüssigkeit wird die Flüssigkeit entsprechend in den Druckraum 7 zurückgesaugt.

In den Druckraum 7 steht ein Balg 8 vor, der auf einen Stößel 9 wirkt. Der Stößel 9 ist als Hohlzylinder aus­ gebildet und weist einen umgebördelten Rand 10 auf, der von einer Feder 11 auf die dem Druckraum abgewandte Seite eines Stifts 12 gedrückt wird. Der Stift 12 ist wiederum mit dem Verstellelement 13 gemeinsam beweg­ lich. Das Verstellelement 13 ist drehfest, aber axial verschiebbar, in der Gehäusebasis 2 gehalten, bei­ spielsweise über eine nicht näher dargestellte Drehmo­ mentstütze. Es weist auf seiner Umfangsseite ein Gewin­ de 14 auf, das mit einem entsprechenden Gegengewinde 15 in Verbindung steht. Das Gegengewinde 15 ist auf einem Zwischenstück 16 angeordnet, das mit Hilfe des Dreh­ griffs 17 verdreht werden kann. Der Drehgriff 17 ist mit dem in der Gehäusebasis 2 gehaltenen Zwischenstück über eine Rastverbindung 28 verbunden. Wenn der Dreh­ griff 17 verdreht wird, wird also das Verstellelement 13 in Fig. 1 weiter nach links oder weiter nach rechts geschoben, wodurch sich auch der Stößel 9 weiter in den Druckraum 7 hinein bewegt oder sich weiter aus ihm zu­ rückzieht, mit anderen Worten das Volumen des Druck­ raums 7, das für Flüssigkeit zur Verfügung steht, än­ dert.

Die Bodenplatte, 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 eine freien Luftaus­ tausch zu gewährleisten. Die Temperaturbeeinflussung des Temperaturfühlers 6 erfolgt dann nicht mehr unmit­ telbar durch die Raumluft, die den Temperaturfühler ja nicht mehr umströmen kann. Vielmehr erfolgt die Tempe­ raturbeeinflussung nunmehr ausschließlich durch Wärme­ leitung über die Gehäuseteile, insbesondere den Dreh­ griff 17, das Zwischenstück und den Gehäusedeckel 18. Diese Temperaturleitung reicht aus, um den Temperatur­ fühler 6 relativ rasch auf die richtige Temperatur, nämlich die Raumtemperatur, zu bringen.

Das Temperaturelement steht einerseits über Gehäusetei­ le, nämlich den Drehgriff 17 und das Zwischenstück 16 sowie eine Halterung 30, in wärmeleitender Verbindung mit der Raumluft, die die Einstelleinrichtung 1 umgibt. Ferner ist an einer Stelle zwischen dem Temperaturfüh­ ler 6 und dem Gehäuse, das hier durch den Drehgriff 17 gebildet wird, lediglich ein Luftraum 29 vorgesehen. Auch an dieser Stelle erfolgt ein relativ rascher Tem­ peraturübergang von der Raumluft auf den Temperaturfüh­ ler 6.

Der Kunststoff, aus dem das Gehäuse gebildet ist, weist eine vorbestimmte Wärmeleitfähigkeit auf, d. h. die Tem­ peratur der Raumluft wird relativ rasch auf den Tempe­ raturfühler 6 übergeleitet. Da Temperaturänderungen in einem Raum in der Regel nicht schlagartig erfolgen kön­ nen und sollen, kann man eine gewisse Verzögerung in Kauf nehmen, mit der sich eine Temperaturänderung in der Raumluft dem Temperaturfühler 6 mitteilt.

Zwischen der Montagefläche 3 und der Bodenplatte ist ein Strömungskanal 19 vorgesehen, der im wesentlichen 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 Umgebungs­ luft in Verbindung. Luft kann also, wie dies mit Pfei­ len 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 Strö­ mungskanal 19 ebenfalls die Temperatur der Raumluft.

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 der Gehäusebasis 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 Verstellelement 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 Temperaturfühlers 6. Durch diese Quer­ schnittsänderung wird eine Änderung der Strömung er­ zwungen, 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 die Gehäusebasis 2 verhindert, weil eben nur eine entsprechend geringere Querschnittsfläche zur Verfügung steht. Die Gehäuseteile, die durch Wärmelei­ tung von der Wand 4 erwärmt oder abgekühlt werden, wer­ den durch die durch den Strömungskanal 19 strömende Raumluft relativ schnell wieder auf die Raumtemperatur gebracht. Störende Temperatureinflüsse von der Wand 4 werden über die Luftströmung durch den Strömungskanal 19 weitgehend ausgeschaltet.

Ferner ist zwischen dem Strömungskanal 19 und dem Tem­ peraturfühler 6 zusätzlich noch ein Luftraum 24 vorge­ sehen, der zwischen dem Verstellelement 13 und dem Tem­ peraturfühler 6 angeordnet ist. Dieser Luftraum verbes­ sert weiter die Isolierung zwischen der Wand 4 und dem Temperaturfühler 6.

Wie insbesondere aus Fig. 2 ersichtlich ist, ist die Außenseite der Einstelleinrichtung 1 glatt, d. h. sie weist keine Bohrungen, Schlitze oder sonstigen Öffnun­ gen auf, durch die Raumluft an das Temperaturfühlerele­ ment 6 gelangen könnten. Luft kann lediglich durch den Strömungskanal 19 treten. Auch dort wird sie aber von einem unmittelbaren Kontakt mit dem Temperaturfühler­ element 6 abgehalten. Staub- oder Schmutzteilchen kön­ nen also nicht in das Innere der Einstelleinrichtung 1 eingetragen werden. Dennoch ist über die Wärmeleitfä­ higkeit des Gehäuses sichergestellt, daß die Tempera­ tur, die vom Temperaturfühler 6 ermittelt wird, mit kurzen Verzögerungen der Raumtemperatur entspricht.

Das glatte Äußere der Einstelleinrichtung 1 hat darüber hinaus den Vorteil, daß es leicht sauber gehalten wer­ den kann. Es muß nämlich nur abgewischt werden. Staub- oder Schmutzteilchen können sich also nicht mehr so gut anlagern bzw. sie können recht gut entfernt werden, so daß sich hier keine Änderung des Wärmeübertragungsver­ haltens ergibt.

Claims (11)

1. Einstelleinrichtung für einen Heizkörper-Thermosta­ ten mit einem Gehäuse, in dem ein Temperaturfühler angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (17, 18) außen geschlossen ist.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß der Temperaturfühler (6) über Gehäuseteile (17, 16, 30) mit der Außenseite des Gehäuses in Verbindung steht.

3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Temperaturfühler (6) an min­ destens einer Stelle nur durch einen Luftraum (29) von einer Außenwand des Gehäuses getrennt ist.

4. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, da­ durch gekennzeichnet, daß das Gehäuse aus Kunst­ stoff mit einer vorbestimmten Wärmeleitfähigkeit gebildet ist.

5. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, da­ durch gekennzeichnet, daß der Temperaturfühler (6) einen mit einer Druckflüssigkeit gefüllten Druckraum (7) aufweist, dessen Volumen von außen verän­ derbar ist.

6. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, da­ durch gekennzeichnet, daß das Gehäuse einen Deckel (18) aufweist, der mit einer Gehäusebasis (2) über eine Rastverbindung (25) verbunden ist.

7. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, da­ durch gekennzeichnet, daß das Gehäuse einen Dreh­ griff (17) aufweist, der mit einem Stellglied (16, 13) über eine Rastverbindung verbunden ist.

8. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, da­ durch gekennzeichnet, daß der Deckel (18) und der Drehgriff (17) gemeinsam mit einer Bodenplatte (2, 13) die äußeren Grenzen des Gehäuses bilden.

9. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, da­ durch gekennzeichnet, daß das Gehäuse außen glatt ist.

10. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, da­ durch gekennzeichnet, daß sie als Ferneinstellein­ richtung ausgebildet ist, die über eine Leitung mit einem Heizkörperventil verbunden ist, wobei auf der dem Temperaturfühler (6) abgewandten Seite der Bo­ denplatte ein Strömungskanal (19) angeordnet ist, der an jedem Ende jeweils eine Öffnung (20, 21) nach außen aufweist, und auf der der Bodenplatte gegenüberliegenden Seite des Strömungskanals (19) eine Montageplatte (3) angeordnet ist.

11. Einrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeich­ net, daß die Montageplatte (3) eine Öffnung (23) aufweist, die mit dem Strömungskanal (19) verbunden ist.