DE202009015564U1

DE202009015564U1 - Vorrichtung zum Regeln einer Anlage zum Heizen und/oder Kühlen eines Gebäudes

Info

Publication number: DE202009015564U1
Application number: DE202009015564U
Authority: DE
Original assignee: Watts Industries Deutschland GmbH
Current assignee: Watts Industries Deutschland GmbH
Priority date: 2009-11-14
Filing date: 2009-11-14
Publication date: 2011-04-28
Anticipated expiration: 2019-11-15

Abstract

Vorrichtung zum Regeln einer Anlage zum Heizen und/oder Kühlen eines Gebäudes mittels eines Fluids zum Übertragen der Wärme und/oder Kälte von einer Wärme- oder Kältequelle auf wenigstens eine Wärme- oder Kältesenke (80), umfassend
– eine Umwälzpumpe (10),
– ein T-Stück (40)
– ein Rücklaufrohr (30),
– und ein Mischventil (70) mit
– einem Gehäuse (71),
– einem Vorlaufanschluss (72),
– einem Rücklaufanschluss (73),
– einem Pumpenanschluss (74),
– einem Deckelstutzen (75),
– einem Deckel (76),
– einem fliegenden Mischkolben (81),
– einer Vorrichtung zum Einstellen der Position des Mischkolbens (81) entsprechend der gewünschten Mischtemperatur des Fluid,
– und einer Feder (83), die auf den Mischkolben (81) wirkt,
gekennzeichnet durch die Merkmale:
– die Vorrichtung zum Einstellen der Position des Mischkolbens (81) entsprechend der gewünschten Mischtemperatur des Fluid ist ein Stößel (84),
– der...

Description

Die Erfindung betrifft Vorrichtungen zum Regeln einer Anlage zum Heizen und/oder Kühlen eines Gebäudes mittels eines Fluids zum Übertragen der Wärme und/oder Kälte von einer Wärme- oder Kältequelle auf wenigstens eine Wärmesenke, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Aus der DE 10 2008 061 135 A1 ist ein Verfahren zum Steuern oder Regeln einer Heizungsanlage bekannt, ebenso eine entsprechende Heizungsanlage. Die gesteuerte bzw. geregelte Heizungsanlage besitzt einen Kessel mit einer Kesselpumpe, einen aufladbaren Pufferspeicher mit drei auf verschiedenen Höhen liegenden Anschlüssen, einen direkt mit dem Pufferspeicher verbundenen Hochtemperatur-Heizzweig und einen indirekt über eine Systemtrennung verbundenen und durch einen mit einem Dreipunktsignal steuerbaren Ventil in seiner Vorlauftemperatur steuerbaren Niedertemperatur-Heizzweig, die beide eine Wärmesenke bilden. Dabei sind folgende Betriebszustände offenbart: Die sekundärseitige Vorlauftemperatur des Niedertemperatur-Heizzweigs wird mittels Einwirkung auf den primärseitigen Vorlauf der Systemtrennung geändert entweder durch Veränderung des Mischungsverhältnisses aus Kesselvorlaufwasser und Hochtemperatur-Heizzweig-Rücklaufwasser oder durch Veränderung des Durchsatzes von Hochtemperatur-Heizzweig-Rücklaufwasser, wobei der Durchsatz des Heizmediums durch den Hochtemperatur-Heizzweig und die Systemtrennung des Niedertemperatur-Heizzweigs von einer einzigen im Kesselvorlauf angeordneten Pumpe oder ein im Hochtemperatur-Heizzweig-Rücklauf angeordnetes Differenzdruckventil aufgebracht und der nicht durch die Systemtrennung fließende Teil des Hochtemperatur-Heizzweig-Rücklaufs separat vom primärseitigen Niedertemperatur-Heizzweig-Rücklauf aus der Systemtrennung zum Pufferspeicher zurückgespeist wird. Das Hauptziel dieses bekannten Verfahrens ist es, auf der Erzeugerseite der Systemtrennung einen zu großen Volumenstrom zu vermeiden, da dies zu einer hohen Rücklauftemperatur in der Wärmequelle führen würde, was zu geringen Nutzungsgraden bei modernen Brennwertkesseln führt. Außerdem soll die Zahl der Umwälzpumpen so gering wie möglich gehalten werden.
Ein wesentliches Element aller einschlägigen Vorrichtungen nach dem Stand der Technik ist das Mischventil, in dem, wenn es sich um eine Heizungsanlage handelt, Hochtemperatur-Vorlaufwasser und Niedertemperatur-Rücklaufwasser so gemischt werden, dass ein Niedertemperatur-Vorlaufwasser mit ausreichendem Energieinhalt entsteht, um das Gebäude zu erwärmen. Zu diesem Zweck besitzen die Mischventile einen fliegenden Ventilkolben, der bei einer Vergrößerung des Niedertemperatur-Rücklaufs gleichzeitig den Hochtemperatur-Vorlauf reduziert und umgekehrt. Zum Einstellen der gewünschten Mischtemperatur ist eine Gewindespindel vorgesehen, die auf den Mischkolben wirkt. Die Spindel kann mit Hilfe eines Handrads oder eines Schlüssels verstellt werden. Typischerweise liegt die Vorlauftemperatur bei einer Fußboden-Heizung im Bereich zwischen 30 und 45°C.
Falls eine vollautomatische Regelung der Vorlauftemperatur gewünscht wird, muss ein separater Temperaturregler nachgeschaltet werden. Ist in einem Gebäude eine Vielzahl von z. B. Fußbodenheizungen vorgesehen, so müssen entsprechend viele Temperaturregler vorgesehen werden. Das ist unbefriedigend.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art anzugeben, die eine zentrale Regelung des Vorlaufs erlaubt.
Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1.
Die vorliegende Erfindung verwendet anstelle des langsamen Spindelantriebs einen linear verstellbaren Stößel, so dass zum Verstellen des Mischventils kein Drehregler, sondern ein Hubregler verwendet werden kann. Dieser sitzt auf dem Mischventil und macht es so möglich, die Soll-Mischtemperatur des Vorlaufs ferngesteuert zu verstellen, gegebenenfalls auch zu regeln.
Gleichzeitig sitzt im Inneren des Mischventils zwischen dem Stößel und dem Mischkolben ein Dehnstoffelement, dessen Temperaturfühlteil die aktuelle Mischtemperatur misst und für die Konstanthaltung der extern vorgegebenen Mischtemperatur sorgt. Gleichzeitig sorgt das Dehnstoffelement aber auch dafür, dass die maximal zulässige Vorlauftemperatur von z. B. 45°C in keinem Fall überschritten wird, indem es bei dieser Maximaltemperatur den Mischkolben so verschiebt, dass der Hochtemperatur-Zulauf komplett abgesperrt ist, unabhängig davon, welche Mischtemperatur der externe Steller vorgibt.
Falls die Montagebedingungen am Einbauort es erfordern, kann gemäß einer Weiterbildung der Erfindung zwischen Steller und Deckel des Mischventils ein Adapter eingesetzt werden. Dieser Adapter umfasst vorteilhafterweise eine Einstellschraube und einen darin geführten Stößel, der den Hub des Stellers auf den Stößel des Mischventils überträgt.
Vorteilhafterweise kann ferner ein Kreuzungsrohr vorgesehen sein, welches das Kreuzen des Vorlaufs der Pumpe und des Rücklaufs von der Wärme- oder Kältesenke auf elegante Art ermöglicht.
Die Ansteuerung des Stellers kann auf unterschiedliche Art und Weise erfolgen. Eine technisch einfache und besonders preiswerte Lösung ist ein Zweipunkt-Raumthermostat.
Auch bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann zwischen dem Rücklauf von der Wärme- oder Kältesenke und der Pumpe ein Bypassrohr vorgesehen sein, wie dies bei einem Teil der Mischvorrichtungen nach dem Stand der Technik bereits der Fall ist.
Anhand der Zeichnung soll die Erfindung in Form eines Ausführungsbeispiels näher erläutert werden. Es zeigen
1 teilweise aufgeschnitten eine sogenannte Reglerstation zum Regeln einer Anlage zum Heizen und/oder Kühlen eines Gebäudes mittels eines Fluids zum Übertragen der Wärme und/oder Kälte von einer Wärme- oder Kältequelle auf wenigstens eine Wärme- oder Kältesenke;
2 einen Längsschnitt durch ein Mischventil mit aufgesetztem Adapter und Regler, und
3 einen Längsschnitt durch den Adapter der 2.
1 zeigt teilweise aufgeschnitten eine sogenannte Reglerstation, mit der eine Anlage zum Heizen und/oder Kühlen eines Gebäudes mittels eines Fluids zum Übertragen der Wärme und/oder Kälte von einer Wärme- oder Kältequelle auf wenigstens eine Wärme- oder Kältesenke 80 geregelt werden kann.
Man erkennt zunächst eine Umwälzpumpe 10, auf deren Eingangsstutzen ein Mischventil 70 aufgesetzt ist. Der Ausgangsstutzen der Pumpe 10 ist mit einem ersten Einlassstutzen 23 eines sogenannten Kreuzungsrohrs 20 verschraubt, an dessen rechtem Auslassstutzen 21 der Vorlauf zu der Wärme- oder Kältesenke 80 austritt. Der Rücklauf von der Wärme- oder Kältesenke 80 tritt in den Einlassstutzen 41 eines T-Stutzens 40 ein. Am radialen Auslassstutzen 42 des T-Rohrstücks 40 ist ein Rücklaufrohr 30 angeschraubt, welches andererseits mit dem zweiten Einlassstutzen 24 des Kreuzungsrohrs 20 verschraubt ist. Der am linken Auslassstutzen 22 des Kreuzungsrohrs 20 austretende Rücklauf gelangt zu der (nicht dargestellten) Wärme- oder Kältequelle.
Der dritte Stutzen 43 des T-Rohrstutzens 40 ist mit dem Niedertemperatur-Einlassstutzen 73 des Mischventils 70 verbunden. Am Hochtemperatur-Einlassstutzen 72 des Mischventils 70 liegt der Vorlauf der (nicht dargestellten) Wärme- oder Kältequelle an. Im Mischventil 70 werden der Vorlauf am Stutzen 72 und der Rücklauf am Stutzen 73 gemäß der Position eines im Inneren des Mischventils 70 sich befindenden Mischkolbens gemischt und der Umwälzpumpe 10 zugeführt. Einzelheiten werden anhand der 2 erläutert.
Das Gehäuse 71 des Mischventils 70 besitzt einen vierten Stutzen 75, in den ein Deckel 76 eingeschraubt ist. Auf diesen Deckel 76 ist mit Hilfe eines Adapters 60 ein Zweipunkt-Regler 50 montiert. Dieser erhält seine Stellsignale von einem Raumthermostaten 90.
2 zeigt einen Längsschnitt durch das Mischventil 70 mit aufgesetztem Adapter 60 und aufgesetztem Regler 50. Im Inneren des Gehäuses erkennt man den fliegend montierten Mischkolben 81, der von unten durch eine Feder 83 gestützt ist. Die Position des Mischkolbens 81 wird durch einen Stößel 84 vorgegeben, der im Deckel 76 gelagert ist. Zwischen dem Stößel 84 und dem Mischkolben 81 erkennt man ein Dehnstoffelement 80, dessen Temperaturfühlteil in den Auslassstutzen 74 für das Fluid eintaucht und somit die aktuelle Mischtemperatur misst. Die aktuelle Position des Mischkolbens 81 wird somit bestimmt durch den Hub des Stößels 84 bzw. des Reglers 50 einerseits und die Länge des Dehnstoffelements 80 andererseits. Der Regler 50 gibt über den Stößel 84 die Soll-Mischtemperatur vor, beispielsweise abhängig von der am Raumthermostat 90 gewählten Raumtemperatur und das Dehnstoffelement 80 regelt die Durchflüsse aus den Mischventilstutzen 72 und 73 so, dass die Temperatur am Auslassstutzen 74 konstant bleibt. Gleichzeitig sorgt das Dehnstoffelement 80 dafür, dass die maximal zulässige Temperatur am Auslassstutzen 74 den gewünschten Maximalwert von beispielsweise 45°C nicht überschreitet, gleichgültig welche Temperatur der Regler 50 vorgibt.
3 zeigt einen Längsschnitt durch den Adapter 60. Man erkennt ein rohrförmiges Gehäuse, in das oben ein Deckel 61 eingeschraubt ist, der seinerseits einen Stößel 62 führt. Durch Verdrehen des Deckels 61 kann eine Vorjustierung vorgenommen werden. Ein Außengewinde 63 stellt die Schraubverbindung zum Regler 50 her, ein Innengewinde 64 die Verbindung zum Mischventil 70.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 102008061135 A1 [0002]

Claims

Vorrichtung zum Regeln einer Anlage zum Heizen und/oder Kühlen eines Gebäudes mittels eines Fluids zum Übertragen der Wärme und/oder Kälte von einer Wärme- oder Kältequelle auf wenigstens eine Wärme- oder Kältesenke (80), umfassend – eine Umwälzpumpe (10), – ein T-Stück (40) – ein Rücklaufrohr (30), – und ein Mischventil (70) mit – einem Gehäuse (71), – einem Vorlaufanschluss (72), – einem Rücklaufanschluss (73), – einem Pumpenanschluss (74), – einem Deckelstutzen (75), – einem Deckel (76), – einem fliegenden Mischkolben (81), – einer Vorrichtung zum Einstellen der Position des Mischkolbens (81) entsprechend der gewünschten Mischtemperatur des Fluid, – und einer Feder (83), die auf den Mischkolben (81) wirkt, gekennzeichnet durch die Merkmale: – die Vorrichtung zum Einstellen der Position des Mischkolbens (81) entsprechend der gewünschten Mischtemperatur des Fluid ist ein Stößel (84), – der Stößel (84) ist in dem Deckel (76) geführt, – zwischen Stößel (84) und Mischkolben (81) ist ein Dehnstoffelement (80) eingesetzt, dessen Temperaturfühlteil von dem Fluid mit der aktuellen Mischtemperatur umspült ist, – auf den Deckel (76) des Mischventils (70) ist ein Steller (50) aufgesetzt, der den Stößel (84) linear verstellt.
Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch das Merkmal: – zwischen Steller (50) und Deckel (76) ist ein Adapter (60) eingesetzt.
Vorrichtung nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch das Merkmal: – der Adapter (60) umfasst – eine Einstellschraube (61) – und einen darin geführten Stößel (62).
Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch das Merkmal: – ein Kreuzungsrohr (20) ermöglicht das Kreuzen des Vorlaufs der Pumpe (10) und des Rücklaufs der Wärme- oder Kältesenke (80).
Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch das Merkmal: – ein Zweipunkt-Raumthermostat (90) steuert den Steller (50) an.
Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch das Merkmal: – zwischen dem Rücklauf von der Wärme- oder Kältesenke (80) und der Pumpe (10) ist ein Bypassrohr vorgesehen.