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Die
Erfindung betrifft einen Adapter zur Voreinstellung des Wasserzuflusses
an mit Thermostatventilen ausgestatteten Heizkörpern, für
eine Rücklauftemperaturbegrenzung, wobei der Thermostatkopf
eine Betätigungsfläche aufweist, deren Position im
Gehäuse sich in Abhängigkeit von einer auf das Thermostatelement
wirkenden Temperatur verändert und deren Veränderung
mittelbar auf die Betätigungsfläche eines Ventilkegels
einwirkt.
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Es
ist unbestritten, dass der hydraulische Abgleich von Heizungsanlagen
in Gebäuden ökologisch und ökonomisch
Vorteile bringt. Teil dieses hydraulischen Abgleiches ist die Einstellung
des Heizwasserzulaufes und Heizwasserablaufes an jedem einzelnen
Heizkörper der Heizanlage. Zum einen muss dafür
gesorgt werden, dass der Heißwasserzulauf genügend
große Heißwassermengen und auf den Heizkörper übertragbare
Wärme zuführt, dass der gesamte Heizkörper
Wärme in den Raum abstrahlt, zum anderen darf jedoch die
zugeführte Heißwassermenge und mitgeführte
Wärme nicht so groß sein, dass über den
Heizkörperablauf Wärme zur Heizungsanlage zurückgeführt
wird. Zu diesem Zweck muss an den vorhandenen Thermostatsventilen
nach Erfahrungs- oder Rechenwerten eine geeignete maximale Offenstellung
eingestellt werden, die bei hydraulisch ungünstiger Lage
des Heizkörpers größer ist als bei hydraulisch
günstiger Lage.
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Um
eine optimale Einstellung zu finden, wird beispielsweise in der
DE 42 21 725 A1 vorgeschlagen,
dass vor Inbetriebnahme der Heizungsanlage alle Heizkörperthermostatventile
voll geöffnet werden und in jedem Raum die dadurch entstehende
Temperatur gemessen wird, die Thermostatventile in den zu hoch aufgeheizten
Räumen so weit geschlossen werden, dass sich in allen Räumen
eine gewünschte, gleichmäßige Solltemperatur
einstellt und bei ausreichender Größe der jetzt
vorliegenden Öffnungsgerade jedes einzelnen Thermostatventils
als maximale Offenstellung für alle weiteren Regelaktivitäten
in ein zentrales Regelgerät eingegeben werden. Bei einem späteren
Hochfahren der Anlage aus kaltem Zustand werden danach alle Thermostatventile
nur bis zu dieser maximalen Offenstellung geöffnet. Gegebe nenfalls
kann auch noch die Vorlauftemperatur gesenkt werden, falls der Durchflussgrad
an einzelnen Thermostatventilen bei der gewählten maximalen
Voreinstellung zu minimal erscheint.
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Auch
die
DE 10 2005
010 172 B4 geht davon aus, dass die Temperatur des „verbrauchten” Wärmeträgermediums
einen vorbestimmten Temperaturgrenzwert nicht überschreiten
sollte. Beispielsweise soll in Fernheizungsanlagen vermieden werden, dass
zu warmes Heizwasser wieder vom Verbraucher zum Heizkraftwerk zurückfließt.
Auch dann, wenn man in einer Heizungsanlage die Restwärme von
Abgasen ausnutzen möchte, darf das zurückfließende
Heizungswasser eine vorbestimmte Temperatur nicht überschreiten.
Die ursprünglich verwendete Maßnahme einen Rücklauftemperaturbegrenzer
zu verwenden, der den Strom des rücklaufenden Wärmeträgermediums
mehr oder weniger drosselt und zwar so, dass die Wärme
aus dem Wärmeträgermedium in gewünschtem
Umfang an die zu beheizenden Räume abgegeben wird, erfordert
ein Zusatzventil am Heizkörperauslauf.
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Stattdessen
soll nach der Lehre der
DE 10 2005 010 172 B4 ein Thermostatkopf
als Rücklauftemperaturbegrenzer verwendet werden, der ein
Gehäuse und ein Thermostatelement besitzt, das eine Betätigungsfläche
aufweist, deren Position im Gehäuse sich in Abhängigkeit
von einer auf das Thermostatelement wirkenden Temperatur verändert.
Am Thermostatelement ist ein Justierelement befestigt, das beispielsweise
als Scheibe ausgebildet ist und das eine Wirkfläche aufweist,
die sich mit der Betätigungsfläche bewegt. Das
Justierelement muss an einer Betätigungsfläche
des Thermostatelementes festgeklebt oder mit einer Clip- oder Schnappverbindung
befestigt werden. Nach den dortigen Ausführungen soll bei
allen Thermostatköpfen der gesamten Heizungsanlage prinzipiell
das gleiche Justierelement (mit dergleichen Dicke) verwendet werden.
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Zum
Abgleich einer Heizungsanlage ist es jedoch bisweilen wünschenswert,
an diversen Heizkörpern individuelle Einstellungen vornehmen
zu können.
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Diese
Aufgabe wird durch einen Adapter nach Anspruch 1 gelöst.
Der Adapter besitzt ein Gehäuse, das zwischen den Gehäusen
mit dem Thermostatelement und dem Ventil zur Durchflussbegrenzung
angeordnet wird und dessen Gehäusekörper eine
Gewindebohrung besitzt, in der axial beweglich ein Schraubkörper
mit einem Außengewinde geführt ist, der in einer
zentralen Bohrung einen Bolzen lagert, dessen eine Stirnseite an
den Ventilstößeln eines Ventils zur Bewegung eines
Ventilelementes relativ zum Ventilsitz zur Voreinstellung des Wasserdurchflusses
und dessen andere Stirnseite an der Betätigungsfläche
des Thermostatelementes anliegt. Solche Adapter können
bei jedem Thermostatventil nachgerüstet werden und liefern
eine schnell justierbare Vorrichtung, mit der eine Voreinstellung
am Thermostatventil vorgenommen werden kann. Die ansonsten üblichen
Drosselorgane am Heizkörperablauf werden hiermit entbehrlich.
Der Schraubkörper dient in Kombination mit dem Thermostatelement als
Anschlagbegrenzer für den Ventilstößel,
wobei die Anschlagbegrenzung derart positioniert ist, dass das Heizungsventil
nicht weiter öffnen kann als entsprechend der Voreinstellung
erforderlich, um eine weitgehend vollständige Erwärmung
des gesamten Heizkörpers mit der Maßgabe zu erlauben,
dass die Ablauftemperatur einen vorgebbaren Wert nicht überschreitet.
Durch den eingelegten beweglich gelagerten Bolzen ist jedoch nach
wie vor eine thermostatabhängige Verringerung des Durchflussquerschnittes
bis zum völligen Schließen des Heizkörperventils
möglich.
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Um
die Kosten für den Adapter gering zu halten, können
der Gehäusekörper und der Schraubkörper
aus Kunststoff bestehen, was zudem den Vorteil hat, dass diese Teile
eine geringe Wärmeleitfähigkeit besitzen, so dass
es aufgrund der Wärmeausdehnung im Schraubgewindebereich
nicht zu höheren Reibungen oder Verklemmungen kommen kann.
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Der
Bolzen, der nach wie vor als weggeführtes Regelelement,
nämlich als Verlängerung der Betätigungsfläche
des Thermostatelementes dient, kann aus Kunststoff oder aus Metall
bestehen.
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Um
eine optimale Befestigung zu gewährleisten, ist der Gehäusekörper über
eine Gewindeverbindung oder einen Schnellverschluss wie eine Bajonettverbindung
an dem Ventil und/oder dem Thermostatgehäuse befestigt.
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Weitere
Einzelheiten der vorliegenden Erfindung sind in den Zeichnungen
dargestellt. Es zeigen:
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1 eine
perspektivische Ansicht eines Heizkörperventils, eines
Adapters und eines Thermostatelementes,
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2 dieselbe
Anordnung in einer Explosionsdarstellung und
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3 ein
Heizkörperventil und einen Adapter in detaillierter Explosionsdarstellung.
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Der
Durchflussbegrenzer 10 an einem Heizkörper besteht
aus einem federbelasteten Ventil mit einem Ventilstößel 11,
der relativ zu einem Ventilsitz bewegbar ist, um das Ventil zu öffnen
und zu schließen. Der Ventilstößel 11 ist
federbelastet, so dass die Verschlussstellung stets gegen die Kraft
einer Feder aufrechterhalten bleiben muss. Wird der Ventilstößel an
seiner Stirnseite entlastet, öffnet sich das Ventil automatisch
zur größtmöglichen Durchflussmenge.
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Bei
handelsüblichen Thermostatventilen wirkt die (verstellbare)
Betätigungsfläche eines Thermostatelementes 20 auf
den Ventilstößel 11, wobei die Betätigungsfläche
je nach Voreinstellung des Temperaturreglers 21 (zumeist
in Form eines Drehknaufs) den Ventilstößel beaufschlagt.
Je nach Raumtemperatur wird die Betätigungsfläche
mittelbar längsaxial bewegt und schiebt den Ventilstößel 11 gegen
die Kraft einer Feder auf die (nicht dargestellte) Ventilsitzfläche.
Ist die gewünschte Raumtemperatur erreicht, bleibt das
Ventil so lange geschlossen, bis die voreingestellte Temperatur
unterschritten wird. Solche Thermostatregler sind nach dem Stand
der Technik bekannt und inzwischen unverzichtbare Regelelemente,
die ein Überheizen der Räume wirksam verhindern.
Allerdings lässt sich mit solchen Thermostatreglern und Thermostatventilen nicht
verhindern, dass an einzelnen Heizkörpern der einstellbare
Heißwasserdurchfluss so groß ist, dass die über
den Heizkörper abführbare Wärmemenge nicht
ausreicht, um das Heizwasser so stark abzukühlen, dass
am Ausgang des Heizkörpers eine bevorzugte Rücklauftemperatur
nicht überschritten wird. Eine Absenkung der Rücklauftemperatur
lässt sich dadurch bewirken, dass die maximal erlaubte Ventilöffnungsstellung
begrenzt wird, so dass insgesamt die Durchflussmenge des Heizwassers
minimiert wird. Dies bewirkt der Adapter 30, der über
jeweilige Gewinde 31 und 12 mit dem Heizkörperventilgehäuse
einerseits und dem Thermostatelementgewinde andererseits verbunden
werden kann. Der Adapter 30 besitzt eine Gewindebohrung 33,
in der ein Schraubkörper 34 längsaxial
beweglich geführt wird. Dieser Schraubkörper besitzt
wiederum eine zentrale Bohrung 35 zur Lagerung eines Bolzens 36, der
in der Bohrung 35 frei beweglich ist. Der Schraubkörper 34 und
in dem Schraubkörper der Bolzen 36 können
somit längsaxial in jeder Richtung des Doppelpfeils 37 bewegt
werden.
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Die
Betätigungsfläche des Thermostatelementes drückt
nunmehr auf den Bolzen 36, der bei Erhöhung der
Raumtemperatur in Richtung auf den Ventilstößel 11 weiter
bewegt wird, so dass das Ventil allmählich geschlossen
wird. Umgekehrt bewegt sich die Betätigungsfläche
(im Bild nach rechts) zurück, wenn die Raumtemperatur deutlich
unterhalb der voreingestellten Temperatur liegt bzw. dahin abkühlt, so
dass der federbelastete Ventilstößel über
die Federkraft in die Offenstellung des Ventils geführt
wird. Durch die Voreinstellung, d. h. durch die axiale Anordnung
des Schraubkörpers 34 in dem Adapter 30 wird
die Möglichkeit geschaffen, dass der Ventilstößel 11 an
eine Stirnseite 38 des Schraubkörpers 34 anschlägt,
weil der Ventilstößel einen größeren Durchmesser
aufweist als die zentrale Bohrung 35. Der Schraubkörper
verhindert somit, dass das Ventil in eine Offenstellung kommt, die
zu einem unerwünscht hohen Öffnungsquerschnitt
des Ventils führt. Die Regelwirkung des Thermostats ist
hierbei nicht behindert, da die Betätigungsfläche 21 stets
auf den Bolzen 36 einwirken kann, der als längsaxial
verschiebliche Verlängerung der Betätigungsfläche dient.
Als Angriffsfläche für ein Schraubwerkzeug dient
eine Nut 40 in der Stirnfläche 39 des
Schraubkörpers.
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In
Sonderfällen mag es auch sinnvoll sein, dass die Betätigungsfläche 21 im
Querschnitt größer ist als die zentrale Bohrung 35 und
dass der Schraubkörper eine axiale Ersteckung hat, die
so groß ist, dass selbst bei vollständig ausgefahrenem
Kopf der Betätigungsfläche (in der Zeichnung nach
links) der Betätigungskopf an der Stirnfläche 39 des
Schraubkörpers eine Anschlagfläche findet, wobei
der Bolzen auf den Ventilstößel nur soweit einwirkt,
dass das Ventil einen geringfügigen Mindestspalt geöffnet bleibt.
Diese Konstruktion wäre in solchen Räumen denkbar,
in denen ein völliges Verschließen des Ventils
(etwa durch manuelle Betätigung des Temperaturreglers 21)
verhindert werden soll. Dies könnte eine Sicherungsmaßnahme
in solchen Gebäudeteilen sein, in denen ein Abdrehen der
Heizung bei Frost vermieden werden soll.
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Alternativ
zu den Gewindeverbindungen zwischen dem Heizkörperventil 10 und
dem Adapter und/oder zwischen dem Adapter 30 und dem Thermostatelement 20 können
auch Bajonettverbindungen gewählt werden, die als Schnellverschluss
ein rasches Freilegen der Adapterteile, insbesondere des Schraubkörpers 34 gestatten.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - DE 4221725
A1 [0003]
- - DE 102005010172 B4 [0004, 0005]