DE202012007648U1 - Radiator valve insert - Google Patents
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Abstract
Heizkörperventileinsatz (10) zum Steuern der Durchflussmenge eines Heizmediums von einem Heizungs-Vorlauf (12) in ein erstes Heizelement (14) und in ein zweites Heizelement (16) eines Heizkörpers (18), mit einem Hohlkörper (20) mit mindestens drei Öffnungen (21), (22), (23) und einem in dem Hohlkörper (20) translatorisch verschiebbaren Kolben (24), dadurch gekennzeichnet, dass der Kolben (24) ein erstes Verschlusselement (26) zum Verschließen der ersten Öffnung (21) und ein zweites Verschlusselement (28) zum Verschließen der zweiten Öffnung (22) bildet, wobei das erste Verschlusselement (26) einen größeren Schließweg aufweist als das zweite Verschlusselement (28).Radiator valve insert (10) for controlling the flow rate of a heating medium from a heating flow (12) into a first heating element (14) and into a second heating element (16) of a radiator (18), with a hollow body (20) with at least three openings ( 21), (22), (23) and a piston (24) which can be displaced translationally in the hollow body (20), characterized in that the piston (24) has a first closure element (26) for closing the first opening (21) and a forms a second closure element (28) for closing the second opening (22), the first closure element (26) having a larger closing path than the second closure element (28).
Description
Die Erfindung betrifft einen Heizkörperventileinsatz zum Steuern der Durchflussmenge eines Heizmediums von einem Heizungsvorlauf in ein erstes Heizelement und ein zweites Heizelement eines Heizkörpers.The invention relates to a radiator valve insert for controlling the flow rate of a heating medium from a heating flow in a first heating element and a second heating element of a radiator.
Bei Heizkörpern mit mindestens zwei Heizelementen, die von einem gemeinsamen Vorlauf gespeist werden, ist es wünschenswert, die Zuflussmenge von fluidem Heizmedium – meist Wasser – in jedes der beiden Heizelemente steuern zu können. Meist werden derartige Heizkörper an Raumwänden so montiert, dass das erste Heizelement dem Raum zugewandt ist und das zweite Heizelement der Wand zugewandt ist. Während es im Volllastbetrieb zum möglichst schnellen Aufheizen eines kalten Raumes wünschenswert ist, beide Heizelemente voll mit Heizmedium zu durchströmen, um einen maximalen Wärmeübertrag zu erzielen, soll im Teillastbetrieb möglichst nur die in den Raum gerichtete Strahlungswärme des raumseitigen Heizelements genutzt werden, um die Raumtemperatur zu erhalten und dosiert zu steuern. Das wandseitige Heizelement erzeugt durch die Abschirmung durch das raumseitige Heizelement nur wenig in den Raum gerichtete Strahlungswärme und überwiegend lediglich Konvektionswärme. Ein Großteil der von dem wandseitigen Heizelement erzeugten Wärme wird auf die Wand übertragen. Dadurch wird der Wirkungsgrad des Heizkörpers reduziert.For radiators with at least two heating elements, which are fed by a common flow, it is desirable to be able to control the inflow of fluid heating medium - usually water - in each of the two heating elements. Most such radiators are mounted to room walls so that the first heating element faces the room and the second heating element faces the wall. While it is desirable in full load operation for the quickest possible heating of a cold room to fully flow through both heating elements to achieve maximum heat transfer, should be used in partial load as possible only directed into the room radiant heat of the room-side heating element to the room temperature obtained and metered to control. The wall-side heating element generated by the shielding by the room-side heating element only slightly directed into the room radiant heat and predominantly only convection heat. Much of the heat generated by the wall-side heating element is transferred to the wall. This reduces the efficiency of the radiator.
Zur Steuerung der Durchflussmenge von einem Heizungsvorlauf in ein erstes Heizelement und in ein zweites Heizelement des Heizkörpers werden Ventileinsätze verwendet, die einen Hohlkörper mit mindestens drei Öffnungen aufweisen. In dem Hohlkörper ist ein translatorisch verschiebbarer Kolben enthalten, der an einer meist stirnseitigen Öffnung des Ventileinsatzes einen Ventilsitz schafft.For controlling the flow rate of a heating flow in a first heating element and in a second heating element of the radiator valve inserts are used which have a hollow body with at least three openings. In the hollow body, a translationally displaceable piston is included, which creates a valve seat at a mostly frontal opening of the valve core.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte Durchflusssteuerung für einen Heizkörper mit zwei Heizelementen zu schaffen.The invention has for its object to provide an improved flow control for a radiator with two heating elements.
Der erfindungsgemäße Heizkörperventileinsatz wird definiert durch die Merkmale von Anspruch 1.The radiator valve insert according to the invention is defined by the features of claim 1.
Demnach weist der Kolben ein die erste Öffnung verschließendes erstes Verschlusselement und ein die zweite Öffnung verschließendes zweites Verschlusselement auf, wobei das erste Verschlusselement einen größeren Schließweg aufweist als das zweite Verschlusselement. Dadurch verbleibt bei bereits geschlossener zweiter Öffnung noch ein ausreichender restlicher Schließweg des ersten Verschlusselements zum Steuern der Durchflussmenge durch die erste Öffnung hindurch. Hierbei kann die erste Öffnung beispielsweise der Raumseite zugeordnet sein. Die beiden Verschlusselemente und Schließwege sind dabei derart ausgebildet, dass bei verschlossener zweiter Öffnung die erste Öffnung noch zumindest teilweise geöffnet ist. Die Schließwege und die Verschlusselemente sind in Bezug auf die jeweiligen Öffnungsquerschnitte so beschaffen, dass bei verschlossener zweiter Öffnung die erste Öffnung maximal bis zur Hälfte geschlossen ist. Dadurch verbleibt bei geschlossener zweiter Öffnung für die erste Öffnung noch mindestens ein restlicher Schließweg in der Größenordnung des Schließweges der zweiten Öffnung.Accordingly, the piston has a first closure element closing the first opening and a second closure element closing the second opening, wherein the first closure element has a larger closing path than the second closure element. As a result, when the second opening is already closed, a sufficient remaining closing path of the first closing element remains for controlling the flow rate through the first opening. Here, the first opening may for example be associated with the room side. The two closure elements and closing paths are designed such that when the second opening is closed, the first opening is still at least partially open. The closing paths and the closure elements are designed in relation to the respective opening cross-sections such that when the second opening is closed, the first opening is closed at most by half. As a result, when the second opening is closed, at least one remaining closing path remains in the order of magnitude of the closing path of the second opening for the first opening.
Mit Schließweg ist dabei derjenige Weg gemeint, den das Verschlusselement noch zum vollständigen Verschließen der jeweiligen Öffnung zurücklegen muss. Der Schließweg hängt also von der Position des jeweiligen Verschlusselements in Bezug auf die Öffnung und von dem Querschnitt der Öffnung ab.By closing path is meant that path that the closure element still has to travel to completely close the respective opening. The closing path thus depends on the position of the respective closure element with respect to the opening and of the cross section of the opening.
Das zweite Verschlusselement ist vorteilhafteweise derart an dem Kolben angeordnet, dass bei vollständig geöffneten ersten und zweiten Öffnungen das zweite Verschlusselement direkt an den Rand der zweiten Öffnung angrenzt. Bei Verschieben des Kolbens beginnt das zweite Verschlusselement folglich unmittelbar mit dem Verschließen der zweiten Öffnung.The second closure element is advantageously arranged on the piston such that, when the first and second openings are completely open, the second closure element directly adjoins the edge of the second opening. Upon displacement of the piston, the second closure element thus begins immediately with the closing of the second opening.
Der Gesamtquerschnitt der zweiten Öffnung, das heißt also der Gesamtquerschnitt sämtlicher Löcher oder Bohrungen, die die zweite Öffnung insgesamt bilden, sollte so beschaffen sein, dass etwa 15%–25% der aus dem Vorlauf gelangenden Durchflussmenge durch die vollständig geöffnete zweite Öffnung strömt. Vorzugsweise sollten etwa 20% der vorlaufseitigen Durchflussmenge, das heißt also etwa 19%–21%, durch die zweite Öffnung strömen, während etwa 80%, das heißt also etwa 79%–81%, der vorlaufseitigen Durchflussmenge durch die erste Öffnung gelangen. Dies ist insbesondere dann von Vorteil, wenn das Heizmedium aus der ersten Öffnung in ein raumseitiges Heizelement strömt und aus der zweiten Öffnung in ein wandseitiges Heizelement strömt.The total cross section of the second opening, that is, the total cross section of all the holes or holes that make up the second opening as a whole, should be such that about 15% -25% of the pre-run Flow rate through the fully opened second opening flows. Preferably, about 20% of the flow-side flow rate, that is about 19% -21%, should flow through the second orifice while about 80%, that is, about 79% -81%, of the flow-side flow rate would pass through the first orifice. This is particularly advantageous when the heating medium flows from the first opening into a room-side heating element and flows out of the second opening into a wall-side heating element.
Vorzugsweise ist der Schließweg des ersten Verschlusselements um einen Faktor im Bereich zwischen 1,5 und 4 und vorzugsweise im Bereich zwischen 2 und 2,5 größer als der Schließweg des zweiten Verschlusselements und beispielsweise etwa doppelt so groß wie bei dem zweiten Verschlusselement.Preferably, the closing distance of the first closure element is greater than the closing distance of the second closure element by a factor in the range between 1.5 and 4 and preferably in the range between 2 and 2.5 and, for example, about twice as large as in the case of the second closure element.
Die erste Öffnung des Heizkörperventileinsatzes sollte im Falle eines rotationssymmetrischen Heizkörperventileinsatzes an dessen stirnseitigem Ende entlang der Axialrichtung des Kolbens ausgebildet sein. Die zweite Öffnung kann dann durch mehrere Löcher in der Mantelfläche des Ventileinsatzes entlang eines kreisförmig umlaufenden Rings in der Mantelfläche gebildet sein. Die umlaufenden Löcher der zweiten Öffnung haben beispielsweise einen Durchmesser im Bereich zwischen 1 und 1,2 mm, wobei der Schließweg des zweiten Verschlusselements am stirnseitigen Ende des Kolbens im Bereich zwischen 2 und 2,5 mm betragen kann. Die zweite Öffnung kann durch Verschließen der umlaufenden Löcher vergleichsweise zügig bei geringem Schließweg verschlossen werden und im geöffneten Zustand dennoch eine ausreichende Durchströmung ermöglichen, während der für die zweite Öffnung verbleibende Rest-Schließweg ein Steuern der Durchflussmenge ermöglicht. Die dritte Öffnung des Heizkörperventileinsatzes kann hierbei in der Mantelfläche axial zwischen der ersten und der zweiten Öffnung ausgebildet sein.The first opening of the radiator valve insert should be formed in the case of a rotationally symmetrical Heizkörperventileinsatzes at its frontal end along the axial direction of the piston. The second opening can then be formed by a plurality of holes in the lateral surface of the valve insert along a circular circumferential ring in the lateral surface. The circumferential holes of the second opening, for example, have a diameter in the range between 1 and 1.2 mm, wherein the closing distance of the second closure element at the front end of the piston may be in the range between 2 and 2.5 mm. The second opening can be closed by closing the peripheral holes comparatively quickly with a small closing distance and still allow sufficient flow in the open state, while allowing the remaining remaining for the second opening residual closing path allows controlling the flow rate. The third opening of the radiator valve insert can in this case be formed in the lateral surface axially between the first and the second opening.
Der erfindungsgemäße Ventileinsatz ist Teil einer Anschlussvorrichtung zum Verbinden des Heizungsvorlaufs mit den beiden Heizelementen. Die Anschlussvorrichtung ist hohl und weist einen vorlaufseitigen Einlass zum Verbinden mit dem Vorlauf, einen ersten Auslass zum Verbinden mit dem ersten Heizelement und einen zweiten Auslass zum Verbinden mit dem zweiten Heizelement auf. Hierbei sind der Einlass mit der dritten Öffnung des Ventileinsatzes, der erste Auslass mit der ersten Öffnung des Ventileinsatzes und der zweite Auslass mit der zweiten Öffnung des Ventileinsatzes verbunden. Die Anschlussvorrichtung ermöglicht es, im Gegensatz zu herkömmlichen Anschlusskörpern mit herkömmlichen Thermostatventil, den Vorlaufanschluss senkrecht von unten zwischen den beiden Heizelementen zu der Anschlussvorrichtung hinaufzuführen und mit den beiden Heizelementen zu verbinden. Bei herkömmlichen Anschlusskörpern war es hingegen lediglich möglich, den Vorlauf seitlich an den Anschlusskörper heranzuführen.The valve insert according to the invention is part of a connection device for connecting the heating flow with the two heating elements. The connection device is hollow and has a flow-side inlet for connection to the flow, a first outlet for connection to the first heating element and a second outlet for connection to the second heating element. Here, the inlet to the third opening of the valve core, the first outlet to the first opening of the valve core and the second outlet to the second opening of the valve core are connected. The connection device makes it possible, unlike conventional connection bodies with conventional thermostatic valve, to lead the supply connection vertically from below between the two heating elements to the connection device and connect to the two heating elements. In contrast, in the case of conventional connection bodies, it was only possible to introduce the flow laterally to the connection body.
Die Anschlussvorrichtung kann eine die beiden Auslässe aufweisende Außenhülse und eine in der Außenhülse enthaltene Innenhülse aufweisen. In der Innenhülse ist dabei der Heizkörperventileinsatz enthalten. Die Innenhülse bildet eine Kurzschlussverbindung zwischen dem Einlass und der dritten Ventileinsatzöffnung, sowie jeweils eine Kurzschlussverbindung zwischen dem ersten Auslass und der ersten Ventileinsatzöffnung und zwischen dem zweiten Auslass und der zweiten Ventileinsatzöffnung.The connecting device may have an outer sleeve having the two outlets and an inner sleeve contained in the outer sleeve. In the inner sleeve while the radiator valve insert is included. The inner sleeve forms a short-circuit connection between the inlet and the third valve insert opening, and in each case a short-circuit connection between the first outlet and the first valve insert opening and between the second outlet and the second valve insert opening.
Hierbei kann die Innenhülse rotationssymmetrisch mit im wesentlichen zylindrischen Mantelkörper ausgebildet sein.In this case, the inner sleeve may be rotationally symmetrical with a substantially cylindrical jacket body.
In dem zylindrischen Mantelkörper sind eine stirnseitige und zwei radial nach außen weisende und rechtwinklig zueinander angeordnete Öffnungen vorgesehen. Während bei herkömmlichen Anschlusskörpern die stirnseitige Öffnung zum Anschluss des Vorlaufs vorgesehen war, ermöglicht es die Erfindung, eine der beiden radial nach außen weisenden Öffnungen in der Mantelfläche zum Anschluss des Vorlaufs zu verwenden. Es wird nämlich diejenige Öffnung für den Vorlaufanschluss verwendet, die zwischen den beiden Heizelementen senkrecht nach unten weist. Die quer zu dieser Öffnung in einer Vertikalebene angeordnete Öffnung und die stirnseitige Öffnung werden dann jeweils zum Anschluss eines der beiden Heizelemente verwendet.In the cylindrical shell body an end-side and two radially outwardly facing and arranged at right angles to each other openings are provided. While in conventional connecting bodies, the frontal opening was provided for connecting the flow, the invention makes it possible to use one of the two radially outwardly facing openings in the lateral surface for connecting the flow. Namely, that opening is used for the flow connection, which points vertically downwards between the two heating elements. The transverse to this opening arranged in a vertical plane opening and the frontal opening are then used in each case for connection of one of the two heating elements.
Um die Kurzschlussverbindungen zwischen dem Einlass und der dritten Ventileinsatzöffnung und zwischen dem zweiten Auslass und der zweiten Ventileinsatzöffnung voneinander zu trennen, ist die Innenhülse zu einem Teil in einer Kurzschlusshülse enthalten, die die beiden Kurzschlussverbindungen auf voneinander getrennten Wegen zu den Öffnungen in der Außenhülse führt. Mit Hilfe der Kurzschlusshülse werden also die beiden radial nach außen weisenden Öffnungen in der Mantelfläche der Innenhülse auf voneinander getrennten Wegen mit dem Einlass bzw. mit dem zweiten Auslass der Anschlussvorrichtung verbunden.In order to separate the short-circuit connections between the inlet and the third valve insert opening and between the second outlet and the second valve insert opening, the inner sleeve is contained in a part in a short-circuit sleeve, which leads the two short-circuit connections in separate ways to the openings in the outer sleeve. With the aid of the short-circuiting sleeve, therefore, the two radially outwardly pointing openings in the lateral surface of the inner sleeve are connected on separate paths to the inlet or to the second outlet of the connecting device.
Bei Verwendung des erfindungsgemäßen Heizkörperventileinsatzes in einem Heizkörper mit mindestens zwei Heizelementen, einem Vorlauf und einem Rücklauf ist es unter Verwendung einer den Verlauf mit den beiden Heizelementen verbundenen Anschlussvorrichtung möglich, den Vorlauf senkrecht von unten mit dem Einlass der Anschlussvorrichtung zu verbinden.When using the radiator valve insert according to the invention in a radiator with at least two heating elements, a flow and a return, it is possible using a connecting device connected to the course with the two heating elements to connect the flow vertically from below to the inlet of the connecting device.
Dabei ist senkrecht unterhalb der Anschlussvorrichtung ein die beiden Heizelemente miteinander und mit dem Rücklauf verbindender Rücklaufanschlusskörper vorgesehen, durch dessen Inneres der Vorlauf getrennt von dem Rücklauf hindurchgeführt ist. Dadurch kann der Heizkörper an die herkömmlicherweise nebeneinander im Boden eines Raumes vorgesehenen Anschlüsse für den Heizungsvorlauf und den Heizungsrücklauf angeschlossen werden und der Vorlauf zwischen den beiden Heizelementen oberhalb des Rücklaufanschlusses senkrecht nach oben geführt werden und senkrecht oberhalb des Rücklaufanschlusskörpers mit den beiden Heizelementen verbunden werden. Here, vertically below the connecting device, a two heating elements together and with the return connecting return connection body is provided, through the interior of the supply is passed separately from the return. This allows the radiator to be connected to the conventionally provided side by side in the bottom of a room connections for the heating flow and the heating return and the flow between the two heating elements above the return port are guided vertically upwards and are connected vertically above the return port body with the two heating elements.
Alternativ kann der erfindungsgemäße Heizkörperventileinsatz derart in einer Anschlussvorrichtung zum Verbinden des Vorlaufs mit den beiden Heizelementen verwendet werden, dass der Einlass mit der ersten Öffnung des Ventileinsatzes, der erste Auslass mit der dritten Öffnung des Ventileinsatzes und der zweite Auslass mit der zweiten Öffnung des Ventileinsatzes verbunden ist. Dabei ist die Anschlussvorrichtung ebenfalls hohl und mit einem vorlaufseitigen Einlass zum Verbinden mit dem Vorlauf, einem ersten Auslass zum Verbinden mit dem ersten Heizelement und einem zweiten Auslass zum Verbinden mit dem zweiten Heizelement vorgesehen. Bei dieser Variante wird der Vorlauf vertikal und seitlich mit der Anschlussvorrichtung und deren Einlass verbunden. Der Heizkörperventileinsatz ermöglicht es bei dieser Anordnung, durch axiales Verschieben des Kolbens das Heizmedium aus dem Vorlauf separat in das erste Heizelement und in das zweite Heizelement aufzuteilen. Bei vollständig geöffneter erster Öffnung kann durch Längsverschieben des Kolbens über das zweite Verschlusselement die Durchflussmenge in das zweite Heizelement (Wandseite) gesteuert werden. Bei geschlossener zweiter Öffnung kann mit Hilfe des verbleibenden Rest-Schließwegs die Durchflussmenge, die durch den ersten Auslass in das erste (raumseitige) Heizelement strömt, gesteuert werden.Alternatively, the radiator valve insert according to the invention can be used in a connection device for connecting the flow with the two heating elements, that the inlet connected to the first opening of the valve core, the first outlet to the third opening of the valve core and the second outlet to the second opening of the valve core is. In this case, the connecting device is also hollow and provided with a flow-side inlet for connection to the flow, a first outlet for connection to the first heating element and a second outlet for connection to the second heating element. In this variant, the flow is connected vertically and laterally with the connection device and its inlet. The radiator valve insert makes it possible in this arrangement, by axially displacing the piston, the heating medium from the flow separately divided into the first heating element and the second heating element. When the first opening is fully opened, the flow rate into the second heating element (wall side) can be controlled by longitudinal displacement of the piston via the second closure element. When the second opening is closed, the flow rate flowing through the first outlet into the first (room-side) heating element can be controlled with the aid of the remaining residual closing path.
Hierbei ist vorzugsweise eine den Einlass und die beiden Auslässe aufweisende Außenhülse und eine in der Außenhülse enthaltene und dem Ventileinsatz enthaltende Innenhülse vorgesehen, die eine Kurzschlussverbindung zwischen dem Einlass und der ersten Ventileinsatzöffnung, zwischen dem zweiten Auslass und der zweiten Ventileinsatzöffnung und zwischen dem ersten Auslass und der dritten Ventileinsatzöffnung bildet.In this case, an outer sleeve having the inlet and the two outlets and an inner sleeve contained in the outer sleeve and having a short-circuit connection between the inlet and the first valve insert opening, between the second outlet and the second valve insert opening and between the first outlet and the third valve insert opening forms.
Der Vorlauf kann dann koaxial zu dem Heizkörperventileinsatz und koaxial zu dem Kolben mit der Stirnseite des Ventileinsatzes verbunden sein, wobei der erste und der zweite Auslass quer zueinander radial nach außen weisen und jeweils mit einem der beiden Heizelemente verbunden sind.The flow can then be connected coaxially to the radiator valve insert and coaxial with the piston with the end face of the valve core, wherein the first and second outlet transverse to each other radially outward and are each connected to one of the two heating elements.
Im Folgenden werden anhand der Figuren zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung näher erläutert.In the following two embodiments of the invention will be explained in more detail with reference to the figures.
Es zeigen:Show it:
Der Heizkörperventileinsatz
Das Metallgehäuse
Das Metallgehäuse
Das Metallgehäuse
Der in die Innenhülse
Die erste Öffnung
Die dritte Öffnung
Der zylindrische Hohlkörper
Die Verschlusselemente
Auf diese Weise können dem ersten Heizelement
Das Heizmedium wird über den Vorlauf
Der übrige Anteil des durch den Einlass
Eine Kurzschlusshülse
Das durch den Einlass
Zwischen dem Ventileinsatz
Das Ausführungsbeispiel nach
Bei soeben geschlossener zweiter Öffnung verbleibt noch ein ausreichender restlicher Schließweg von etwa 1 mm, der Heizmedium aus dem Vorlauf
Bei dem ersten Ausführungsbeispiel besteht ein wesentlicher Vorteil darin, dass die herkömmlicherweise nebeneinander vorgesehenen Anschlüsse für den Vorlauf (VL) und für den Rücklauf (RL) einem Heizkörper
Bei beiden Ausführungen ist der Gesamtquerschnitt der ersten Öffnung
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