DE202013000593U1

DE202013000593U1 - Regelventil für Heizkörper

Info

Publication number: DE202013000593U1
Application number: DE202013000593.9U
Authority: DE
Original assignee: Gebr Kemper GmbH and Co KG
Current assignee: Gebr Kemper GmbH and Co KG
Priority date: 2013-01-22
Filing date: 2013-01-22
Publication date: 2014-04-23
Anticipated expiration: 2023-01-23

Abstract

Heizkörper mit einer Einlass- und einer Auslassöffnung und einer dazwischen vorgesehenen Wärmeübertragerfläche, gekennzeichnet durch ein an der Auslassöffnung angeordnetes Regulierventil.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Heizkörper sowie ein Heizsystem. Die vorliegende Erfindung betrifft insbesondere einen Heizkörper mit Einlass- und Auslassöffnungen und einer dazwischen vorgesehenen Wärmeübertragerfläche.
Solche Heizkörper sind zur Beheizung von Räumen in einem Gebäude allgemein bekannt. Der Heizkörper wird dabei üblicherweise aus einem Gehäuse gebildet, welches zumindest eine, üblicherweise aber mehrere Heizrippen ausformt. Bekannt und vielfältig im Einsatz sind aber auch sogenannte Flächenheizungen wie Fußbodenheizungen oder Wandheizungen. Auch sind sogenannte Gebäudeaktivierungen üblich, bei denen Teile der Gebäudestruktur mittels eines Heizmediums auf eine gewisse Temperatur gebracht werden. Ziel ist jeweils eine relativ große Wärmeübertragerfläche, die einerseits von dem Heizmedium (üblicherweise erwärmtes Wasser) angeströmt wird und an welcher auf der anderen Seite in der Regel eine vertikale Luftströmung vorbeistreichen kann, um die Wärme an der Wärmeübertragerfläche aufzunehmen und abzuleiten.
In Deutschland sind über 90% der Heizungsanlagen hydraulisch nicht abgeglichen. An dem Heizkörper vorgesehene Thermostatventile reagieren dementsprechend zwar auf eine Änderung der Raumtemperatur, da ein thermisches Regulierelement des Thermostats überwiegend, wenn nicht gar ausschließlich der Temperatur der Raumluft ausgesetzt ist. Die Thermostatventile haben ein Stellelement, welches von der Umgebungsluft beaufschlagt wird und sich abhängig von der tatsächlichen Raumtemperatur ausdehnt bzw. zusammenzieht. Diese Stellbewegung des Stellelementes wird auf einen Ventilkörper übertragen, dessen Bewegung die Durchlassöffnung für das Heizungsmedium in dem Thermostatventil regelt und somit den Zufluss von Heizmedium zu dem Heizkörper temperaturabhängig regelt. Die Temperatur ist dabei die Umgebungstemperatur, d. h. Raumtemperatur.
Diese Thermostatventile können aber nicht darauf reagieren, wenn der am jeweiligen Heizkörper anstehende Heizmittelvolumenstrom nicht ausreichend hoch sein sollte. Dies geschieht aber regelmäßig dann, wenn in nicht hydraulisch abgeglichenen Systemen wärmequellennahe Heizkörper einen zu hohen Volumenstrom erhalten und dementsprechend wärmequellenferne Heizkörper dann nicht ausreichend versorgt werden können. Nach dem dann vorzunehmenden hydraulischen Abgleich ist an den wärmequellennahen Heizkörpern ein erhöhter Durchflusswiderstand eingestellt. Dieser Abgleich muss heute manuell vorgenommen werden und wird daher meistens gar nicht oder nur fehlerhaft durchgeführt.
Die vorliegende Erfindung will einen Heizkörper angeben, der den hydraulischen Abgleich automatisch vornimmt. Des Weiteren will die vorliegende Erfindung ein Heizsystem angeben, welches sich insgesamt besser regeln lässt.
Zu Lösung des obigen Problems wird hinsichtlich des Heizkörpers vorgeschlagen, an diesem ein Regulierventil vorzusehen, welches an der Auslassöffnung angeordnet ist. Das Regulierventil ist dabei üblicherweise ein Ventil, das wärmeleitend mit dem durch den Heizkörper hindurch geleiteten Heizmedium gekoppelt ist. Dementsprechend wird das Thermostatventil abhängig von der Temperatur des Heizmediums gestellt. Eine Änderung der Temperatur des Heizungsmediums führt dementsprechend in einer Ausführungsform zu einer Längenänderung eines thermischen Stellelementes, das abhängig von der gegebenen Temperatur des Heizmediums das Regulierventil stellt. Die Stellung erfolgt dabei üblicherweise so, dass mit steigender Temperatur am Rücklauf, d. h. an der Auslassöffnung des Ventilkörpers das Regulierventil den Strom von Heizmedium durch den Heizkörper auf ein geringeres Volumen einstellt, bei weiter steigenden Temperaturen diesen vollständig abregelt.
Das Regulierventil verfügt üblicherweise über eine Voreinstellung von zwischen 30° und 60°C. Über diese Temperatureinstellung wird die gewünschte Rücklauftemperatur am Ventil eingestellt. Die Vorlauftemperatur wird vorzugsweise über die Heiztemperaturkurve am Heizkessel eingestellt. Die Temperaturspreizung zwischen der Vorlauf- und der Rücklauftemperatur an dem Heizkessel sollte zwischen 10° und 20°C betragen
Ist die gewünschte Rücklauftemperatur im Heizkörper erreicht, drosselt das Regulierventil den Volumenstrom des Rücklaufs so weit ein, dass genug heißes Wasser durch den Heizkörper fließen kann, um den Raum zu heizen, aber auch nur so viel, dass eine ideale Temperaturspreizung erreicht wird. So fährt ein Regulierkegel des erfindungsgemäßen Regulierventils in den Gehäusesitz und drosselt den Volumenstrom soweit, bis der ideale Volumenstrom erreicht ist.
Sollte die Rücklauftemperatur an dem Heizkörper zu hoch sein, wird das Ventil gedrosselt. Erst beim Abkühlen des Heizkörpers öffnet sich das Ventil wieder und lässt nur noch den Volumenstrom durch, der benötigt wird.
Auf diese Weise verhindert der erfindungsgemäße Heizkörper ein Durchleiten von Heizmedium nur durch einen oder wenige Heizkörper. Insbesondere bei mehreren, in verschiedenen Räumen, ggf. Etagen vorgesehenen Heizkörpern eines Heizsystems innerhalb eines Einfamilien- oder Mehrfamilienhauses ergibt sich dementsprechend zwangsläufig eine Verteilung des Heizmediums nach Bedarf. Es wird sicher verhindert, dass heißes Heizmedium lediglich durch einige wenige, überhitzte Heizkörper hindurchgeleitet wird.
Zur Lösung des Problems hinsichtlich des Heizsystems wird mit der vorliegenden Erfindung ein solches vorgeschlagen, das einen Heizkessel zur Erwärmung des Heizmediums und wenigstens einen in Strömungsrichtung des Heizmediums dem Kessel nachgeordneten Heizkörper umfasst. Dieser Heizkörper hat eine Einlassöffnung, die in Strömungsrichtung des Heizmediums hinter dem Heizkessel vorgesehen ist. Mit anderen Worten wird in die Einlassöffnung das durch den Heizkessel erhitzte Heizmedium eingespeist. Der Heizkörper hat eine Auslassöffnung, die das Heizmedium an den Heizkessel abgibt. Dabei muss die Auslassöffnung nicht zwingend unmittelbar dem Heizkessel in Strömungsrichtung vorgelagert bzw. die Einlassöffnung nicht zwingend dem Heizkessel unmittelbar nachgelagert sein. Vielmehr kann der Heizkörper über die Einlass- bzw. Auslassöffnung auch zunächst mit einem weiteren oder mehreren Heizkörpern kommunizieren.
Erfindungsgemäß hat der Heizkörper an der Auslassöffnung ein Regulierventil der vorstehend genannten Art.
In einem Heizsystem der eingangs genannten Art wird der Strom des Heizmediums neben der üblichen Raumtemperaturregelung wie folgt geregelt: zunächst wird das Regulierventil auf die gewünschte Solltemperatur eingestellt. Infolge dessen strömt im Heizbetrieb des Heizsystems üblicherweise heißes Wasser als Heizmedium in den Heizkörper. Das heiße Wasser durchfließt den Heizkörper und das auf die gewünschte Rücklauftemperatur eingestellte Regulierventil. Ist die Rücklauftemperatur des Heizmediums zu hoch, beginnt das Regulierventil sich zu schließen. Der Volumenstrom des Heizmediums wird so weit heruntergeregelt, bis der ideale Volumenstrom erreicht ist und die Rücklauftemperatur auf ein sinnvolles niedriges Niveau eingestellt ist.
Dabei stellt nicht die Raumtemperatur, sondern die Temperatur des Heizmediums die Stellgröße für das Regulierventil dar.
Mit dem obigen Vorgehen ergibt sich zwangsläufig ein hydraulischer Abgleich von mehreren in einem Heizsystem vorgesehenen Heizkörpern. Durch eine niedrig eingestellte Rücklauftemperatur ist auch der Brennwertnutzen des Heizsystems zuverlässig gegeben. Zudem muss der hydraulische Abgleich bei Modernisierungen oder Dämmmaßnahmen nicht neu eingestellt werden. Der hydraulische Abgleich erfolgt in dem erfindungsgemäßen Heizsystem vielmehr automatisiert und zwangsläufig aufgrund des der Auslassöffnung zugeordneten Regulierventils.
Weitere Einzelheiten und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels in Verbindung mit der Zeichnung, die schematisch ein Schaubild des Heizsystems verdeutlicht.
Das in der Zeichnung gezeigte Heizsystem hat einen Heizkessel 1 mit einem Heizungsvorlauf 2, welcher strömungsnah zu dem Heizkessel 1 eine Pumpe 3 aufweist. Der Heizungsvorlauf 2 führt zu mehreren parallel geschalteten Heizkörpern 4, welche Wärmeübertragerflächen bereitstellen. Die Heizkörper 4 sind jeweils an ihrem Einlass mit einem üblichen, auf Temperaturänderungen der Umgebungsluft reagierenden Thermostatventilen 5 versehen. Auf der Auslassseite ist ein Regulierventil 6 vorgesehen, welches zu einem Heizungsrücklauf 7 führt, welcher das in dem Heizkörper 4 abgekühlte Heizmedium (Wasser) dem Heizkessel 1 zuführt.
Die Regulierventile 6 sind so ausgebildet, dass sie unterschiedliche Rohrleitungswiderstände ausgleichen. Damit ist das in der Zeichnung dargestellte Ausführungsbeispiel hydraulisch abgeglichen. Der hydraulische Abgleich kompensiert dabei unterschiedliche Rohrleitungswiderstände aufgrund unterschiedlich langer Wege von dem Heizkessel 1 bzw. der Pumpe 3 zu den jeweiligen Heizkörpern 4a, 4b, 4c und zurück zu dem Heizkessel 1. Wie ersichtlich, hat der Heizkörper 4a den geringsten Rohrleitungswiderstand, wohingegen der am weitesten von dem Heizkessel 1 entfernt liegende und daher den größten Weg benötigende Heizkörper 4c den größten Rohrleitungswiderstand hat. Dies würde ohne Einbauen des erfindungsgemäßen Regulierventils dazu führen, dass Heizungsmedium überwiegend, wenn nicht gar ausschließlich dem ersten Heizkörper 4a zugeleitet wird, während der letzte Heizkörper 4c trotz weit geöffnetem Thermostatventil 5 kein bzw. nur in unzureichender Menge erwärmtes Heizmedium erhält.
Bezugszeichenliste

1: Heizkessel
2: Heizungsvorlauf
3: Pumpe
4: Heizkörper
5: Thermostatventil
6: Regulierventil
7: Heizungsrücklauf

Claims

Heizkörper mit einer Einlass- und einer Auslassöffnung und einer dazwischen vorgesehenen Wärmeübertragerfläche, gekennzeichnet durch ein an der Auslassöffnung angeordnetes Regulierventil.
Heizkörper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Regulierventil ein thermisches Regulierelement umfasst, das wärmeleitend mit einem durch den Heizkörper hindurchgeleiteteten Heizungsmedium gekoppelt ist.
Heizkörper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Regulierventil motorisch angetrieben ist und mit einem Regler verbunden ist, der sein Stellsignal über einen Temperatursensor erhält, der wärmeleitend mit dem durch den Heizkörper hindurchgeleiteten Heizungsmedium gekoppelt ist.
Heizkörper mit einem Heizkessel zur Erwärmung eines Heizungsmediums und wenigstens einem in Strömungsrichtung des Heizungsmediums dem Heizkessel nachgeordneten Heizkörper, durch dessen Einlassöffnung das Heizungsmedium in den Heizkörper eingespeist wird und dessen Auslassöffnung das Heizungsmedium an den Heizkessel abgibt, dadurch gekennzeichnet, dass die Auslassöffnung mit einem Regulierventil versehen ist.
Heizkörper nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Regulierventil ein thermisches Regulierventil umfasst, das wärmeleitend mit einem durch den Heizkörper hindurchgeleiteteten Heizungsmedium gekoppelt ist.
Heizkörper nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Regulierventil motorisch angetrieben ist und mit einem Regler verbunden ist, der sein Stellsignal über einen Temperatursensor erhält, der wärmeleitend mit einem durch den Heizkörper hindurchgeleiteten Heizungsmedium gekoppelt ist.