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Die Erfindung betrifft ein Verteilersegment, insbesondere ein Heizkreisverteilersegment, mit einem Gehäuse und mit an das Gehäuse angesetzten Anschlüssen für Heizmedienleitungen, die mit im Gehäuse angeordneten und mit wenigstens einer Kammerwand voneinander getrennten Gehäusekammern mediumleitend verbunden sind.
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In der Heizungstechnik größerer Gebäude ist es Stand der Technik, mehrere Heizkreisläufe an einem Heizkreisverteiler anzuschließen. Für jeden Heizkreis weist der Heizkreisverteiler nebeneinander liegende Anschlüsse für Heizmedienleitungen, insbesondere für einen Vorlauf und einen Rücklauf auf. Weiterhin sind mindestens zwei Anschlüsse für vom Wärmeerzeuger kommende Heizmedienleitungen vorhanden. Überwiegend sind die Anschlüsse der Heizkreise oben und die Anschlüsse des Wärmeerzeugers unten in einer Flucht angeordnet.
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Meistens sind in kompakter Ausführung eine Vorlaufkammer und eine Rücklaufkammer in einer wärmedämmenden Hülle untergebracht. Zur einfachen Demontage kommen oft zweiteilige Isolierschalen zum Einsatz.
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Die technischen Ziele derartiger Heizkreisverteiler sind eine möglichst kompakte Bauform, eine thermische Trennung von Vorlauf- und Rücklaufkammer sowie niedrige Druckverluste. Die technischen Ziele sollen natürlich möglichst günstig erreicht werden.
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Am Markt haben sich Stahlverteiler und Messingverteiler etabliert. Während Messingverteiler durch ihren Gießprozess in der Form freier sind und Vorteile in der Korrosionsbeständigkeit haben, ist der Werkstoff Stahl günstiger. Bei der Stahlkonstruktion sind jedoch Schweißvorgänge einzuplanen und zu berücksichtigen. Die Stahlverteiler sind in der Regel für eine bestimmte Anzahl Heizkreise und Kesselanschlüsse vorkonfiguriert, während Messingverteiler auch modular aus einzelnen Segmenten aufgebaut sein können.
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Die Anordnung von Vorlauf- und Rücklaufkammer ist in der Praxis meist übereinander mit horizontaler Kammerwand oder hintereinander mit vertikaler Kammerwand. Eine Herausforderung ist es, die Anschlüsse der Heizkreise immer abwechselnd zur Vorlauf- und Rücklaufkammer zuzuordnen und dabei gleichzeitig in einer Linie zu bleiben.
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Die
DE2659348 B1 beschreibt einen Stahlverteiler, bei dem die eingeschweißte, vertikale Kammerwand die Anschlüsse bogenförmig umläuft, so dass die Anschlüsse abwechselnd mit Vorlauf- und Rücklaufkammer verbunden sind. Die
HRPK20080435 B3 beschreibt einen Stahlverteiler mit hintereinander angeordneter Vorlauf- und Rücklaufkammer und einer vertikalen Kammerwand, wobei die Kammerwand im Bereich der Anschlüsse eine bogenförmige Ausbuchtung aufweist. In
HRPK20040451 B3 wird ein Stahlverteiler mit übereinander angeordneter Vorlauf- und Rücklaufkammer und einer diagonalen Kammerwand beschrieben. Durch verschieden lange Anschlüsse wird eine abwechselnde Zuordnung zu Vorlauf- und Rücklaufkammer realisiert.
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Die beschriebenen Verteiler weisen jedoch keine thermische Trennung von Vorlauf- und Rücklaufkammer auf. Das führt dazu, dass sich der Rücklauf durch Wärmeübertragung erwärmt und die Effizienz des Wärmeerzeugers gemindert wird. Weiterhin sind die Stahlverteiler in der Anzahl ihrer Anschlüsse fix vorkonfiguriert und nicht modular erweiterbar.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verteilersegment, insbesondere ein Heizkreisverteilersegment, der eingangs genannten Gattung aufzuzeigen, das eine thermische Trennung zwischen Vorlaufkammer und Rücklaufkammer aufweist und dabei eine möglichst kompakte Bauform hat.
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Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die Kammerwand ein von dem Gehäuse separiertes Bauteil ist und mit Verbindungsmitteln im Gehäuse angeordnet ist.
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Durch die Ausbildung der Kammerwand als separates Bauteil ist es nicht notwendig, die Kammerwand zum Beispiel in einem Heizkreisverteiler aus Stahl oder Messing gleichfalls aus einem derartigen Material auszubilden. Vielmehr ist es möglich, für diese Kammerwand in einem separaten Herstellungsprozess optimale Ausbildungen zu finden und die Kammerwand so für ihren Einsatz im Heizkreisverteiler anzupassen.
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Das erfindungsgemäße Verteilersegment ist vorzugsweise aus Messing ausgebildet und verfügt über mindestens einen Anschluss oben und mindestens einen Anschluss unten sowie zwei Sammelkammern für den Vorlauf und den Rücklauf. Die Trennung von Vorlauf- und Rücklaufkammer erfolgt durch Einschieben der separaten Kammerwand in das Verteilersegement. An die Sammelkammern werden typischerweise mehrere Heizkreisvorläufe bzw. -rückläufe angeschlossen, so dass der Strömungsquerschnitt der Sammelkammer größer ist als der Querschnitt eines Anschlusses.
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Die Kammerwand kann sich dabei über die gesamte Innenlänge des Gehäuses des Verteilersegments erstrecken. Hinsichtlich der Materialien kann vorgesehen sein, dass die Kammerwand aus einem Werkstoff mit niedriger Wärmeleitfähigkeit gefertigt ist. So kann mit der Kammerwand eine hervorragende thermische Trennung der Kammern erreicht werden. Vorzugsweise ist die Kammerwand aus einem Kunststoff gefertigt, der eine entsprechend niedrige Wärmeleitfähigkeit bereitstellt.
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Besonders vorteilhaft ist die Ausgestaltung, wenn die Anschlüsse derart gestaltet sind, dass eine in einer Ebene gestreckte Trennwand eingeschoben wird. Um eine Trennung von Vorlauf- und Rücklaufkammer zu realisieren, können die Anschlüsse nicht wie beim Stand der Technik mittig oben und unten mit dem Gehäuse verbunden werden. Damit die Anschlüsse dennoch in einer Flucht angeordnet sind, wird der Anschluss geeignet verformt. So kann der runde Querschnitt zu einer ovalen Form abgeflacht, aus der Mitte abgelenkt und tangential an das Gehäuse angeschmiegt werden.
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Derartig gestaltete Anschlüsse ermöglichen es, dass das Gehäuse des Verteilersegments und die Kammerwand formschlüssig insbesondere über eine Nut-Feder-Verbindung miteinander verbunden werden.
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Vorteilhafterweise verfügt die Kammerwand auf ihren Stirnseiten ebenfalls über eine Nut und Feder-Konstruktion, so dass beim Zusammenbau der Segmente zum Beispiel zu einem Heizkreisverteiler Nut und Feder ineinander greifen und über die gesamte Länge eine formschlüssige Verbindung erzielt wird.
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Zur Sicherheit gegen sehr starke Differenzdrücke ist es auch denkbar, dass zusätzlich oder alternativ zur formschlüssigen Verbindung eine kraftschlüssige Verbindung durch Kleben gewählt wird.
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Weiterhin kann die Kammerwand aus einem Werkstoff hergestellt sein, der einen höheren Wärmeausdehnungskoeffizient als der Werkstoff des Gehäuses des Verteilersegments besitzt, so dass sich die Passung mit steigender Temperatur verbessert. Die Betriebstemperatur ist nämlich immer höher als die Umgebungstemperatur bei Montage des Gehäuses.
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Alternativ zu einer möglichst guten thermischen und stofflichen Trennung ist denkbar, dass die Kammerwand mindestens eine Aussparung aufweist, um Querströmung von der Rücklaufkammer in die Vorlaufkammer zu ermöglichen. So wird ein differenzdruckarmes Verteilersegment ausgebildet. Dieser wird eingesetzt, um die gegenseitige Beeinflussung mehrerer Heizkreise zu reduzieren. Lässt man die Kammerwand ganz weg und versieht das Gehäuse mit Kappen für die Stirnseiten, wird eine hydraulische Weiche ausgebildet, die eine Entkopplung von zwei Kreisläufen mit eigenen Pumpen ermöglicht. Eine separate Kammerwand ermöglicht ihre Wegnahme aus dem Gehäuse.
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Ein Ausführungsbeispiel, aus dem sich weitere erfinderische Merkmale ergeben, ist in der Zeichnung dargestellt. Es zeigen:
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1: einen Heizkreisverteilersegment nach dem Stand der Technik,
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2: eine perspektivische Ansicht eines erfindungsgemäßen Heizkreisverteilersegments,
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3: eine Schnittansicht des Heizkreisverteilersegments gemäß 2 und
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4: eine perspektivische Ansicht einer Kammerwand des Heizkreisverteilersegments gemäß 2 und 3.
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1 zeigt den Stand der Technik eines Gehäuses 1 eines Heizkreisverteilersegments aus Messing mit jeweils zwei Anschlüssen oben und unten. Die Kammerwand 2 ist vertikal angeordnet, so dass sich Vorlauf- 5 und Rücklaufkammer 6 hintereinander befinden. Die Anschlüsse mit rundem Querschnitt laufen mittig oben und mittig unten in das Gehäuse 1 und die Kammerwand 2 hat in dem Bereich der Anschlüsse eine bogenförmige Ausbuchtung. Zur thermischen Trennung könnten Bereiche des Verteilers doppelwandig mit Luftzwischenraum ausgeführt werden. Das erhöht jedoch den Materialeinsatz und damit die Kosten.
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2 zeigt das erfindungsgemäße Verteilersegment mit vertikaler Kammerwand 2 und hintereinander liegender Vorlauf- 5 und Rücklaufkammer 6. Die Anschlüsse oben und unten sind so gestaltet, dass eine gerade Kammerwand 2 formschlüssig eingeschoben werden kann. Zur Führung und Fixierung ist eine Nut 9 und Feder 10 Verbindung vorgesehen. Um eine durchgehende Nut 9 bzw. Feder 10 zu ermöglichen sind die Anschlüsse in geeigneter Weise aus der Mitte ausgelenkt und verformt.
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3 zeigt einen Schnitt quer durch das Gehäuse 1 durch einen oberen und unteren Anschluss. Man erkennt, dass der Querschnitt des Anschluss nicht mehr rund ist, sondern oval bzw. elliptisch auf dem Umfang des Gehäuses 1 verteilt ist. Die Strömung tritt über den Umfang verteilt in das Gehäuse 1 ein. Das Anschlussrohr schmiegt sich tangential an das Gehäuse 1 an.
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Zwischen Vorlauf- und Rücklaufkammer besteht ein Differenzdruck. Die formschlüssige Verbindung hat also die Ziele, einerseits eine mechanische Stabilität zu gewährleisten und andererseits eine Querströmung von einer Kammer in die andere Kammer zu verhindern. Die Kammerwand 2 aus schlecht leitfähigem Kunststoff reduziert die Wärmeübertragung vom wärmeren Vorlauf an den kälteren Rücklauf. Die Nut 9 und Feder 10 Verbindung ist so gestaltet, dass eine Erwärmung der Kammerwand 2 durch die unterschiedlichen thermischen Ausdehnungskoeffizienten zu einer Verbesserung der Eigenschaften führt. Es kann sogar ein Material verwendet werden, das bei Kontakt mit Wasser etwas aufquellt und somit die Passung im Betrieb weiter verbessert wird.
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4 zeigt die erfindungsgemäße Kammerwand 2 mit Federn 10 oben, unten und links sowie einer Nut 9 rechts. Denkbar ist natürlich auch der umgekehrte Fall, dass Nut und Feder vertauscht sind.
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Wird keine Platte eingeschoben, kann das Verteilersegment als hydraulische Weiche verwendet werden. Nur die Stirnseiten sind durch passende Kappen zu verschließen. Ebenso denkbar ist die Verwendung in einem differenzdruckarmen Verteilersegment, dadurch dass die Kammerwand 2 mindestens eine Aussparung aufweist, so dass sich die Druckunterschiede zwischen Vorlaufkammer und Rücklaufkammer ausgleichen können.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 2659348 B1 [0007]
- PK 20080435 B3 [0007]
- PK 20040451 B3 [0007]
