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Anschlußelement ittr einen Heizkörper
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Die Heizleistung von Heizkörpern für Warmwasserheizungen wird bei
gegebener Temperatur des einströmenden Wassers bekanntlich durch Ventile gesteuert,
die einen kleineren oder größeren Strömungsquerschnitt freigeben oder den Wasserdurchfluß
auch ganz absperren. Die Einstellung der Ventile erfolgt von Hand oder mittels Heizkörper-Thermostaten.
Auch bei voll geöffnetem Ventil hat der Heizkörper einen gewissen S-trönlungswiderstand
, so daß auch dann bei gegebener Druckdifferenz am Eingang und am Ausgang des Heizkörpers
nur eine gewisse Wassermenge pro Zeiteinheit den Heizkörper durchströmt. Wenn nun
diese Strömungsmenge bei dem vorhandenen Wärmebedarf wesentlich zu groß ist, muß
der Heizkörper mit fast geschlossenem Ventil betrieben werden, um eine Überheizung
zu vermeiden.
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Der Betrieb mit nur ganz wenig geöffnetem Ventil ist deshalb nötig,
weil die üblichen Heizkörperventile nur am Anfang ihrer Öffnungsbewegung einen wesentlichen
Einfluß auf die Strömungsmenge haben, während im Verlaufe der weiteren Öffnungsbewegung
der Durchsatz nur noch wenig verändert wird. Eine richtige
Einstellung
ist unter diesen VerhältnisEen von Hand kaum möglich, zumal bei geringer Öffnung
der Öffnungsquerschnitt durch Wärmedehnungen spürbar beeinflußt wird. Mit thermostatgesteuerten
Ventilen läßt sich ein Heizkörper zwar besser regeln, Jedoch treten wegen des kleinen
Querschnittes oft unerwünschte Strömungsgeräusche auf.
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Diesen Schwierigkeiten kann man dadurch abhelfen, daß der Strömungswiderstand
jedes Heizkörpers etwa auf den am Einbauort des Heizkörpers vorhandenen Wärmebedarf
abgestimmt wird, weil dann das Ventil nicht im fast geschlossenen Zustand betrieben
werden muß. Dies läßt sich durch Einsetzen von künstlichen Widerständen erreichen.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Anschlußelement für
einen Heizkörper einer Warmwasserheizung mit mindestens einem Anschlußstutzen für
den Anschluß einer Heizwasserleitung so auszubilden, daß der gesamte Strömungswiderstand
eines Heizkörpers den Erfordernissen angepaßt werden kann, ohne daß eine Vielzahl
verschiedener Widerstandselemente gebraucht wird.
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Das zur Lösung dieser Aufgabe geschaffene Anschlußelement ist gekennzeichnet
durch ein in den Stutzen passendes Blendenelement, dessen Strömungsquerschnitt in
Fließrichtung zunimmt oder abnimmt, so daß durch Abtrennen von Abschnitten des Blendenelementes
ein
Endquerschnitt veränderbar ist.
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Wenn ein Heizkörper ohne Blendenelement betrieben wird, hat er den
geringstmöglichen Strömungswiderstand, so daß die größtmögliche Heizleistung erreicht
werden kann. Wenn das Blendenelement eingesetzt ist, ohne daß ein Abschnitt abgetrennt
wurde, ist der größte Strömungswiderstand eingestellt. Diese Einstellung wird man
dann vornehmen, wenn der allgemeine Wärmebedarf wesentlich kleiner ist als die mögliche
Leistung des Heizkörpers. Bei zwischen diesen beiden Extremen liegenden Bedingungen
ist das Blendenelement eingesetzt, Jedoch so abgetrennt, daß der gewünschte Strömungsquerschnitt
erreicht wird.
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Das Blendenelement ist vorzugsweise gemäß Anspruch 2 ein Kunststoffteil.
Dies ermöglicht einmal eine billige Herstellung und zum anderen eine leichte Montage,
da das Abtrennen von Abschnitten durch Abschneiden mit einem Messer erfolgen kann.
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Vorzugsweise ist das Blendenelement gemäß Anspruch 3 stufenförmig
ausgebildet. Man kann aber auch den Strömungsquerschnitt stufenlos verJüngen. Die
Unterteilung in Stufen hat den Vorteil, daß der Monteur genau weiß, welchen Strömungsquerschnitt
er Jeweils eingestellt hat. Bei stufenlosem Ubergang könnte man Markierungen anbringen,
um dem Monteur dadurch einen Anhaltspunkt über den
Jeweiligen Querschnitt
an einer bestimmten Stelle zu geben.
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Das Blendenelement hat gemäß Anspruch 4 vorzugsweise einen kreisrunden
Querschnitt, wenngleich dies nicht Bedingung ist. In dem Bereich, in dem sich die
Abschnitte verschiedenen Querschnittes befinden, kann die Form des Querschnittes
beliebig ausgebildet sein. Da aber Anschlußstutzen im allgemeinen kreisrunde Bohrungen
haben und das Blendenelement in den Stutzen passen soll, wird man dort, wo das Blendenelement
direkt an der Innenseite des Stutzens anliegt, ohnehin eine kreisrunde Form vorsehen
müssen.
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Bei der Ausführungsform nach Anspruch 5 mit durchbrochenem Boden erhält
man ohne zusätzliche Verlängerung des Blendenelementes einen weiteren Querschnitt,
d.h. nach Abrennung des Bodens erhält man einen anderen Querschnitt als bei noch
vorhandenem Boden.
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Im allgemeinen wird der kleinste Strömungsquerschnitt gemäß Anspruch
6 stromabwärts liegen. Die Erfindung ist Jedoch hierauf nicht beschränkt; wenn es
die Einbauverhältnisse gestatten, kann der kleinste Strömungsquerschnitt auch stromaufwärts
liegen.
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Die Erfindung ist sowohl für gewöhnliche Anschlußfittings mit einem
Anschlußstutzen, wie z.B. für T-Stücke geeignet, als
auch für kompliziertere
Anschlußelemente:I Die Kombination des Blendenelementes mit einer Einsteckhülse,
mit der ein Anschlußelement wahlweise für Einrohr-Heizungsanlagen oder Zweirohr-Heizungsanlagen
verwendet werden kann, ist im Anspruch 7 angegeben. In diesem Fall muß die Einsteckhülse
den größtmöglichen Querschnitt bieten. Wenn Jedoch das Blendenelement nur eine Funktion
als Widerstandselement hat, bietet es den größtmöglichen Strömungsquerschnitt nicht.
Wenn dieser gewünscht ist, wird ein Blendenelement tiberhaupt nicht eingebaut.
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Eine Formgestaltung nach den Ansprüchen 8 und 9 ergibt auf einfache
Weise einen guten Sitz des Blendenelementes im Anschlußstutzen.
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In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt.
Es zeigen: Fig. 1 ein Diagramm über den Zusammenhang zwischen der Öffnung eines
Heizkörperventils und der durchströmenden Wassermenge, Fig. 2 ein entsprechendes
Diagramm für verschiedene Strömungsquerschnitte an einem Blendenelement, Fig. 3
einen Schnitt durch ein T-Fitting mit eingesetztem Blendenelement und
Fig.
4 einen Teilschnitt durch ein Anschlußelement, das wahlweise für Einrohranlagen
und für Zweirohranlagen verwendbar ist.
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Zunächst sollen zur Erläuterung des Nutzens der Erfindung die Diagramme
nach den Fig. 1 und 2 betrachtet werden. In beiden Diagrammen ist auf der Abszisse
1 der Öffnungsweg eines Heizkörperventils in Millimeter aufgetragen, während auf
der Ordinate 2 der Wasserdurchsatz durch einen Heizkörper in Kubikmeter pro Stunde
angegeben ist, und zwar der Durchsatz, der sich ergibt, wenn die Druckdifferenz
zwischen Einlaß und Auslaß ein Bar beträgt. Wie die Kurve 3 zeigt, ist eine wesentliche
Änderung des Durchflusses nur im ersten Teil des Öffnungsweges gegeben. Bei einem
Öffnungsweg von nur 1 mm ist bereits ein Durchfluß von mehr als 2 m3/h erreicht.
Während der nächsten 2 mm des Öffnungsweges erhöht sich der Durchsatz nur noch unwesentlich.
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Dies bedeutet, daß dann, wenn der Heizkörper nur in einem Bereich
zwischen 0 und 2 m3/h durchflossen werden soll, die Ventilöffnung stets im Bereich
zwischen 0 uRd weniger als 1 mm liegen muß.
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Noch ungünstiger werden die Verhältnisse, wenn z.B. maximal 1m3/h
durchgesetzt werden soll. In diesem Fall arbeitet das Ventil in einem Öffnungsbereich
von wenigen Zehntel Millimetern. Es wurde schon eingangs erwähnt, daß eine Regelung
von
Hand in einem solchen Bereich kaum möglich ist. Bei der Regelung
mit einem Thermostatventil ergeben sich wegen der sehr geringen Strömungsquerschnitte
Strömungsgeräusche, die in der Regel unerwünscht sind.
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Im Diagramm nach Fig. 2 sind außer der Kurve 3 weitere Kurven 4, 5,
6 und 7 dargestellt. Diese Kurven ergeben sich, wenn der Strömungswiderstand im
Heizkörper künstlich erhöht wird, wobei die Kurve 7 einem kleinsten Strömungsquerschnitt,
also einem größten Strömungswiderstand, entspricht.
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Wenn ein Heizkörper z.B. bis zu einem Durchsatz von maximal 1 m3/h
betrieben werden soll, kann man einen Strömungsquerschnitt derart wählen, daß eine
Charakteristik gemäß der Kurve 6 erreicht wird. Man kann dann den Durchsatz bequem
regeln, da einer bestimmten Verstellung des Ventils nur eine verhältnismäßig geringe
Änderung des Durchsatzes entspricht.
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Dadurch ist auch eine Regelung von Hand bequem möglich. Bei Verwendung
von Thermostaten werden unerwünschte Strömungsgeräusche vermieden.
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In den Fig. 3 und 4 sind Anschlußelemente mit eingesetzten Blendenelementen
gezeigt, die die Einstellung eines Heizkörpers derart ermöglichen, daß eine der
Kurven 3, 4, 5, 6 oder 7 eingestellt werden kann.
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Fig. 3 zeigt einen Schnitt durch ein T-Fitting, das einen in der Mitte
kugelförmig erweiterten Verteilerkanal 8 und einen Anschlußstutzen 9 aufweist. Die
Enden des Verteilerkanales 8 werden an Platten eines Plattenheizkörpers angeschweißt.
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In den Anschlußstutzen ist ein insgesamt mit 11 bezeichnetes Blendenelement
eingesetzt. Das Blendenelement ist ein Kunststoffspritzteil und hat Abschnitte 1?,
13 und 14 von verschieden großem kreisrundem Querschnitt. Die Abschnitte gehen an
Stufen 15, 16 ineinander über. Am Ende des Abschnittes 12 befindet sich ein Boden
17, der von einer Öffnung 18 durchbrochen ist. Am Ende des Abschnittes 14 befindet
sich ein Flansch 19, von dem sich insgesamt vier Abstützelemente 20 erheben.
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Der Abschnitt 14 hat einen so großen Durchmesser, daß das Element
mit Spiel in die Bohrung 21 des Stutzens 9 paßt.
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Der Flansch 19 ist zur Anlage an einer Schulter 22 im Stutzen 9 bestimmt.
Die Abstützelemente 20 sind für die Abstützung an der Endfläche 22a eines Einschraubnippels
22 bestimmt. Eine überwurfmutter 23 umgreift einen Flansch 22b des Nippels und dient
zum Anschluß der Vorlaufleitung einer Warmwasseranlage.
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Die Strömungsrichtung von zufließendem Wasser ist durch einen Pfeil
24 angegeben.
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Fig. 3 zeigt den Zustand, bei dem der geringstmögliche Strömungsquerschnitt
vorhanden ist. Der Strömungsquerschnitt ist
gleich dem Querschnitt
der Öffnung 18 im Boden 17. Dieser Strömungsquerschnitt entspricht der Kurve 7 in
Fig. 2. Würde man das Blendenelement im Bereich des Abschnittes 12 abschneiden,
d.h. den Boden 17 entfernen, so hätte sich der Strömungsquerschnitt vergrößert.
Es gelten dann die Verhältnisse nach der Kurve 6. Beim Abtrennen im Bereich des
Abschnittes 13 ergibt sich die Kurve 5,beim Abschneiden im Bereich des Abschnittes
14 die Kurve 4 und bei ganz entferntem Blendenelement die Kurve 3 in Fig. 2. Da
das Blendenelement aus Kunststoff besteht, kann das Abtrennen sehr bequem mit Hilfe
eines Messers erfolgen.
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Das Anschlußelement nach Fig. 4 hat zwei Anschlußstutzen 25 und 26.
Der Anschlußstutzen 26 ist an einem Verteiler 27 angesetzt, der mit zwei Platten
eines doppellagigen Plattenheizkörpers verschweißt werden kann. An den Verteiler
27 ist ein Teil 29 angesetzt, an dem sich der Stutzen 25 befindet.
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Der Hohlraum 30 im Teil 29 kommuniziert über eine in der Zeichnung
nicht dargestellte Bypassbohrung mit dem Innenraum des Verteilers 27. Gegenüber
dem Stutzen 25 ist an den Teil 29 ein Rohr 31 angeschweißt, das zu einem weiteren
Anschlußelement führt, an dem sich ein Heizkörperventil befindet.
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Wenn das Anschlußelement nach Fig. 4 in einer Zweirohranlage verwendet
wird, ist eine insgesamt mit 32 bezeichnete Einsteckhtlse eingesetzt, die entsprechend
dem Pfeil 33 zuströmendes Vorlaufwasser direkt in das Rohr 31 und damit zur
höchsten
Stelle des Heizkörpers leitet. Wenn die Armatur Jedoch in Einrohranlagen gebraucht
wird, ist die Einsteckhülse 32 entfernt, so daß ein Teil des durch den Stutzen 25
eintretenden Wassers über den Raum 30 zum Stutzen 26 fließen kann, an den eine Leitung
angeschlossen ist, die zum nächsten Heizkörper führt.
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Die Einsteckhülse 32 hat Abschnitte 34 bis 37 mit zunehmendem Durchmesser.Am
Ende des Abschnittes 34 befindet sich wieder ein Bo den 38 mit einer Öffnung 39.Am
unterep Ende des Abschnittes 7 befindet sich ein Flansch 40, der auf einer Schulter
41 im Stutzen 25 aufliegt.
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Bei der gezeichneten Situation ist der kleinstmögliche Strömungsquerschnitt
eingestellt, der durch den Querschnitt der Öffnung 39 gegeben ist. Diese Einstellung
entspricht der Kurve 7 in Fig. 2. Nach Abschneiden im Bereich des Abschnittes 34
gilt die Kurve 6; nach Abschneiden im Bereich des Abschnittes 35 die Kurve 5; nach
Abschneiden im Bereich des Abschnittes 36 die Kurve 4 und nach Abschneiden im Bereich
des Abschnittes 37 die Kurve 3. Im Falle des Abtrennens im Bereich des Abschnittes
37 muß der Schnitt so gelegt werden, daß die Hülse noch in das Rohr 31 hineinragt.
Während bei der Ausführungsform nach Fig. 3 bei dem größtmöglichen Querschnitt das
Blendenelement vollständig entfernt ist, verbleibt bei der Ausführungsform nach
Fig. 4 die Einsteckhülse in der Armatur, wenn der Heizkörper
in
einer Zweirohranlage installiert ist. Die Einsteckhülse hat dann nicht mehr die
Aufgabe eines Blendenelementes.
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Man kann die Ausführung nach Fig. 4 auch so auffassen, daß nur der
obere Bereich der Einsteckhülse 32 das Blendenelement bildet.