DE2926599A1

DE2926599A1 - Heating radiator thermostat assembly - has additional heat sensor between valve and main heat sensor working in opposite direction

Info

Publication number: DE2926599A1
Application number: DE19792926599
Authority: DE
Inventors: Walter Dipl Ing Breustedt; Bernd Dr Starkloff; Klaus Ing Grad Stoesser; Guenter Dr Weisser
Original assignee: Battelle Institut eV
Current assignee: Battelle Institut eV
Priority date: 1979-07-02
Filing date: 1979-07-02
Publication date: 1981-01-15

Abstract

The heating radiator thermostat comprises an element with a main heat sensor actuating a valve to control the temp. One or more additional heat sensors are mounted between the main one and the valve, acting on the latter in tbe opposite direction to the main one above a temp. appreciably lower than the desired temp. set on the thermostat. The valve thrust rod can be arranged to pass concentrically through the second sensor, and it can be interrupted between the two sensors and provided with an end-position limitation device, preventing the effect of the main sensor being transmitted for a set proportion of the stroke.

Description

Heizkörper thermostat Radiator thermostat

Die Erfindung betrifft einen Heizkörperthermostaten bestehend aus einem thermostatischen Element und einem Ventilgehäuse, wobei im thermostatischen Element ein Hauptwärmesensor untergebracht ist, über den die Betätigung des Ventils bewirkt und dadurch eine Temperaturregelung vorgenommen wird.The invention relates to a radiator thermostat consisting of a thermostatic element and a valve housing, wherein in the thermostatic Element a main heat sensor is housed, via which the actuation of the valve causes and thereby a temperature control is made.

Bei den bekannten Heizkörperthermostaten befindet sich im thermostatischen Element eine mit wenig Flüssigkeit gefüllte Wellrohrkapsel, die als Wärmesensor wirkt. Wenn die Umgebungstemperatur steigt, so verdampft ein Teil der Flüssigkeit, der Dampf dehnt das Wellrohr aus und das Ventil drosselt die Warmwasserzufuhr zum Heizkörper. Bei fallender Temperatur verläuft der Vorgang umgekehrt. Ein Teil des Dampfes wird wieder kondensiert, das Wellrohr wird zusammengedrückt und das Ventil öffnet die Zufuhr des warmen Wassers.In the known radiator thermostats is located in the thermostatic Element a corrugated tube capsule filled with little liquid that acts as a heat sensor works. When the ambient temperature rises, part of the liquid evaporates, the steam expands the corrugated pipe and the valve throttles the hot water supply to the Radiator. When the temperature drops, the process is reversed. Part of the Steam is condensed again, the corrugated pipe is compressed and the valve opens the supply of warm water.

Bei Verwendung solcher Thermostate führt eine Frischluftzufuhr, z.B. durch Öffnen der Fenster, zum Verlust erheblicher Wärmemengen. Der Thermostat regelt auf maximale Wärmezufuhr, um die eingestellte Temperatur zu halten. Aus diesem Grunde müssen die Heizkörperthermostate abgestellt werden, wenn ein Lüften erforderlich ist. Diese Maßnahme wird jedoch in der Praxis meist nicht beachtet.When using such thermostats, a fresh air supply, e.g. by opening the windows, considerable amounts of heat are lost. The thermostat regulates to maximum heat supply in order to maintain the set temperature. For this reason the radiator thermostats must be switched off if ventilation is required is. However, this measure is usually not taken into account in practice.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Heizkörperthermostat zu schaffen, der sich bei Bestehen eines Kältekontaktes automatisch abschaltet und nach Beseitigung des Kältekontaktes selbsttätig wieder einschaltet.The present invention is therefore based on the object To create a radiator thermostat that automatically switches off when there is a cold contact switches off and switches on again automatically after removal of the cold contact.

Für die Regelung sollen ferner keine zusätzlichen Energiequellen eingesetzt und keine mechanischen Verbindungen, z.B. zum Fenster, eingeführt werden. Weiterhin sollte die Vorrichtung als selbstständige, leicht zu montierende Zusatzeinrichtung zu den Ventilgehäusen passen, die Teil der bestehenden Heizkörperthermostaten sind.Furthermore, no additional energy sources should be used for the regulation and no mechanical connections, e.g. to the window, are introduced. Farther the device should be an independent, easy-to-assemble accessory to match the valve housings that are part of the existing radiator thermostats.

Es hat sich gezeigt, daß sich diese Aufgabe in technisch fortschrittlicher Weise lösen läßt, wenn mindestens ein weiterer Wärmesensor zwischen dem Hauptwärmesensor und dem Ventil angeordnet ist, der bei einer wesentlich niedrigeren Temperatur als der eingestellten Solltemperatur in entgegengesetzter Richtung zum Hauptwärmesensor auf das Ventil wirkt. Eine weitere Möglichkeit zur Lösung der Aufgabe besteht darin, daß zwischen dem Hauptwärmesensor und dem Ventil ein drehbar gelagerter Steuernocken vorgesehen wird, der einerseits mit dem Wärmesensor über eine Gelenkstange verbunden ist und andererseits auf den Ventilkegel wirkt. Schließlich ist es auch moglich, als Ventil eine Schieberplatte einzusetzen.It has been shown that this task is technically more advanced Way can be solved if at least one other heat sensor between the main heat sensor and the valve is arranged at a much lower temperature than the set target temperature in the opposite direction to the main heat sensor acts on the valve. Another way to solve the problem is to that between the main heat sensor and the valve a rotatably mounted control cam is provided, on the one hand with the heat sensor via a toggle rod is connected and on the other hand acts on the valve cone. After all, it is too possible to use a slide plate as a valve.

Vorteilhafte Ausbildungen der erfindungsgemäßen Vorrichtungen sind in den Unteransprüchen 2 bis 5 bzw. 8 beschrieben.Advantageous designs of the devices according to the invention are in the subclaims 2 to 5 and 8 respectively.

Im folgenden wird die Erfindung anhand von Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen in schematischer Vereinfachung Figur 1 eine Ausführungsform, bei der außer dem Hauptwärmesensor ein weiterer Wärmesensor vorgesehen ist; Figur 2 eine Variante der in Figur 1 dargestellten Vorrichtung; Figur 3 eine Ausführungsform mit drei Wärmesensoren; Figur 4 eine Vorrichtung, bei der zwischen dem Hauptwärmesensor und dem Ventil ein drehbar gelagerter Steuernocken mit empirischer Steuerkurve vorgesehen ist; Figur 5 eine weitere Ausführungsform, bei der als Ventil eine Schieberplatte verwendet ist.In the following the invention is explained in more detail with reference to drawings. In a schematic simplification, FIG. 1 shows an embodiment in which, in addition to the main heat sensor is provided with another heat sensor; Figure 2 a variant the device shown in Figure 1; Figure 3 shows an embodiment with three Heat sensors; Figure 4 shows a device in which between the main heat sensor and a rotatably mounted control cam with an empirical control cam is provided for the valve is; FIG. 5 shows a further embodiment in which a slide plate is used as the valve is used.

In allen dargestellten Ausführungsformen wird die Einstellung der erwünschten Raumtemperatur z.B. durch Betätigung eines Handgriffs vorgenommen und als Wärmesensor eine Wellrohrkapsel verwendet. Anstelle von Wellrohrkapseln können jedoch auch Expansionsdosen oder Bimetalle eingesetzt werden. Die Sensoren stehen vorzugsweise mit Fernfühlern in Verbindung, die so angeordnet sind, daß sie von der Raumluft bzw. von der Außenluft infolge des Kältekontaktes ungehindert angeströmt werden können.In all of the illustrated embodiments, the setting of the desired room temperature e.g. by operating a handle and a corrugated tube capsule is used as a heat sensor. Instead of corrugated tube capsules you can However expansion boxes or bimetals can also be used. the Sensors are preferably connected to remote sensors, which are arranged in such a way that that they are unhindered by the room air or the outside air as a result of the cold contact can be flowed against.

Folgende Abkürzungen werden zur Erläuterung der Zeichnungen und in den Figuren verwendet: W1, W2, W3: Wärmesensoren Pi : Phase, in der sich das System jeweils befindet; i = 1, 2, 3 N : Normalzustand, kein Kältekontakt K : Kältekontakt; es wird angenommen, daß trotz maximaler Wärmezufuhr durch den Heizkörper die Raumtemperatur wesentlich unter der Solltemperatur liegt T : Solltemperatur des Raumes, die im Normalzustand herrschen 5 müßte. Diese Temperatur wird durch den Handgriff eingestellt T : Außentemperatur,wobei T < T ist a a 5 T : Temperaturgrenze für den Fall des Kältekontaktes, ab g der der Versuch, die Solltemperatur zu halten, als sinnlos betrachtet wird, da es zu einem großen Energieverlust führen würde Tatsächliche Raumtemperatur, die in einiger Entfernung vom Heizkörper gemessen wird Ti : Temperatur des jeweiligen Wärmesensors; i = 1,2 oder 3.The following abbreviations are used to explain the drawings and in the figures used: W1, W2, W3: heat sensors Pi: phase in which the system each is located; i = 1, 2, 3 N: normal state, no cold contact K: cold contact; it is assumed that the room temperature is maintained in spite of the maximum supply of heat from the radiator is significantly below the target temperature T: target temperature of the room, which is in Normal state should prevail 5. This temperature is set using the handle T: outside temperature, where T <T a a 5 T: temperature limit for the case of Cold contact, from g of the attempt to keep the set temperature, as pointless is considered as it would actually lead to a large loss of energy Room temperature measured at some distance from the radiator Ti: temperature of the respective heat sensor; i = 1,2 or 3.

Es wird vorausgesetzt, daß die Grenztemperatur T immer g unter der Solltemperatur T liegt. Ein erheblicher Wärmever-5 lust tritt nur dann ein, wenn die Außentemperatur T kleiner a ist, als die Grenztemperatur T . Ist dagegen T cT Ts, so g g a ist der Wärmeverlust durch den Kältekontakt minimal. In diesem Fall funktioniert die erfindungsgemäße Vorrichtung wie ein üblicher Heizkörperthermostat.It is assumed that the limit temperature T is always g below the Target temperature T is. A considerable loss of heat only occurs if the outside temperature T is less than the limit temperature T. On the other hand, if T cT Ts, so g g a, the heat loss due to the cold contact is minimal. In this case the device according to the invention works like a conventional radiator thermostat.

In den Figuren sind die Ventilschubstange mit 1, das Ventilgehäuse mit 2 und der mechanische Anschlag mit 3 beziffert.In the figures are the valve push rod with 1, the valve housing numbered with 2 and the mechanical stop with 3.

In den in Figuren 1 und 2 dargestellten Ausführungsfcrmen wirken zwei Wärmesensoren W1 und W2 in der Weise, daß der Hauptwärmesensor W1 eine Regelung im Bereich der Solltemperatur T durchführt, während der andere Wärmesensor W2, der in Form 5 einer Kreisring-Doppelwellrohrkapsel ausgeführt ist, erst unterhalb der Grenztemperatur Tg im entgegengesetzten Sinne wirkt und die Wärmezufuhr bis zu einer Minimalgrenze (Frostschutz) reduziert. Im Normalzustand N regelt der Wärmesensor W1 die Wärmezufuhr zum Heizkörper und sorgt dafür, daß TR Ts ist (Phase 1). Die Ventilschubstange 1 ist zwischen dem Hauptwärmesensor W1 und dem mechanischen Anschlag 3 für den zweiten Wärmesensor W2 unterbrochen. Im Ventilgehäuse ist eine Feder vorgesehen, deren Rückstellkraft jedoch kleiner ist als die von den Wärmesensoren auf die Ventilschubstange ausgeübte Kraft. Wird ein Kältekontakt hergestellt, sinkt TR relativ rasch ab und somit auch T1. W1 regelt dann die Wärmezufuhr auf Maximalstellung (Phase 2). Falls der Zustand K, also der Kältekontakt, weiter besteht, sinkt T R trotz maximaler Wärme zufuhr weiter ab und unterschreitet die Grenztemperatur T . In diesem Fall wird dann Wärmesensor W2 durch einen g mechanischen Anschlag 3 wirksam, sobald TR' Tg ist (Phase 3) und die Verbindung zwischen Ventilschubstange und Hauptwärmesensor W1 wird unterbrochen. Dies hat zur Folge, daß die Wärmezufuhr gedrosselt wird; der Wärmesensor W2 wirkt also entgegengesetzt zu dem Wärmesensor W1 und übersteuert ab T cT den Wärmesensor W1. Nach Beseitigung des Kältekontaktes R g 1 muß bei dieser Ausführungsform dafür gesorgt werden, daß die Raumtemperatur T die Grenztemperatur T wieder überschreitet, g z.B. durch Öffnen der Tür zu angrenzenden wärmeren Räumen.In the embodiments shown in Figures 1 and 2, two act Heat sensors W1 and W2 in such a way that the main heat sensor W1 controls in the range of the target temperature T, while the other heat sensor W2, the is designed in the form of a circular ring double corrugated pipe capsule, only below the Limit temperature Tg acts in the opposite sense and the heat supply up to one Minimum limit (frost protection) reduced. In the normal state N, the heat sensor regulates W1 supplies heat to the radiator and ensures that TR is Ts (phase 1). the Valve push rod 1 is between the main heat sensor W1 and the mechanical stop 3 interrupted for the second heat sensor W2. A spring is provided in the valve housing, the restoring force of which, however, is smaller than that of the heat sensors on the valve push rod force exerted. If a cold contact is established, TR drops relatively quickly and thus also T1. W1 then regulates the heat supply at maximum position (Phase 2). If the state K, i.e. the cold contact, continues, T R drops in spite of the maximum supply of heat and falls below the limit temperature T. . In this case, heat sensor W2 is then activated by a mechanical stop 3 Effective as soon as TR 'Tg is (phase 3) and the connection between the valve push rod and main heat sensor W1 is interrupted. This has the consequence that the heat supply is throttled; the heat sensor W2 thus acts in the opposite direction to the heat sensor W1 and overrides the heat sensor W1 from T cT. After eliminating the cold contact In this embodiment, R g 1 must be ensured that the room temperature T exceeds the limit temperature T again, g e.g. by opening the door to adjacent ones warmer rooms.

In der in Figur 2 dargestellten Ausführungsform steine solche Maßnahme nicht erforderlich.In the embodiment shown in Figure 2 such a measure not mandatory.

In Figur 2 wird dargestellt, daß die Ventilschubstange 1 zwischen den beiden Sensoren W1 und W2 unterbrochen und mit einem Endstellungsbegrenzer 4 versehen wird. Im Normal zu stand N regelt der Wärmesensor W1 die Wärmezufuhr. Die nicht näher gezeichnete Feder am Ventilgehäuse 2 sorgt darür,daß die Ventilschubstange 1 immer am oberen Ende des Endstellungsbegrenzers 4 anliegt. Im Falle des Kältekontaktes wird wie im vorhergehenden Fall der Wärmesensor W2 wirksam und schließt das Ventil durch den mechanischen Anschlag. Besteht der Kältekontakt weiter (Phase 4) und sinkt T1 weiter ab, so wird der Wärmesensor W1 wieder wirksam und zwar mit Hilfe des unteren Anschlags des Endstellungsbegrenzers 4. Da die Kraft des Hauptwärmesensors W1 größer ist als die des Wärmesensors W2 wird das Ventil geringfügig geöffnet. Dadurch wird W1 wieder erwärmt, W2 jedoch nicht, da z.B. sein Fernfühler am Ort des Kältekontaktes angebracht ist. Dies führt zur erneuten Schließung des Ventils. Dieser Zustand des periodischen kurzzeitigen Öffnens und Schließens des Ventils hält bis zur Beseitigung des Kältekontakts an. Nach Beseitigung des Kältekontakts erwärmt sich auch der Wärmesensor W2, so daß der Normalzustand wieder hergestellt ist.In Figure 2 it is shown that the valve push rod 1 between the two sensors W1 and W2 interrupted and with an end position limiter 4 is provided. In normal position N, the heat sensor W1 regulates the heat supply. the The spring, not shown in detail, on the valve housing 2 ensures that the valve push rod 1 is always in contact with the upper end of the end position limiter 4. In the case of cold contact As in the previous case, the heat sensor W2 becomes effective and closes the valve by the mechanical stop. If the cold contact continues (phase 4) and sinks T1 continues, the heat sensor W1 becomes effective again with the help of the lower one Stop of the end position limiter 4. Since the force of the Main heat sensor W1 is greater than that of the heat sensor W2, the valve is opened slightly. As a result, W1 is heated up again, but W2 is not, e.g. because its remote sensor is on site of the cold contact is attached. This leads to the valve closing again. This state of the periodic brief opening and closing of the valve lasts until the cold contact is eliminated. After eliminating the cold contact the heat sensor W2 is also heated, so that the normal state is restored is.

Gemäß der in Figur 3 dargestellten Ausführungsform wird zwischen dem Ventil und dem Wärmesensor W2 ein dritter Wärmesensor W3 vorgesehen, der vorzugsweise wärmeleitend mit dem Ventilgehäuse 2 verbunden ist. Im Normalzustand TR T regelt 5 der Hauptwärmesensor W1 allein die Temperatur (Phase 1).According to the embodiment shown in Figure 3 is between the Valve and the heat sensor W2, a third heat sensor W3 is provided, which is preferably is connected to the valve housing 2 in a thermally conductive manner. In the normal state TR T regulates 5 the main heat sensor W1 only the temperature (phase 1).

Wenn ein Kältekontakt besteht, d.h. TR -)T geht, wird das g Ventil auf maximale Wärmezufuhr geregelt (Phase 2). Der zweite Wärmesensor W2 wirkt erst ab TTg Tg entgegenyesetzt zu W1 und regelt das Ventil bis auf minimale Wärmezufuhr herunter (Phase 3). Der dritte Wärmesensor W3 verhält sich im Vergleich zu W2 zeitlich träge und zwar wegen Wärmedämmung nach außen und hoher Wärmekapazität. Bei bestehendem Kältekontakt beginnt er sich abzukühlen, T3 ->Tg. Durch die dargestellte Kopplung der Wärmesensoren W2 und W3 wird der Wärmesensor W2 heraufgeschoben und das Ventil kurzzeitiy geöffnet (Phase 4). Durch die Erwärmung des Wärmesensors W3 über das Verbindungsrohr 5 erhöht sich die Temperatur T3 des Wärmesensors W3. Dadurch schließt sich das Ventil wieder (Phase 5). Durch den dritten Wärmesensor W3 wird demzufolge in bestimmten Intervallen das Ventil testweise kurz geöffnet, bei vorhandener Kältebrücke wieder geschlossen und zwar so lange, bis wegen der Beseitigung der Kältebrücke beim Testwärmestoß der Normalzustand erkannt und das Ventil voll geöffnet wird.If there is a cold contact, i.e. TR -) T goes, the g valve Regulated for maximum heat supply (phase 2). The second heat sensor W2 is only effective from TTg Tg opposite to W1 and regulates the valve down to a minimum heat supply down (phase 3). The third heat sensor W3 behaves in relation to W2 in terms of time sluggish because of thermal insulation to the outside and high heat capacity. With an existing Cold contact it begins to cool down, T3 -> Tg. Through the coupling shown of the heat sensors W2 and W3, the heat sensor W2 is pushed up and the valve open for a short time (phase 4). By heating the heat sensor W3 via the Connecting pipe 5, the temperature T3 of the heat sensor W3 increases. This closes the valve again (phase 5). By the third thermal sensor W3 is therefore briefly opened the valve at certain intervals as a test, if there is a cold bridge closed again and until because of the Removal of the cold bridge during the test heat shock, the normal state was recognized and that Valve is fully opened.

In Figur 4 wird eine andere Möglichkeit schematisch dargestellt. Der Hauptwärmesensor W1 ist hier in Form einer Kreisring-Doppelwellrohrkapsel ausgebildet. Anstelle von weiteren Wärmesensoren ist zwischen dem Wärmesensor W1 und Ventilkegel 6 ein Steuernocken 7 mit empirischer Steuerkurve vorgesehen. Dieser Steuernocken 7 ist durch eine Gelenkstange bzw.Another possibility is shown schematically in FIG. Of the Main heat sensor W1 is designed here in the form of a circular ring double corrugated pipe capsule. Instead of further heat sensors there is between the heat sensor W1 and the valve cone 6, a control cam 7 with an empirical control cam is provided. This control cam 7 is supported by a toggle rod or

Pleuelstange 8 mit dem Wärmesensor W1 verbunden. Nach Beseitigung des Kältekontaktes bleibt das Ventil im allgemeinen geschlossen, wenn nicht von außen Wärme zugeführt oder die Ventilschubstange von Hand heruntergedrückt wird.Connecting rod 8 connected to the heat sensor W1. After elimination of the cold contact, the valve generally remains closed, if not of heat is supplied from the outside or the valve push rod is pushed down by hand.

Die erfindungsgemäße Aufgabe kann auch in einfacher Weise durch eine in Figur 5 dargestellte Ausführungsform des Ventils gelöst werden. In diesem Fall wird als Ventil eine Schieberplatte 9 eingesetzt. Nach Beseitigung des Kältekontaktes kann in diesem Falle die Öffnung des Ventils bewirkt werden, indem die Ventilschubstange von Hand heruntergedrückt oder von außen Wärme zugeführt wird.The object of the invention can also be achieved in a simple manner by a The embodiment of the valve shown in FIG. 5 can be solved. In this case a slide plate 9 is used as a valve. After eliminating the cold contact In this case the valve can be opened by pulling the valve push rod pressed down by hand or heat is supplied from the outside.

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Claims

Claims 1. Radiator thermostat consisting of a thermostatic Element and a valve housing, with a main heat sensor in the thermostatic element is housed, via which the actuation of the valve causes and thereby a Temperature control is carried out, characterized in that at least one Another heat sensor (W2, W3) between the main heat sensor (W1) and the valve (6) is arranged, which is from a much lower temperature than the set Set temperature in the opposite direction to the main heat sensor (W1) on the valve works.

2. Radiator thermostat according to claim 1, characterized in that the valve push rod (1) concentrically guided through the second heat sensor (W2) is.

3. Radiator thermostat according to claim 1 and 2, characterized in that that between the two heat sensors (W1, W2) the valve push rod (1) is interrupted and is provided with an end position limiter (4) for a specific path the valve push rod cancels the effect of the main heat sensor (W1).

4. Radiator thermostat according to claim 1 and 2, characterized in that that between the valve (6) and the second heat sensor (W2) a third heat sensor (W3) is provided with which the effect of the second heat sensor (W2) briefly can be canceled.

5. Radiator thermostat according to claim 4, characterized in that the third heat sensor (W3) is connected to the valve housing in a thermally conductive manner.

6. Radiator thermostat consisting of a thermostatic element and a valve housing, with a main heat sensor in the thermostatic element is housed, via which the actuation of the valve causes and thereby a Temperature control is carried out, characterized in that between the main heat sensor (W1) and the valve (6) a rotatably mounted control cam (7) is provided, the on the one hand with the heat sensor (W1) via an articulated rod (8) is connected and on the other hand acts on the valve cone (6).

7. Radiator thermostat consisting of a thermostatic element and a valve housing, with a main heat sensor in the thermostatic element is housed, via which the actuation of the valve causes and thereby a Temperature control is carried out, characterized in that the valve is a Schleber plate (9) is used.

8. Radiator thermostat according to one of claims 1 to 7, characterized characterized in that the valve can only be closed to the extent that there is a minimum Water flow allowed.