DE3003221A1 - Verbesserte vorrichtung zur steuerung des heizmittel-kreislaufes von warmwasser-flaechenheizungen - Google Patents

Description

• Verbesserte Vorrichtung zur Steuerung des Heiz-
• mittel-Kreislaufes von Warmwasser-Flächenheizungen Verbesserte Vorrichtung zur Steuerung des Heizmittel-Kreislaufes von Warmwasser-Flächenheizungen Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Steuerung des Heizmittel-Kreislaufes von Warmwasser-Flächenheizungen, bei dem jeweils ein Teilsystem des Heizmittel-Kreislaufes, z. B. die Rohrleitungen eines Wohnraumes, über ein thermostatgesteuertes Einzelventil geregelt sind, und bei dem der Thermostat über zwei Meßfühler verfügt, nach Patent (Patentanmeldung P 25 06 363.2).
• In der vorveröffentlichten Stammanmeldung wird eine Einrichtung zur Steuerung des Heizmittel-Kreislaufes beschrieben, bei dem Einzelventile vorgesehen sind, die über einen Rohrleitungszweig mit dem Teilsystem eines Einzelabschnittes, z. B. Wohnraumes, verbunden sind, wobei die Einzelventile einzeln steuerbar sind.
• Dabei wurde vorgeschlagen, den Thermostat eines einzelnen Raumes durch zwei Meßfühler zu steuern, von denen einer im Bereich des Rohrleitungssystems, d. h. im oder am Boden, und der andere an einer Zimmerwand angebracht ist.
• Für dieses bekannte System wird gemäß vorliegendem Verbesserungsvorschlag die Aufgabe gelöst, eine einfach zu bauende Vorrichtung anzugeben, bei denen die konstruktiven Mittel im Prinzip bereits vorliegen, so daß keine umständlichen Sonderkonstruktionen erforderlich sind.
• Die Vorrichtung gemäß Stammanmeldung wird dadurch verbessert, daß der das Ventil steuernde Thermostat mit einem im wesentlichen geschlossenen Flüssigkeitsbehälter mit einer sich bei Temperaturänderung im Volumen ändernden Flüssigkeit versehen ist, daß der erste Behälter mit einem zweiten, ähnlichen Behälter über eine Rohrleitung verbunden ist, und daß das System der Flüssigkeitsbehälter mit der verbindenden Rohrleitung hermetisch abgeschlossen ist.
• Mit dieser genannten Vorrichtung kann damit die Erfindung der Stammanmeldung in hervorragender Weise realisiert werden. Bei den Behältern handelt es sich um die bei an sich bekannten Thermostat-Einzelventilen bekannten Flüssigkeits-Ausdehnungsbehälter, wie sie für verschiedene Systeme derartiger Thermostate bekannt sind.
• Ein weiterer Vorteil der verbesserten Vorrichtung gemäß vorliegender Anmeldung ist, daß der Meßwert der einzelnen Meßfühler verschieden gewichtet in die Steuerung des Thermostaten eingreift. Aus der Stammanmeldung war bereits bekannt, daß vorteilhaft der Fühler im Boden die Steuerung mit 30 % und der Fühler an der Wand mit 70 % beaufschlagt. Die Gewichtung läßt sich im vorliegenden Falle in einfacher Weise dadurch erreichen, daß das Volumen der beiden Behälter sich wie 50 ... 75 % zu 25 ... 50 % verhält. Durch Wahl der Volumen-Verhältnisse der Behälter kann damit erreicht werden, daß die gemessenen Temperaturwerte verschieden gewichtet das Ventil beeinflussen.
• Das Volumen der beiden Behälter an sich liegt in der selben Größenordnung wie bei bekannten Heizkörper-Einzelthermostaten. Es beträgt beispielsweise für den größeren Behälter 10 ccm und für den kleineren Behälter 3 ccm.
• Bei der Flüssigkeit handelt es sich um eine an sich bekannte, inerte Flüssigkeit, wie sie für derartige Thermostate bekannt ist.
• Weitere Eigenschaften der Erfindung werden anhand der beigefügten Zeichnung erläutert. Diese umfaßt drei Figuren: Figur 1 zeigt einen Gebäudegrundriß mit eingebautem Rohrleitungssystem für Fußboden-Warmwasserheizung; Figur 2 zeigt teilweise im Schnitt ein Ausdehnungs-Flüssigkeitsthermostatventil; Figur 3 zeigt die Ansicht eines eingebauten Schutzkasten mit den Ventilelementen in situ.
• Die Figur 1 der beigefügten Zeichnung entspricht der Figur 1 der Stammanmeldung. In ihr ist ein Gebäudegrundriß dargestellt, in dem zwei Rohrleitungsteilsysteme 1, 2 einer Warmwasser-Fußbodenheizung in zwei verschiedenen Räumen verlegt sind. Selbstverständlich kann es sich auch um eine Deckenstrahlheizung handeln.Gespeist werden beide Teilsysteme 1, 2 von einem Heizkessel (nicht dargestellt;, der sich im Keller des Gebäudes befindet und von dem zwei Zuleitungen 3, 4 ausgehen. Dabei führt die Zuleitung 3 das heiße Wasser, während 4 das abgekühlte Wasser ableitet. Die Strömungsrichtung ist durch Pfeile gekennzeichnet. Wie bei dem Teilsystem 2 erkennbar ist, wird die Zuleitung 3 zunächst über einen Rohrleitungszweig 5 durch ein Ventil 6 geführt. Das Ventil 6 dient zur Steuerung des Heizmittel- Kreislaufes durch das Teilsystem 2. Wie aus der Figur 1 weiterhin erkennbar ist, ist das Ventil 6 mit einem Thermostat 7 versehen, der mit zwei Meßstellen 8. 9 verbunden ist. Die eine Meßstelle (8) befindet sich im Bereich des Ventiles, d. h. an der Wand, und die andere Meßstelle 9 in der Raummitte, und zwar im Fußboden selbst.
• Diese Anordnung kann je nach den baulichen Voraussetzungen auch geändert werden.
• Die Meßstellen 8, 9 beaufschlagen verschieden gewichtet das Ventil 6.
• Es ist erwünscht, daß dieses Systemisch in einfacher Weise verwirklichen läßt. Hierzu ist in den Figuren 2 und 3 eine technisch und konstruktiv relativ einfach zu verwirklichende Lösung vorgeschlagen worden. Der das Ventil 6 steuernde Thermostat 7 ist mit einem im wesentlichen geschlossenen Flüssigkeitsbehälter 30 ausgestattet, der mit einer sich bei Temperaturänderung im Volumen ändernden Flüssigkeit gefüllt ist. Über einen sich innerhalb des Mantels des Behälters 30 bewegenden Stempel 31 wird, wie an sich bekannt, der Durchfluß durch den Rohrleitungszweig 5 gesteuert. Bei Ausdehnung der Flüssigkeit innerhalb des Behälters 30 dehnt diese sich aus und drückt den Stempel mit der Kolbenstange 32 (in der Zeichnung) nach links.
• Der Behälter 30 ist mit einem zweiten, ähnlichen Behälter 33 über eine Rohrleitung 34 verbunden. Die Rohrleitung 34 ist als dünnes Kapillar-Röhrchen gestaltet, das etwa 1 - 2 mm2 Durchmesser hat. Die Rohrleitung 34 ist einen Endes mit der Grundfläche des Behälters 30 über einen Flansch verbunden. Am anderen Ende mündet sie in den Behälter 33. Das System 30 - 34 - 33 ist hermetisch abgeschlossenj die Flüssigkeitsausdehnung im Behälter 33 überträgt sich mittels Rohrleitung 34 auf das Volumen des Behälters 30 und sorgt damit für eine Verstärkung der Volumenausdehung in diesem.
• Im vorliegenden Beispiel beträgt das Verhältnis der Volumina der beiden Behälter 30 und 33 70 : 30. Damit wird gewährleistet, daß die Temperatur im Fußboden 35, d. h.
• dort, wo sich der Behälter 33 befindet, zu 30 % und die Temperatur im Raum mit 70 % in der Gesamtausdehnung des Volumens niederschlägt und danffit entsprechend gewichtet ist.
• In Figur 3 ist die Anbringungsmöglichkeit der Vorrichtung dargestellt. Innerhalb eines Schutzkastens 12, der auf einen langgestreckten Schutzzylinder 11 aufgesetzt ist, sind die Zuleitungen des Rohrsystemes nach oben geführt und durch das Ventil 6 in ihrer Durchflußgeschwindigkeit zu ändern. Dabei entspricht die Konstruktion etwa derjenigen der Figur 2 der Stammanmeldung, so daß hier nicht näher darauf eingegangen werden muß. Die Rohr leitung 34 wird zwischen den beiden Rohrsträngen geführt und endet in dem zweiten Behälter 33. Der Thermostat 7 ist mit einem Drehknauf versehen, der in an sich bekannter Weise eine Vorspannung innerhalb der Feder 36 erzeugt und damit den Thermostaten einstellbar macht. Da dessen Einzeiheiten jedoch bekannt sind, braucht hier nicht näher darauf eingegangen zu werden.
• Das Ventil 6 mit dem Behälter 30, der den größeren Flüssigkeitsvorrat enthält, ist in den einputzbaren Kunststoff-Kasten eingesetzt. Für eine tatsächliche Ausführungsform besitzt das Ventil. einen relativ langen Schaft, damit verschiedene Einbautiefen berücksichtigt werden können. In dem Kasten selbst kann auch noch eine Entlüftungsmöglichkeit für die Rohrleitung vorgesehen werden. Der Kastendeckel kann an verschiedene Putzhöhen und -arten angeglichen werden.
• Die Wirkungsweise der Vorrichtung ist wie folgt: a) Beispielsweise sei die Raumtemperatur anfangs 100 C und die Fußbodentemperatur ebenfalls 100 C.
• Nach Einschalten des Brenners bzw. der Umlaufpumpe des Heizkessels wird zunächst durch die Heizschlange im Boden der Estrich auf beispielsweise 400 C erwärmt. Bei dieser Temperatur dehnt sich die Flüssigkeitsmenge des im Boden liegenden Behälters 33 aus, der damit als Fühler wirktXund erhöht das Volumen der Gesamtflüssigkeit über die Leitung 34. Dies geschieht, obwohl die Raumtemperatur die gewünschte Solltemperatur noch nicht erreicht hat; diese liegt beispielsweise erst bei 150 C, obwohl sie 200 C gemäß Einstellung am Thermostaten 7 erreichen soll.
• Durch die Ausdehnung der Flüssigkeit durch die Bodentemperatur wird aber schon eine gewisse Kompensation oder Schließung des Ventils 7 unter Berücksichtigung der im Boden gespeicherten Wärme vorgenommen. Mit anderen Worten: der Thermostat schließt das Ventil schon ein wenig, obwohl die Lufttemperatur noch nicht ihre SoLlhöhe erreicht haL b) Die Raumtemperatur von 200 C ist erreicht.
• Jetzt ist auch das Volumen der Flüssigkeit im Behälter 30, also der Hauptvorrat, größtmöglich ausgedehnt.
• Das Ventil 6 ist vollständig geschlossen, so daß der Heizflüssigkeitsstrom durch die Rohre des Bodens unterbrochen ist und der Estrich sich abkühlt.
• c) Die Solltemperatur im Boden wird unterschritten.
• In diesem Fall ist der Gesamtvorrat an Flüssigkeit schon wieder so weit geschrumpft, daß sich das Ventil 6 öffnet. Die Rohre im Boden beginnen sich wieder zu erwärmen. Insbesondere der letztgenannte Fall ist bei den an sich üblichen Raumthermostaten nicht zu erfassen. Wird das Zimmer beispielsweise durch Sonneneinstrahlung stark erwärmt, so kann trotzdem der Boden empfindlich kühl sein.
• Stammanmeldung und Verbesserung schaffen demnach eine Einrichtung zur Steuerung der Raum- und Bodentemperatur, die sowohl eine Ersparnis an Heizenergie als auch Verbesserung der Lebensqualität bedeuten.
• L e e r s e i t e

Claims (2)

1. Ansprüche: Vorrichtung zur Steuerung des Heizmittel-Kreislaufes von Warmwasser-Flächenheizungen, bei dem jeweils ein Teilsystem des Heizmittel-Kreislaufes, z. B. die Rohrleitungen eines Wohnraumes, über ein thermostatgesteuertes Einzelventil regelbar sind, und bei dem der Thermostat über zwei Meßfühler verfügt, nach Patent (Patentanmeldung P 25 06 363.2), dadurch gekennzeichnet, daß der das Ventil (6) steuernde Thermostat (7) mit einem im wesentlichen geschlossenen Flüssigkeitsbehälter (30) mit einer sich bei Temperaturänderungen im Volumen ändernden Flüssigkeit versehen ist, daß der erste Behälter (30) mit einem zweiten, ähnlichen Behälter (33) über eine Rohrleitung (34) verbunden ist, und daß das System der Flüssigkeitsbehälter (30, 33) mit der verbindenden Rohrleitung (34) hermetisch abgeschlossen ist.
2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Volumina der beiden Behälter (30, 33) wie 50 ... 75 % zu 25 ... 50 % verhalten.