DE3114811C2

DE3114811C2 - Elektrische Sollwert-Verstellvorrichtung für Thermostat-Regelventile

Info

Publication number: DE3114811C2
Application number: DE19813114811
Authority: DE
Inventors: Harald 4130 Moers Heuser
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1981-04-11
Filing date: 1981-04-11
Publication date: 1983-03-17
Also published as: DE3114811A1

Description

Die Erfindung betrifft eine elektrische Sollwert-Ver-Stellvorrichtung für Thermostat-Regelventile mit einem Temperaturfühler, welche aus einem den Temperaturfühler erwärmenden, zeitgesteuerten elektrischen Heiz

widerstand besteht

Thermostat-Regelventile, die beispielsweise zur Einstellung der Durchflußmenge von Warmwasser-Heizkörpem verwendet werden, besitzen einen Temperaturfühler, der als Flüssigkeitsbehälter ausgebildet ist und entweder unmittelbar als Ausdehnungskörper auf das Ventilorgan einwirkt oder an einer vom Ventilorgan entfernten Stelle angeordnet und durch eine Kapillare mit dem Ausdehnungskörper verbunden ist Der Ausdehnungskörper befindet sich in einem vn Regelventil angeordneten käfigartigen Drehgehäuse, durch dessen Verstellung eine mechanische Sollwerteinstellung auf eine vorgegebene Raumtemperatur erfolgt Bei einer Änderung der Raumtemperatur wird das Ventilorgan entsprechend der Flüssigkeitsausdehnung geregelt

Für ein zeitweises Absenken der Raumtemperatur ohne Änderung des mechanisch eingestellten Sollwertes, beispielsweise während der Nachtzeit sind elektrische Sollwert-Verstellvorrichtungen z. B. aus der DE-OS 25 39 371 oder der DE-OS 29 09 398 bekannt bei denen der Temperaturfühler durch einen zeitgesteuerten elektrischen Heizwiderstand erwärmt wird. Diese Erwärmung verursacht eine Flüssigkeitsausdehnung und eine entsprechende Verringerung oder Schließung des Ventildurcnflußquerschnitts. Die zugeführte Wärmemenge kann dabei z. B. durch von der Außentemperatur beeinflußte zusätzliche Thermostate eingestellt werden. Für den nachträgl.chen Anbau an ein Thermostat-Regelventil sieht die DE-OS 29 09 398 eine an ein käfiganiges Drehgehäuse anklemmbare elektrische Sollwert-Verstellvorrichtung vor, deren Wärme von außen durch Gehäuseschlitze auf den Ausdehnungskörper einwirkt Diese Ausführung ist jedoch wegen ihrer Ausgestaltung nur für bestimmte Regelventi!-Typen brauchbar und muß bei jeder manuellen Verstellung des Drehgehäuses für einen anderen Sollwert abmontiert werden. Bei allen vorbekannten Ausführungen ist auch eine stufenlose Erniedrigung der Raumtemperatur wegen fehlender Einstellmöglichkeit der als Führungsgröße dienenden Erwärmung nicht möglich.

Demgegenüber liegt der Ertrhdung die Aufgabe zugrunde, eine elektrische Sollwe^rt-Verstellvorrichtung der gattungsgemäßen Art derart auszubilden, daß eine stufenlose Einstellung des Thermostat-Regelventils auf eine unterhalb des manuell eingestellten Sollwertes liegende Führungsgröße möglich ist und damit die Raumtemperatur stufenlos abgesenkt werden kann. Die Sollwert-Verstellvorrichtung soll weiterhin so ausgebildet sein, daß sie für praktisch alle marktbekannten Thermostat- Regelventile geeignet ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Heizwiderstand mit einer Wärmeplatte versehen ist, an dem ein den Heizwiderstand schaltender Bimetall-Temperaturschalter und ein den Temperaturfühler erwärmender Wärmeleiter angebracht ist.

Diese Sollwert-Verstellvorrichtung hat den wesentlichen Vorteil, daß die gewünschte Tempe^aturabsenkung stufenlos einstellbar ist. Die Temperatur der Wärmeplatte wird überwacht. Erreicht diese den eingestellten Abschalt- bzw. Einschaltwert des Bimetall-Temperaturreglers, wird der Heizstrom ab- oder zugeschaltet. Da die Wärmeplatte und der Wärmeleiier als Wärmespeicher wirken, erfolgt eine gleichmäßige Abgabe von Wärmeenergie an den Temperaturfühler. Entsprechend dieser nahezu konstanten Wärmeübertragung auf den Temperaturfühler stellt der Ausdehnungskörper das Ventilorgan auf einen zugehörigen Öffnungsquerschnitt oder auf die Schließlage ein. Durch

Verstellung des Bimetall-Temperaturreglers kann die auf den Temperaturfühler übertragene Wärmemenge und oamit der Grad der gewünschten Temperaturabsenkung eingestellt werden.

Soll nur eine Sollwertverstellung zu bestimmten Zeiten vorgenommen werden, reicht eine einfache Zeitsteuerung mittels einer Steueruhr aus. Der Heizwiderstand kann aber zusätzlich über einen der schaltenden Steueruhr parallelen Raumtemperatur-Schalter an die Stromversorgungsleitung angeschlossen to sein. Ein solcher einstellbarer Raumtemperatur-Schalter mit einer geringen Sollwertabweichung von nur etwa ±0,5^oC bewirkt bei Normalbetrieb, wenn die Steueruhr nicht durchschallet daß trotz der wesentlich größeren Sollwertabweichungen üblicher Thermostat-Regelventile von etwa ±3° C eine eingestellte Raumtemperatur praktisch nicht überschritten wird. Dies gilt insbesondere, wenn die Raumtemperatur durch Sonneneinwirkung oder andere Störgrößen verändert wird und das Thermostat-Regelventil hierauf nicht reagiert Der erfindungsgemäße Raumtemperatur-Schalter schaltet dann den Heizwiderstand der Soilwert-Verstellvorrichtung ein, wodurch das Regeiventii entsprechend nachgestellt wird.

Der Bimetall-Streifen des Bimetall-Temperatnrschalters kann je nach Ausführung entweder neben der Wärmeplatte oder neben dem Heizwiderstand angeordnet sein. Zweckmäßig ist das elektrische Schaltorgan des Bimetall-Temperaturschalters an der Wärmeplatte schwenkbar gelagert und wird von einer Feder gegen eine Stellschraube gedrückt Durch Verdrehen der Stellschraube wird eine Kontaktfeder in ihrer Lage zu der anderen, von dem Bimetall-Streifen gesteuerten Kontaktfeder verstellt.

Die Soilwert-Verstellvorrichtung ist durch einfache konstruktive Gestaltungen sowohl für Thermostat-Regelventile mit externem Temperaturfühler als auch für solche mit integriertem Temperaturfühler einzurichten.

Sind ein oder mehrere externe Temperaturfühler vorgesehen, so kann die Wärmeplatte mit Klemmorga- -to nen versehen sein, welche den oder die Temperaturfühler an den Wärmeleiter zur Anlage bringen. In der Regel Bt es ausreichend, wenn nur ein Teil des Temperaturfühlers gegen den Wärmeleiter anliegt. Um der. oder die Temperaturfühler gleichzeitig in ihrer Lage zu fixieren, 4; kann der Wärmeleiter für jeden Temperaturfühler aus zwei parallel an der Wärmeplatte angebrachten Stegen bestehen. Außerdem ist an der Wärmeplatte ein den oder die Temperaturfühler umfassendes und mit Lüftungsöffnungen versehenes Gehäuse vorgesehen. welches bei ausgeschalteter Sollwert Verstellvorrichtung die Wärmeübertragung von der Raumluft auf den Temperaturfühler gewährleistet.

Soll die Soilwert-Verstellvorrichtung für Thermostat-Regelventile mit integriertem Temperaturfühler ver- wendet werden, so kann der Wärmeleiter als Anlagekörper für das am Thermostat-Regelventil angebrachte, den Temperaturfühler abdeckende und mit Lüftungsichlitzen versehene Drehgehäuse ausgebildet sein. In diesem Fall erfolgt eine mittelbare Wärmeübertragung durch partielle Lufterwarmung. wobei auch das Drehgehäuse erwärmt wird und Wärme an den Temperaturfühler weitergibt. Da die der Einstellung des Sollwertes dienenden Drehgehäuse der auf dem Markt befindlichen Thermostat-Regelventile in ihren Abmes- b5 sungen und in ihrer Gestaltung sehr unterschiedlich sind, is'i eine an alle Ausführungen anpaßbare Ausbildung des Wärmeleiters vorgesehen; erreicht wird dies dadurch, daß der Wärmeleiter an der Wärmeplatte koaxial zum Drehgehäuse verschiebbar gelagert ist Der Wärmeleiter läßt sich hierdurch in den Bereich der Lüftungsschlitze des Drehgehäuses schieben und auch der meist konischen Form des Dreligehäuses anpassen. Die Befestigung der Sollwert-Verstellvorrichtung am Thermostat-Regelventil ist durch verschiedene Mittel möglich. Dies kann beispielsweise durch eine am Ventilgehäuse befestigte Konsole geschehen, an der die Soilwert-Verstellvorrichtung mittels eines Gewindebolzens radial gegen das Drehgehäuse verschraubbar ist

Der Gegenstand der Erfindung ist in der Zeichnung schematisch anhand von zwei Beispielen dargestellt; es zeigt

F i g. 1 die Anordnung eines Thermostat-Regelventils mit einem externen Temperaturfühler,

F i g. 2 eine Soilwert-Verstellvorrichtung für externe Temperaturfühler,

Fig 3 eine Soilwert-Verstellvorrichtung für ein Thermostat-Regelventil mit integriertem Temperaturfühler und

F i g. 4 eine Teilansicht des Gegens'- ndes der F1 g. 3 mit einem am Drehgehäuse des Therrrostat-Regelventils anliegenden Wärmeleiter der Sollwert-Verstellvorrichtung.

Die in den F i g. 1 und 2 dargestellte Ausführung ib. für ein oder mehrere Thermostat-Regelventile bestimmt welche einen externen Temperaturfühler besitzen. Ein Thermostat-Regelventil 1 ist am Einlauf eines Heizkörpers angeordnet Sein Temperaturfühler 3 ist extern an einer beliebigen Stelle des zu überwachenden Raumes angeordnet und über eine rohrförmige Kapillare 4 mit dem üblichen Ausdehnungskörper 2 des Thermostat-Regelventils 1 verbunden. Dieser Temperaturfühler 3 ist innerhalb einer Sollwert-Verstellvorrichtung 5 angeordnet die von einer Steueruhr 13 zu bestimmten Zeiten, beispielsweise während der Nachtzeit, oder von einem Raumtemperatur-Schalter 14 eingeschaltet wird.

Die in den Fig. 1 und 2 gezeigte Sollwert-Verstellvorrichtung 5 besteht im wesentlichen aus Hner metallischen Wärmeplatte 6, an welcher ein Heizwiderstand 7 flächenförmig anliegt. Beim Ausführungsbeispiel ist d :ser Heizwiderstand plattenförmig ausgebildet. D^r Soilwert-Verstellvorrichtung 5 ist weiterhin ein Bimetall-Temperaturschalter 9 zugeordnet. Dessen Bimetall-Streifen 10 ist an einer Rippe 16 oder einem sockeiförmigen Ansatz derart befestigt naß das freie Ende dieses Bimetall-Streifens 10 neben dem Heizwiderstand 7 liegt und von dessen Wärmeenergie beaufschlagt wird. Weiterer Bestandteil des Bimetall-Temperaturschalters 9 ist ein elektrisches Schaltorgan 15. dessen eine Kontaktfeder 12 über einen Stift 11 von dem Bimetall-Streifen 10 beaufschlagt wird. Die Kontaktfeder 12 ist mit dem Heizwiderstand und eine andere Kontaktfeder mit dem anderen Strompol verounden. Das elektrische Schaltorgan IS ist an einem Lagerarm 17. der beispielsweise an der Rippe 16 angebracht sein kann, drehbar gelagert. Fine ebenfalls an der Rippe 16 mit eingespannte Feder 18 drückt dieses elektrische Schaltorgan IS gegen eine Stellschraube 19. welche in einer an de. Wärmeplatte 6 befestigte Brücke

20 verschrauhbar gelagert ist. Durch Eindrehen der Verstellschraube 19 in die Brücke 20 wird das elektrische Schaltorgan 15 gegen die Wirkung der Feder 18 in Richtung zum Bimetall-Streifen 10 hin verschwenkt. Die Verstellschraube 19 ist nach außen durch einen auf der V\£rmep!atte 6 befestigten Deckel

21 geführt, so daß eine Verstellung von außen her

möglich ist.

Auf der dem Heizwiderstand 7 gegenüberliegenden Fläche der Wärmeplatte 6 sind beim Ausführungsbeispiel ein oder mehrere Wärmeleiter 8 in Form von gezahnten Stegen befestigt. Diese können so angeord- > net sein, daß jeweils ein zylinderförmig ausgebildeter Temperaturfühler 3 mit einem Ende auf zwei benachbarten Stegen liegt. Der oder die Temperaturfühler 3 werden mittels eines schienenförmigen Klemmorgans 22 und mit Hilfe von zwei Gewindebolzen 23 gegen in diese Wärmeleiter 8 gedruckt. Hierdurch werden die Temperaturfühler 3 gleichzeitig in der Sollwert-Verstellvorrichtung 5 befestigt. Die Rückseite der Sollwert-Verstellvorrichtung 5 ist mit einem Gehäuse 24 versehen, welches unten und oben mit Lüftungsöffnun ι; gen 25, 26 versehen ist, so daß bei ausgeschalteter Sollwert-Verstellvorrichtung der oder die Temperaturfühler 3 von der Raumluft beaufschlagt werden, die dabei in der Regel von unten nach oben durch dieses Gehäuse 24 strömt. -'<·

Die Sollwert-Verstellvorrichtung 5 kann so ausgeführt sein, daß zwei oder mehrere Temperaturfühler 3 nebeneinander angeordnet sind. Hierdurch ist es möglich, die Temperaturfühler 3 verschiedener Thermostat-Regelventile 1 zusammen unterzubringen und mit r> Hilfe einer Sollwert-Verstellvorrichtung gleichzeitig zu verstellen.

Ist der Steuenihr 13 ein Raumtemperatur-Schalter 14 parallel geschaltet, wie es in Fig. 1 durch gestrichelte Linien angedeutet ist, kann an diesem Raumtemperatur- jo Schalter 14 die gewünschte Raumtemperatur eingestellt werden. Durch diese Parallelschaltung wird das Gerät zu einer kompletten Einzelraumregelung erweitert, wobei die bleibende Regelabweichung, die bei Thermostat-Ventilen etwa ±3°C und mehr betragen kann, auf J5 ungefähr +0,5⁰C reduziert wird. Soll die Raumtemperatur eingeregelt werden, müßte ohne Raumtemperatur-Schalter der Sollwert des Thermostat-Regelventils entsprechend von Hand nachgeregelt werden, wenn Störgrößen, wie z. B. Sonneneinstrahlung, Wind, Heizkörper-Vorlauftemperatur u.dgl. die Regelung beeinflussen. Bei Zuordnung des auf z. B. 21°C eingestellten Raumtemperatur-Schalters 14 schaltet er bei Erreichen dieser Temperatur die Sollwert-Verstellvorrichtung 5 ein. Die Raumtemperatur sinkt dann entsprechend der Schaltdifferenz von etwa 03 bis 03° C des Raumtemperatur-Schalters ab, bei der dieser Raumtemperatur-Schalter 14 die Sollwert-Verstellvorrichtung 5 wieder ausschaltet Der Fühler des Thermostat-Ventils kühlt ab und nimmt langsam seine Regelfunktion wieder auf. Da das ganze System mit großen Zeitkonstanten behaftet ist, läuft der vorher beschriebene Vorgang ziemlich langsam ab.

Der Raumtemperatur-Schalter 14 kann verschieden ausgebildet sein. Beispielsweise kann er auch mit einem einen elektrischen Schalter betätigenden Ausdehnungskörper versehen sein. Es sind aber auch andere Ausführungen geeignet.

In den Fig. 3 und 4 ist die Anordnung eines Thermostat-Regelventils mit einem integrierten Temperaturfühler schematisch dargestellt. Auch bei dieser Ausführung wird die Sollwert-Verstellvorrichtung von einer Steueruhr 13 gesteuert und gegebenenfalls von einem Raumtemperaturschalter 14 geregelt. Wie Fig.3 zeigt, ist die Sollwert-Verstellvorrichtung 5 im wesentlichen gleich aufgebaut, wie in Fig. 2 gezeigt. Doch ist hier der Wärmeleiter 8 so ausgeführt, daß er mit dem integrierten Temperaturfühler 3, welcher innerhalb eines mit Lüftungsschlitzen 28 versehenen Drehgehäuses 27 untergebracht ist, zusammenarbeiten kann. Hierfür ist der Wärmeleiter 8 als Anlagekörper ausgebildet, so daß er außen gegen das Drehgehäuse 27 im Bereich der Lüftungsschlitze fixiert werden kann. Da die Drehgehäuse 27 bei den auf dem Markt befindlichen Thermostat-Regelventilen unterschiedlich sind, jedoch meistens eine konische Rotationsform besitzen, kann eine einfache Anpassung und Anlage dadurch erreicht werden, daß, wie Fig.4 zeigt, auf der Wärmeplatte 6 eine Führungsschiene 29 angebracht ist, welche aer Wärmeleiter 8 übergreift. Der Wärmeleiter 8 ist der Kontur des Drehgehäuses 27 angeglichen. Je nach dem, ob das Drehgehäuse 27 länger oder kürzer ist, kann durch Verschieben des Wärmelei'ers 8 auf der Führungsschiene 29 eine Anlagestellung erreicht werden.

Die Befestigung der Sollwert-Verstellvorrichtung 5 kann auf verschiedene Art und Weise geschehen. Bei der in Fi g. 3 gezeigten Ausführung ist am Ventilgehäuse des Thermostat-Regelventils 1 eine Konsole 30 mittels einer Schelle 31 befestigt. Diese besitzt im mittleren Bereich eine Traverse, an der ein nach unten ragender Gewindebolzen 32 befestigt ist. Über diesen Gewindebolzen 32 wird von unten her ein mit einer entsprechenden Bohrung versehener Tragarm 33 gesteckt, der rückwärtig am Gehäuse 24 angebracht ist. Durch entsprechendes Einstellen der Schraube läßt sich die gesamte Sollwert-Verstellvorrichtung 5 mit ihrem Wärmeleiter 8 gegen das Drehgehäuse 27 anlegen und feststellen. Auch hierdurch ist eine Anpassung an unterschiedliche Durchmesser von Drehgehäusen 27 möglich. Bei dieser Ausführung kann auch bei montierter Sollwert-Verstellvorrichtung 5 das Drehgehäuse 27 zur Einstellung des normalen Sollwertes verdreht werden.

Alternativ zur Ausführung nach den Fig.3 und 4 kann auch ein Wärmeleiter 8 vorgesehen werden, der als Formkörper so ausgebildet ist, daß er stirns**itig am Drehgehäuse 27 angreift und dort beispielsweise über die Drehwelle geführt ist

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

I. Elektrische Sollwert-Verstellvorrichtung für Thermostat- Regelventile mit einem Temperaturfühler, welche aus einem den Temperaturfühler erwärmenden, zeitgesteuerten elektrischen Heizwiderstand besteht, dadurch gekennzeichnet, daß der Heizwiderstand (7) mit einer Wärmeplatte (6) versehen ist, an der ein den Heizwiderstand schaltender BiraetaJl-Temperaturschalter (9) und ein den Temperaturfühler (3) erwärmender Wärmeleiter (8) angebracht sind.

Z Elektrische Sollwert-Verstellvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der ,5 Heizwiderstand (7) über eine Steueruhr (13) und einen Raumtemperatur-Schalter (14) an die Stromversorgungsleitung angeschlossen ist

3. Elektrische Sollwert-Verstellvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2. dadurch gekennzeichnet, daß der Bimetall-Streifen (10) des Bimetall-Temperaturschalterc (9) neben dem Heizwiderstand (7) angeordnet ist

4. Elektrische Sollwert-Verstellvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeicbnet. daß das elektrische Schaltorgan (15) des Bimetall-Temperaturschalters (9) an der Wärmeplatte (6) schwenkbar gelagert und von einer Feder (18) gegen eine Stellschraube (19) gedruckt wird.

5. Elektrische Sollwert-Verstellvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4. dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmeplatte (6) mit Klemmorganen (22) versehen »t welche ein oder mehrere Temperaturfühler (3) an den Wa meleit. . (8) zur Anlage bringen.

6. Elektrische Sollr'ert-Verstellvorrichtung nach » Anspruch 5. dadurch gek< anzeichnet, daß der Wärmeleiter (8) für jeden Temperaturfühler (3) aus zwei parallel an der Wärmeplatte (6) angebrachten Stegen besteht.

7. Elektrische Sollwert-Verstellvorrichtung nach Anspruch 5 oder 6. dadurch gekennzeichnet, daß an der Wärmeplatte (6) ein den oder die Temperaturfühler (3) umfassendes und mit Lüftungsöffnungen (25,26) versehenes Gehäuse (24) angebracht ist.

8. Elektrische Sollwert-Verstellvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4. dadurch gekennzeichnet, daß der Wärmeleiter (8) als Anlagekörper für ein am Thermostat-Regelventil (1) angebrachtes und mit LüftungsHhlitzen (28) versehenes Drehgehäuse (27) ausgebildet ist. so

9. Elektrische Sollwert-Verstellvorrkhtung nach Anspruch 8. dadurch gekennzeichnet, daß der Wärmeleiter (S) an der Wärmeplatte (6) koaxial zum Drehgehäuse (27) verschiebbar gelagert ist.

10. Elektrische Sollwert-Verstellvorrichtung nach Anspruch 8 oder 9, gekennzeichnet durch eine am Ventilgehäuse befestigte Konsole (30), an der die Sollwert-Verstellvorrichtung (5) mittels eines Gewindebolzens (32) radial gegen das Drehgehäuse (27) verschraubbar ist.