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Verfahren und Vorrichtung zum Regeln der Oberflächentemperatur bei
mit Dampf-Luft-Gemischen betriebenen Heizkörpern. Mit den bekannten, im Heizkörper
angebrachten Luftumwälzeinrichtungen gelingt eine zuverlässige Regelung der Oberflächentemperatur
nur in einzelnen Heizkörpern, nur in nebeneinandergeschalteten Heizelementen, wie
Radiatoren, und nur mit Niederdruckdampf von kleiner Geschwindigkeit, nicht
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doch in hintereinandergeschalteten rohrartigen Elementen, auch nicht _
gemeinsam für eine Gruppe von Heizkörpern, überhaupt aber nicht mit Hochdruckdampf
von großer, mit den bekannten Vorrichtungen nicht beherrschbarer Geschwindigkeit.
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Dem- mittelsLuftumwälzung beiRadiatoren und ähnlichen Heizkörpern
erreichten Vorteil einer außerordentlich milden Wärmeabgabe stehen Nachteile entgegen.
Je nach dem höheren Grade der Luftumwälzung und der dadurch erzielten niedrigeren
Oberflächeritemperatur erfordern solche Heizkörper größere, unbequemere und teuerere
Heizflächen. Diese übergroßen Heizflächen veranlassen gar leicht, besonders bei
gelindem Wetter, ein Wärme vergeudendes, lästiges Überheizen der Räume. Die Regelung
der Raumwärme verlangt eine sehr aufmerksame Handhabung der Absperrventile oder
teuere selbsttätige Raumtemperaturregler.
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Demgegenüber bezweckt die Erfindung, ein Verfahren und die zu seiner
Ausübung nötigen
Einrichtungen zu schaffen, die bei Nieder-und
sogenannten Hochdruckdampfheizungen für einzelne beliebige Heizkörperarten oder
gemeinsam für eine Gruppe solcher Heizkörper eine gleichmäßige Verteilung der Wärme
sowohl auf die Heizkörper einer Gruppe als auch innerhalb des Heizkörpers auf dessen
Glieder ergeben.
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Dieser Zweck der Erfindung soll dadurch erreicht werden, daß in jeden
beliebigen Heizkörper durch ein außen vom Heizkörper oder von Heizkörpergruppen
mit der Dampf-und der Luftleitung verbundenes, eine jede Dampfgeschwindigkeit völlig
beherrschendes Dampf-Luft-Mischventil, zuerst lediglich Dampf, sodann mit wenig
Luft, und schließsich mit bis zur erreichbar größten Menge Luft gemischter Dampf
eingelassen werden kann, und daß der dem Mischventil entströmende Dampf sowie das
ihm entströmende Dampf-Luft-Gemisch bei nebeneinandergeschalteten Heizelementen
durch ein das Heizmittel in jedem Element anteilig austragendes und in Kreislauf
versetzendes, bei hintereinandergeschalteten rohrartigen Heizflächen jedoch durch
ein das Heizmittel im spiraligen Wirbelstrom auswerfendes neuartiges Düsenrohr in
den Heizkörpern bemeßbar und gleichmäßig eingelassen werden kann.
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Während bisher Höchdruckdampfheizkörper nur schlecht regelbar waren,
können diese nunmehr genau so wie Niederdruckdampfheizkörper mit dein Dampf-Luft-Mischverfahren
in ihrer Oberflächentemperatur geregelt werden. Damit sind überhaupt erst regelbare
Hochdruckdampfheizkörper geschaffen, die den regelbaren Niederdruckdampfheizkörpern,
insbesondere bei Verwendung von Radiatoren nicht mehr nachstehen.
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Ein mit .den üblichenDüsen gebautes Mischventil würde mangelhaft wirken;
denn Dampf von großer Geschwindigkeit ist in Strahldüsen nur beherrschbar, wenn
es gelingt, seine Geschwindigkeit und die der beigemischten Luft sofort wieder in
Druck umzusetzen. Diesen Verdichtungsvorgang erzeugt das neue Mischventil durch
eine mit ihm verbundene eigenartige Verdichteinrichtung, die für niedrigere Dampfdrucke
kürzer, beispielsweise für eine Verdichtzahl 1,5, für höhere Dampfdrucke aber länger,
beispielsweise für eine Verdichtzahl2,5, außerdem weiter oder enger gebaut und damit
dem Volumgewichtsverhältnis beider Mischmittel angepaßt und in der Wirksamkeit gehörig
abgestuft werden kann.
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Einen Geschivindigkeitsumsätz in Druck bewirkt äuch das neuartige
Heizkörperdüsenrohr dadurch, daß das hinten verschlossene, voll Dampf oder voll
Heizgemisch gefüllte Rohr die einzelnen Treibdüsen von rückwärts aus der Rohrachsmitte
betreibt, um das Heizgemisch möglichst gleichmäßig im Heizkörper gegen die Wandungen
zu verteilen.
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Auf der Zeichnung sind das Verfahren und die zur Ausübung nötigen
Gegenstände der Erfindung in 13 Abbildungen dargestellt und erläutert.
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Abb. i zeigt eine nach dem neuen Verfahren arbeitende Heizkörpergruppe
hl, lag mit einem Mischventil na, mit dem Heizkörperdüsenzuführungsrohr r,
mit der Dampfleitung d, den Luftleitungen 1, den Gemischleitungen g und den Kondensleitungen
k.
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Abb. 2 zeigt die Düsenanordnung des- feststehenden Düsenkörpers 1,:2
des Mischventils in in Abb. 7. In der Mitte ist die Dampfaustrittsöffnung, und darüber
und darunter sind die Austrittsöffnungen für die beizumischende Luft.
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Abb. 3 zeigt die dieser Düsenanordnung entsprechenden Düsenöffnungen
in dem um den Körper 1, 2 beweglichen Ventildrehschieber 3 des Mischventils in,
Abb. q. eine Mischzeigerscheibe mit Handgriff .4 zum Regeln der Heizgemischmengen
und damit der Oberflächentemperaturen der Heizkörper hl, la-Abb. 5 bis 6 erläutern
die gegenseitigen Stellungen der drehbaren Düsenschieberöffnungen 3 zu den festen
Düsenkörperöffnungen 2 bei nach der Pfeilrichtung sich folgenden Regelstellungen
I bis V, wobei die senkrechten Schraffen die Überdeckung der wirksamen Düsenkanten
zwischen den beiden Schlußstellungen (zu, Abb. q.) der über der unten befindlichen
Dampfdüse sitzenden Luftdüse des Mischventils in angeben.
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Abb.7 bedeutet einen senkrechten Schnitt und Abb. 8 einen wagerechten
Schnitt nach A-B der Abb. 7 durch das Mischventil in.. Der dampfhohle (i) und lufthohle
(2) Düsenkörper 1,:2 sitzt fest im Ventil eingebaut, während der zweiteilig einbaubare
Drehdüsenschieber 3 mit dem Regelzeigergriff q. im Gehäuse 5 sowie um den Düsenkörper
1, 2 drehbar ist. Die aus dem Drehschieber- und aus dem Düsenkörper in aus der radialen
abgelenkter Richtung ausgetretenen Heizgemischmittel gelangen dadurch und durch
eine Bauchung 6 in kreiselnde Strömung, deren Geschwindigkeit in einem ring- und
schlangenräumigen Verdichter 7 auf das wirksamste im kreis- und schlangenlinig krummen
Kreiselstrom nach dem Ventilauslauf 8 so in Druck sich umsetzt, daß bei jedem Mischungsverhältnis
von Luft und Dampf, bei jeder Dampfdruckhöhe die vollkommene Mischung zuverlässig
erreicht wird; denn ein verlust-und daher geräuschloser Geschwindigkeitsumsatz in
Druck ist um so besser erreichbar,
j e kürzer und häufiger die Geschwindigkeitsfäden
der Strommittel zu Krümmungen veranlaßt Werden. Durch weitere oder engere, kürzere
oder längere Raumgestaltung lassen sich die schlangenringräumigen Verdichter 7 für
niedrigere oder für höhere Verdichtzahlen, etwa 1,5 bis 3, derartig abstufen, daß
in Düsen von großem Querschnitt die Geschwindigkeiten der Heizgemischmittel außerordentlich
klein ausfallen und nunmehr eine jede Dampfgeschwindigkeitsdruckhöhe völlig im schlangenringräumigen
Dampf-Luft-Mischventil m beherrschbar ist. Die Größenabmessungen der Schlangenringraumgestaltung
ergeben sich unsch-,ver durch Versuch.
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Abb. 9 zeigt einen Längsschnitt durch das Düsenzuführungsrohr r mit
den für beliebige Zirkulationsrichtungen einstellbaren Treibdüsen 9 und Saugdüsen
io. Abb. io und ii sind Querschnitte durch die um die wagerechte Achse des Rohres
r drehbaren Düsenstücke 9, io. Das Düsenrohr r ist hinten verschlossen, durch ein
kleines Loch entwässert und oben oder unten in Heizkörper aus nebeneinandergeschalteten
Elementen einbaubar. Das das Rohr anfüllende Heizmittel strömt durch die seitlichen
Öffnungen an den Düsen 9, io vorbei, um von hinten her den in der Mitte liegenden
Treibdüsen 9 druckgleich, geräuschlos und gleichanteilig zuzuströmen. Dadurch sowie
noch durch die Saugdüsenwirkung io verbessert werden die Heizkörperwandungen sehr
gleichmäßig im Kreislauf bespült.
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Abb. 12 bedeutet einen Längsschnitt durch ein lediglich mit Treibdüsenstücken
nach der Abb. 13 besetztes Düsenrohr r für Heizkörper aus hintereinandergeschalteten
rohrartigen Elementen. Hier füllen die Heizmittel ebenfalls von hinten herum die
Düsen i i und entströmen daher ebenfalls druckgleich und geräuschlos den Düsen.
@ Mit diesen auf eine gewisse Länge in den Rohrheizkörper hineinreichenden Düsenrohren
wird durch winklig zur radialen Richtung gebohrte Düsenlöcher eine geräuschlos kreiselnde
Rohrwandbewirbelung und damit ein stoßloses Anfüllen rohrartiger Elementheizkörper
vom Heizdampf bewirkt unter Beseitigung des Knallens und Knatterns im Heizkörper
und in der Rohrleitung. Solche lediglich mit Treibdüsenstücken der Abb.
13 zusammengesetzten Düsenrohre r (Abb. 12) eignen sich zum Einbauen inRadiatorenheizkörpern
ebenfalls, und die Düsenstücke können beiderseits so gerichtete Bohrlöcher erhalten,
daß in von oben her anzufüllenden Radiatoren das Heizgemisch den Luftinhalt so nach
unten drückt, daß ein Kreislauf unterbleibt.
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Anstatt Luft mit Dampf können in dem Mischventil in ebensogut auch
Wasser mit Dampf oder Kalt- und Heißwasser oder beliebige Mittel gemischt werden.
Bei Verwendung als Wassermischventil zu Badezwecken bietet das neue Ventil den Vorteil
der genauesten Temperaturregelung, des dichten und leichten Ganges sowie des Ausschlusses
jeglicher Verbrühungsgefahr.