DE4112057A1 - Thermostatisch gesteuertes dreiwegeventil fuer einrohrheizungsanlagen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein thermostatisch gesteuertes Dreiwegeventil für Einrohrheizungsanlagen, wobei das Dreiwegeventil zwischen die Vorlaufleitung und den Heiz­ körperzulauf eingebaut und über eine Bypassleitung mit dem Heizkörperrücklauf verbunden ist.

Bisher ist es üblich, zwischen den Heizkörperanschluß und die Vorlaufleitung ein Dreiwegeventil (auch thermo­ statisch betätigt) anzuordnen, welches mit einer Bypass­ leitung in Verbindung steht, die wiederum an die Rück­ laufleitung des Heizkörpers angeschlossen ist, welche den Vorlauf für den nächsten Heizkörper der Anlage bildet. Bei der Anordnung von solchen thermostatisch gesteuerten Ventilen ergeben sich besondere Probleme hinsichtlich der erforderlichen Versorgung der Heizkörper mit Heizwasser, wenn die Heizkörper (Heizflächen) nicht der in einer Einrohrheizungsanlage zwangsläufig von Heizkörper zu Heizkörper veränderten jeweiligen Vorlauf­ temperatur angepaßt waren. In solchen Fällen ist es notwendig, unterschiedliche Anteile des gesamten Strang­ durchflusses durch die Heizkörper strömen zu lassen. Der Heizkörperanteil wird dabei gemäß Stand der Technik erhöht, indem ein einstellbarer Widerstand im Bypass angeordnet und entsprechend eingestellt wird. Erniedrigt wird der Heizkörperanteil durch einen einstellbaren Widerstand am Heizkörper selbst. Auch Kombinationen beider Maßnahmen sind im Stand der Technik üblich.

Nachteilig bei dieser Ausführungsform ist, daß sich der Strangdurchfluß mit dem Ventilhub des Dreiwege­ ventils ändert, was sich auf die Durchflüsse der vor- oder nachgeschalteten Heizkörper auswirkt. Zudem tritt bei den im Stand der Technik üblichen Maßnahmen eine Steigerung des gesamten Strömungswiderstandes auf, so daß eine höhere Pumpenleistung erforderlich ist.

Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der Er­ findung die Aufgabe zugrunde, ein thermostatisch ge­ steuertes Dreiwegeventil gattungsgemäßer Art zu schaffen, mittels dessen es zwar möglich ist, den Heiz­ körperanteil und/oder den Bypassanteil des Strangdurch­ flusses zu ändern, ohne daß sich dabei aber der Gesamt­ widerstand des Heizkörperanschlusses ändert.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird vorgeschlagen, daß dem Dreiwegeventil ein einstellbares Umschaltorgan vorge­ schaltet ist mittels dessen der Zulauf des Volumen­ stromes des Heizmediums zum Dreiwegeventil und zur Bypassleitung ungedrosselt gegensinnig steuerbar ist, so daß der Volumenstrom vor dem Dreiwegeventil in einen Bypassanteil und einen zum Ventil fließenden Heizkörper­ anteil aufteilbar ist und der Heizkörperanteil mittels des Dreiwegeventils wiederum in einen Heizkörperanteil und einen Bypassanteil aufteilbar ist.

Durch die Vorschaltung des Umschaltorganes vor das eigentliche Thermostatventil (Dreiwegeventil) ist es möglich, gegensinnig den Zulauf zum Thermostatventil bzw. zum Bypass zu steuern. Das dem eigentlichen Thermostatventil zugeführte Heizwasser wird dann wiederum in einen Anteil zum Heizkörper bzw. zum Bypass aufge­ teilt. Durch dieses zweimalige Aufteilen bleibt der Widerstand des Heizkörperanschlusses und damit der Strangdurchfluß unabhängig von den Einstellungen. Wesentlich ist dabei, daß die Durchflußsteuerung nicht durch Drosselwiderstände oder dergleichen bewirkt wird, sondern daß der Durchfluß nur aufgeteilt wird, so daß der Widerstand nicht erhöht wird.

Eine bevorzugte Ausführungsform wird darin gesehen, daß im Ventilgehäuse des Dreiwegeventils vor dem Drei­ wegeventil der Vorlaufanschlußkanal in einen zum Drei­ wegeventil führenden Kanal und einen zum Bypass führen­ den Kanal aufgeteilt ist, wobei im Übergang zwischen Vorlaufanschlußkanal und den abgezweigten Kanälen das Umschaltorgan angeordnet ist.

Durch diese Ausbildung ist es möglich, das Dreiwege­ ventil samt Umschaltorgan in einem gemeinsamen Ventil­ gehäuse unterzubringen.

Eine besonders bevorzugte und raumsparende Lösung wird darin gesehen, daß das Dreiwegeventil einen thermosta­ tisch gesteuerten Doppelventilkörper aufweist, der alter­ nativ den Vorlaufeingang mit dem Bypass oder dem Heiz­ körperzulauf verbindet und Zwischenstellungen zuläßt, wozu das Ventilgehäuse im Verstellweg des Doppelventil­ körpers hintereinander einen mittleren Raum bildet, der durch die Ventilsitze in Stellrichtung des Doppel­ ventilkörpers begrenzt ist und mit dem Vorlaufeingang in Verbindung steht, einem in axialer Richtung dem Ventiloberteil zugewandten Raum bildet, der durch den einen Ventilsitz begrenzt ist und zum Heizkörperzulauf ausmündet, sowie einen in axialer Richtung dem Ventil­ oberteil abgewandten Raum bildet, der durch den anderen Ventilsitz begrenzt ist und zum Bypass ausmündet, und daß von der dem Ventiloberteil axial abgewandten Ge­ häuseseite ein Drehschieber in das Ventilgehäuse ein­ gesetzt ist, der mit Gehäusewandungsteilen radiale Fensterausschnitte im Bereich des mittleren Raumes und des dem Ventiloberteil abgewandten Raumes bildet sowie vorzugsweise den Ventilsitz zwischen Zulauf und Bypass umfaßt, wobei die Fensterausschnitte durch Drehung des Drehschiebers veränderbar sind und dabei eine Ver­ größeren des einen Fensterausschnittes mit einer Ver­ kleinerung des anderen Fensterausschnittes zwangsweise gekoppelt erfolgt.

Diese Ausführungsform ist insbesondere dann vorteil­ haft, wenn die erfindungsgemäßen Dreiwegeventile als Ersatz bisher üblicher Dreiwegeventile nachgerüstet werden sollen, da durch diese Ausbildung das Ventil die gleichen Einbaumaße besitzt, wie dies bei den bis­ her im Stand der Technik üblichen Dreiwegeventilen der Fall gewesen ist.

Um eine Strömungsbeeinflussung im Bereich des Bypasses zu vermeiden und insbesondere Rückströmungen in diesem Bereich zu verhindern, wird vorgeschlagen, daß in dem mit dem Bypass verbindbaren Raum eine Strömungsleit­ wandung zwischen dem Bypassabgang und dem Ventilsitz ausgebildet ist.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und im folgenden näher beschrieben.

Es zeigt:

Fig. 1 eine Einrohrheizungsanlage in schematischer Dar­ stellung;

Fig. 2 eine erste Ausführungsform eines thermostatisch gesteuerten Dreiwegeventils in Prinzipansicht, teilweise geschnitten;

Fig. 3 eine weitere Ausführungsform in gleicher Dar­ stellung;

Fig. 4 die Ausführungsform gemäß Fig. 3 in Draufsicht.

Bei einer Einrohrheizungsanlage gemäß Fig. 1 sind je­ weils Dreiwegeventile 1 zwischen die Vorlaufleitung 2 und den Heizkörperzulauf 3 eingebaut, die über eine Bypassleitung 4 mit dem Heizkörperrücklauf 5 verbunden sind. Der Heizkörperrücklauf 5 des in Strömungsrich­ tung vornliegenden Heizkörpers 6 bildet jeweils den Vorlauf für den in Strömungsrichtung folgenden Heiz­ körper. Jedem Dreiwegeventil 1 ist ein einstellbares Umschaltorgan 7 vorgeschaltet, mittels dessen der Zu­ lauf des Volumenstroms des Heizmediums zum Dreiwege­ ventil 1 und zur Bypassleitung 4 ungedrosselt gegen­ sinnig steuerbar ist. Der Volumenstrom 8 wird vor dem Dreiwegeventil 1 in einen Bypassanteil 9 und einen zum Ventil 1 fließenden Heizkörperanteil 10 aufgeteilt, wobei der Heizkörperanteil 10 wiederum mittels des Drei­ wegeventils 1 in einen Heizkörperanteil 11 und einen Bypassanteil 12 aufgeteilt wird. Beim Ausführungsbei­ spiel gemäß Fig. 2 ist dazu im Ventilgehäuse 13 des Dreiwegeventils 1 vor dem Dreiwegeventil 1 der Vorlauf­ anschlußkanal 2 in einen zum Dreiwegeventil führenden Kanal 14 und einen zum Bypass führenden Kanal 15 auf­ geteilt. Im Übergang zwischen Vorlaufanschlußkanal 2 und den abgezweigten Kanälen 14, 15 ist das Umschalt­ organ 7 angeordnet. Je nach Verstellung des Umschalt­ organes 7 in Richtung der Pfeile 16 wird entweder der Volumenstrom im Kanal 10 vergrößert und gleichzeitig der Volumenstrom im Kanal 9 verkleinert oder umge­ kehrt. Es erfolgt also keine Drosselung des Volumen­ stromes, sondern der Volumenstrom wird nur den ent­ sprechenden Gegebenheiten angepaßt umgelenkt, so daß der Gesamtströmungswiderstand nicht oder nur unwesent­ lich ansteigt.

Eine bevorzugte Ausführungsform ist in Fig. 3 und 4 gezeigt.

Dabei ist das Dreiwegeventil 1 mit einem thermostatisch steuerbaren Doppelventilkörper mit den Ventiltellern 17, 18 versehen, welche Abstand voneinander aufweisen. Die Ventilteller 17, 18 wirken mit Ventilsitzen 19, 20 zusammen. Je nach Stellung der Ventilteller 17, 18 relativ zu den entsprechenden Ventilsitzen 19, 20 wird entweder der Vorlaufeingang 2 mit dem Bypass 4 (in der Zeichnungsfigur 3 hintenliegend) oder dem Heizkörper­ zulauf 3 verbunden. Auch Zwischenstellungen sind möglich. Das Ventilgehäuse 13 bildet hierzu in Richtung des Stellweges des Doppelventilkörpers hintereinanderliegende Räume. Der mittlere Raum 21 ist durch die Ventilsitze 19, 20 in Stellrichtung des Doppelventilkörpers be­ grenzt. Er steht mit dem Vorlaufeingang 2 in Verbindung. Desweiteren ist in axialer Stellrichtung dem Ventilober­ teil zugewandt ein Raum 22 gebildet, der durch den Ven­ tilsitz 19 begrenzt ist und zum Heizkörperzulauf 3 aus­ mündet. Schließlich ist in axialer Richtung dem Ventil­ oberteil abgewandt ein Raum 23 ausgebildet, der durch den anderen Ventilsitz 20 begrenzt ist und zum Bypass 4 hin ausmündet.

Von der dem Ventiloberteil axial abgewandten Gehäuse­ seite ist ein Drehschieber 24 in das Ventilgehäuse abge­ dichtet eingesetzt, der mit Gehäusewandungsteilen radiale Fensterausschnitte 25, 26 im Bereich des mittleren Raumes 21 und des dem Ventiloberteil abgewandten Raumes 23 bildet, wobei der Drehschieber 24 zudem den Ventilsitz 20 zwischen Zulauf 2 und Bypass 4 mit umfaßt. Durch Drehung des Drehschiebers 24 sind diese Fensteraus­ schnitte 25, 26 veränderbar, wobei eine Vergrößerung des einen Fensterausschnittes mit einer Verkleinerung des anderen Fensterausschnittes zwangsweise gekoppelt erfolgt. Die Betätigung des Drehschiebers kann über einen Mehrkant 27 mittels eines Werkzeuges erfolgen. Zusätzlich kann in dem mit dem Bypass 4 verbindbaren Raum 23 eine Strömungsleitwandung zwischen dem Bypass­ abgang 4 und dem Ventilsitz 20 ausgebildet sein, um Rückströmungen und Verwirbelungen bzw. Strömungsbeein­ flussungen in diesem Bereich zu vermeiden.

Die mit den Ventilsitzen 19, 20 zusammenwirkenden Ventil­ teller 17, 18 werden vom Thermostaten gemeinsam verstellt. Der Ventilteller 17 beeinflußt zusammen mit dem Ventil­ sitz 19 den Heizkörperdurchfluß, während der Ventilteller 18 zusammen mit dem Ventilsitz 20 den Bypassanteil steuert. Unabhängig von dieser thermostatischen Steuerung ist je nach Einstellung des Drehschiebers 24 das Fenster 25 wenig geöffnet und das Fenster 26 weit oder analog umgekehrt. Die durch das Fenster 26 einströmende Menge an Heizwasser wird bei Öffnung des Ventiles (17, 19) in den Heizkörper eingeleitet, wobei ein Teil der durch das Fenster 26 einströmenden Menge je nach Öffnungsgrad des Ventiles über den Ventilbereich 18, 20 zusätzlich in dem Bypass 4 abgeleitet wird. Durch diese zweimalige Aufteilung des Volumenstromes bleibt der Widerstand des Heizkörperanschlusses und damit der Strangdurchfluß unabhängig von den Einstellungen.

Die Erfindung ist nicht auf die Ausführungsbeispiele beschränkt, sondern im Rahmen der Offenbarung vielfach variabel.

Alle neuen, in der Beschreibung und/oder Zeichnung offenbarten Einzel- und Kombinationsmerkmale werden als erfindungswesentlich angesehen.

Claims (4)

1. Thermostatisch gesteuertes Dreiwegeventil für Ein­ rohrheizungsanlagen, wobei das Dreiwegeventil zwischen die Vorlaufleitung und den Heizkörperzulauf eingebaut und über eine Bypassleitung mit dem Heizkörperrücklauf verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß dem Drei­ wegventil (1) ein einstellbares Umschaltorgan (7) vorgeschaltet ist, mittels dessen der Zulauf des Volumenstromes des Heizmediums zum Dreiwegeventil (1) und zur Bypassleitung (4) ungedrosselt gegen­ sinnig steuerbar ist, so daß der Volumenstrom vor dem Dreiwegeventil (1) in einen Bypassanteil und einen zum Ventil fließenden Heizkörperanteil aufteil­ bar ist und der Heizkörperanteil mittels des Dreiwege­ ventils (1) wiederum in einen Heizkörperanteil und einen Bypassanteil aufteilbar ist.

2. Thermostatisch gesteuertes Dreiwegeventil nach An­ spruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Ventilge­ häuse (13) des Dreiwegeventils (1) vor dem Drei­ wegeventil (1) der Vorlaufanschlußkanal (2) in einen zum Dreiwegeventil (1) führenden Kanal und einen zum Bypass (4) führenden Kanal aufgeteilt ist, wobei im Übergang zwischen Vorlaufanschlußkanal (2) und den abgezweigten Kanälen das Umschaltorgan (7) angeordnet ist.

3. Thermostatisch gesteuertes Dreiwegeventil nach An­ spruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Dreiwege­ ventil (1) einen thermostatisch gesteuerten Doppel­ ventilkörper aufweist, der alternativ den Vorlauf­ eingang (2) mit dem Bypass (4) oder dem Heizkörper­ zulauf (3) verbindet und Zwischenstellungen zuläßt, wozu das Ventilgehäuse (13) im Verstellweg des Doppel­ ventilkörpers hintereinander einen mittleren Raum (21) bildet, der durch die Ventilsitze (19, 20) in Stellrichtung des Doppelventilkörpers begrenzt ist und mit dem Vorlaufeingang (2) in Verbindung steht, einen in axiaIer Richtung dem Ventiloberteil zuge­ wandten Raum (22) bildet, der durch den einen Ventil­ sitz (19) begrenzt ist und zum Heizkörperzulauf (3) ausmündet, sowie einem in axialer Richtung dem Ventil­ oberteil abgewandten Raum (23) bildet, der durch den anderen Ventilsitz (20) begrenzt ist und zum Bypass (4) ausmündet, und daß von der dem Ventilober­ teil axial abgewandten Gehäuseseite ein Drehschieber (24) in das Ventilgehäuse (13) eingesetzt ist, der mit Gehäusewandungsteilen radiale Fensterausschnitte (25, 26) im Bereich des mittleren Raumes (21) und des dem Ventiloberteil abgewandten Raumes (23) bildet sowie vorzugsweise den Ventilsitz (20) zwischen Zulauf (2) und Bypass (4) umfaßt, wobei die Fensteraus­ schnitte (25, 26) durch Drehung des Drehschiebers (24) veränderbar sind und dabei eine Vergrößerung des einen Fensterausschnittes mit einer Verkleinerung des anderen Fensterausschnittes zwangsweise gekoppelt erfolgt.

4. Thermostatisch gesteuertes Dreiwegeventil nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß in dem mit dem Bypass (4) verbindbaren Raum (23) eine Strömungsleitwandung zwischen dem Bypassabgang (4) und dem Ventilsitz (20) ausgebildet ist.