DE671477C

DE671477C - Automatic control device for hot water heating systems

Info

Publication number: DE671477C
Application number: DES126693D
Authority: DE
Inventors: Hermann Sandvoss
Original assignee: Samson Apparatebau AG
Current assignee: Samson Apparatebau AG
Priority date: 1937-04-03
Filing date: 1937-04-03
Publication date: 1939-02-08

Description

Selbsttätig arbeitende Regeleinrichtung für Warmwasserheizungsanlagen Die Erfindung bezieht sich auf eine selbsttätig arbeitende Regeleinrichtung für Warmwasserheizungsanlagen, bei denen in die Vorlaufleitung ein thermostatisch in Abhängigkeit von der Vorlauf- bzw. Raum- oder Außentemperatur betätigtes Zweiwegeventil eingeschaltet ist, das beim Ansteigen der Vorlauf- bzw. Raum- oder Außentemperatur die vom Heizkessel kommende Leitung drosselt oder absperrt und eine von der Rücklaufleitung abgezweigte, den Heizkessel umgehende Kurzschlußleitung mit der Vorlaufleitung verbindet. .Automatic control device for hot water heating systems The invention relates to an automatically operating control device for Hot water heating systems in which a thermostatic in Two-way valve actuated depending on the flow, room or outside temperature is switched on when the flow, room or outside temperature rises the line coming from the boiler throttles or shuts off and one from the return line The branched short-circuit line that immediately connects the boiler to the flow line. .

Die Erfindung besteht darin, däß die thertnostatisch beeinflußte Steuereinrichtung, welche das Zweiwegeventil steuert, gleichzeitig mit dem Zweiwegeventil den Zugregler des Heizkessels derart steuert, daß die Zugklappe des Heizkessels beim Schließen der vom Heizkessel her kommenden Vorlaufleitun- durch das Zweiwegeventil geschlossen und umgekehrt beim Öffnen dieser Leitung geöffnet wird. Die Beeinflussung des Zugreglers zusammen mit dem Zweiwegeventil geschieht vorzugsweise mittels eines von der Steuereinrichtung bewegten Hilfsventils, welches den Zutritt eines Steuerdruckmittels zu einem durch dieses Druckmittel bewegten Zugregler steuert. Auch kann. die Beeinflussung des Zugreglers z. B. mittels eines Hilfsschalters auf elektrischem Wege oder durch mechanische oder sonstige Mittel bewirkt werden. Die Beeinflussung durch ein Hilfssteuerventil mit Hilfe eines Steuerdruckmittels hat jedoch den Vorzug, daß die thermostatische Steuereinrichtung, welche bereits das Zweiwegeventil zu betätigen hat, keine wesentliche Arbeit für die Beeinflussung des Zugreglers zu leisten braucht. Das Hilfssteuerventil kann ferner in einfacher Weise mit dem Zweiwegeventil zusammengebaut «erden.The invention consists in that the thermostatically influenced control device, which controls the two-way valve, at the same time as the two-way valve the draft regulator of the boiler controls in such a way that the draft flap of the boiler when closing the flow line coming from the boiler is closed by the two-way valve and vice versa when this line is opened. The influence of the draft regulator together with the two-way valve is preferably done by means of one of the control device moved auxiliary valve, which allows the access of a control pressure medium to a through this pressure medium controls moving tension regulator. Also can. influencing the Tension regulator z. B. by means of an auxiliary switch by electrical means or by mechanical means or other means. The influence of an auxiliary control valve with the help of a control pressure means, however, has the advantage that the thermostatic Control device, which already has to operate the two-way valve, is not essential Work to influence the draft regulator. The pilot valve can also be done in a simple manner assembled with the two-way valve "earth.

Der durch den Erfindungsgegenstand er-. zielte technische Fortschritt besteht vor allein darin, daß die Temperaturregelung rascher. und genauer erfolgt und daß die Heizänla sparsamer arbeitet, weil die Zugklappe sofort in Abhängigkeit von den Bewegungen des Zweiw egev entils geschlossen oder geöffnet wird, so daß bei einem Ansteigen der Raum-, Außen- oder Vorlauftemperaturen weniger Heizmittel verbraucht wird; andererseits aber bei einem Sinken dieser Temperaturen und entsprechenden Öffnen der vom Kessel über das Zweiwegeventil in die Vorlaufleitung führenden Leitung sofort mehr Wärme zur Verfügung gestellt wird. Zwischen der Stellung des Zweiwegeventils und der Stellung des Zugreglers kann sich hierbei ein Gleichgewichtszustand einstellen, der den jeweils günstigsten Grad von Wirtschaftlichkeit der Heizanlage darstellt.The by the subject invention. aimed technical progress The main thing is that the temperature control is faster. and done more precisely and that the Heizänla works more economically because the draft flap is immediately dependent is closed or opened by the movements of the two-way valve, so that less heating medium if the room, outside or flow temperatures rise is consumed; on the other hand, however, with a drop in these temperatures and corresponding Opening of the line leading from the boiler through the two-way valve into the flow line more heat is made available immediately. Between the position of the two-way valve and the position of the tension regulator can result in a state of equilibrium, which represents the most favorable degree of economic efficiency of the heating system.

Es ist zwar an sich nicht neu, einen Kesselzugregler zusätzlich durch einen Raumthermostaten zu steuern, indessen wird beim Erfindungsgegenstand gleichzeitig der Wasserumlauf gesteuert. Dabei kann die gesamte Regeleinrichtung in üblicher Weise vollkommen selbsttätig unter Berücksichtigung der schwankenden Außen- oder Zimmertemperaturen arbeiten, wobei außerdem eine Umstellung der Regeleinrichtung auf Tag- oder Nachtbetrieb oder entsprechend den Witterungsverhältnissen, z. B. entsprechend Windstille, Wind oder Regen usw., durch Anordnung eines gemeinsamen Spar- oder Umstellschalters, der auf die thermostatische Steuereinrichtung einwirkt, vorgesehen werden kann.It is not new in itself to have a boiler draft regulator to control a room thermostat, while the subject matter of the invention the water circulation controlled. The entire control device can be used in the usual way Way completely automatically taking into account the fluctuating external or Room temperatures work, with also a change of the control device on day or night operation or according to the weather conditions, e.g. B. according to calm, wind or rain, etc., by arranging a common Economy or changeover switch that acts on the thermostatic control device, can be provided.

In der Abbildung ist -der Erfindungsgegenstand in einer Ausführungsform Beispielsweise veranschaulicht, und zwar zeigt die Abbildung schematisch eine Warmwasserheizanlage mit Heizkessel, Zweiwegeventil und Zugregler mit thermostatischer Beeinflussung gemäß der Erfindung, wobei der Zugregler durch ein hilfsgesteuertes Druckmittel zusammen mit dem Zweiwegev entil gesteuert wird.In the figure, the subject matter of the invention is in one embodiment For example, the figure shows schematically a hot water heating system with boiler, two-way valve and draft regulator with thermostatic control according to the invention, wherein the tension regulator by an auxiliary pressure means is controlled together with the two-way valve.

In der Abbildung ist mit i ein Warmwässerheizkessel bezeichnet, der mit einer Zugklappe 2 zur Regelung der erforderlichen Verbrennungsluft versehen ist. Die Verstellung der Zugklappe 2 geschieht über eine Kette 3 durch einen Zugregler q.. Dieser Zugregler q. ist als hilfsdruckgesteuerter Regler ausgebildet, indem der bei 5 drehbar gelagerte und an seinem freien Ende mit einem verstellbaren Gegengewicht 6 versehene Stellhebet 7 durch eine angelenkte Stange 8 mit einem Balg 9 verbunden ist, in dessen Inneres durch eine Druckmittelleitung io ein Druckmittel, wie z. B. Druckwasser, Dampf, Luft o. dgl., eingelassen werden kann, um den Balg g auszuziehen und den gewichtsrI'>@fasteten Arm des Stellhebels 7 zu heben.In the figure, i denotes a hot water boiler, the provided with a draft flap 2 to regulate the required combustion air is. The adjustment of the pull flap 2 is done via a chain 3 by a pull regulator q .. This draft regulator q. is designed as an auxiliary pressure-controlled regulator by the rotatably mounted at 5 and at its free end with an adjustable counterweight 6 provided adjusting lever 7 connected to a bellows 9 by an articulated rod 8 is, in the interior through a pressure medium line io a pressure medium such. B. pressurized water, steam, air o. The like. Can be admitted to pull out the bellows g and to lift the weighted arm of the control lever 7.

'.:leer gegenüberliegende, mit der Kette 3 verhündene Arm des Stellhebels 7 senkt sich dann, wodurch die Zugklappe 2 mehr oder weniger geschlossen wird. Auf der Austrittsseite ii der Druckmittelleitung io ist eine Drosselschraube vorgesehen, so daß nach Ab-Sperrung der Druckmittelzufuhr der Druck im Inneren des Balges 9 mit regelbarer Geschwindigkeit nächläßt, so daß der Stellhebet 7 in seine Ausgangsstellung verschwenkt und die Zugklappe 2 wieder entsprechend geöffnet wird.'.: empty opposite arm of the control lever connected to the chain 3 7 then lowers, whereby the pull flap 2 is more or less closed. on the outlet side ii of the pressure medium line io is provided with a throttle screw, so that after the pressure medium supply has been shut off, the pressure inside the bellows 9 at a controllable speed next, so that the Stellhebet 7 in its starting position pivoted and the pull flap 2 is opened again accordingly.

Das im Heizkessel i erzeugte warme Wasser v erläßt den Kessel i durch eine Leitung 12, die zunächst in ein Zweiwegev entil 13 einmündet. Der Eintrittsstutzen 14., in den die Leitung 12 mündet, ist mit einem Ventil 15 versehen, das als Doppelsitzventil ausgebildet ist. Die Ventilkegel 16 dieses Doppelsitzventils sitzen auf einer Ventilstange 17, die nach oben verlängert und mit den Ventilkegeln 18 eines weiteren Doppelsitzventils i9 versehen ist, das die Mündung eines zweiten Eintrittsstutzens 20 steuert. Ein darunter angeordneter Austrittsstutzen 21 steht unmittelbar mit dem Innenraum des Zweiwegeventils 13 in Verbindung. Die beiden Doppelkegel 16 und 18 arbeiten derart mit den zugehörigen Ventilen 15 und i9 zusammen, daß das eine Ventil geöffnet ist, während das ändere Ventil geschlossen ist, und umgekehrt, wobei auch Zwischenstellungen möglich sind, bei denen beide Ventile mehr oder weniger teilweise geöffnet sind.The warm water v produced in the boiler i leaves the boiler i a line 12 which opens into a two-way valve 13 first. The inlet nozzle 14., into which the line 12 opens, is provided with a valve 15, which acts as a double seat valve is trained. The valve cones 16 of this double seat valve sit on a valve rod 17, which is extended upwards and with the valve cones 18 of a further double seat valve i9 is provided which controls the mouth of a second inlet connection 20. A The outlet nozzle 21 arranged underneath is directly connected to the interior of the Two-way valve 13 in connection. The two double cones 16 and 18 work in this way with the associated valves 15 and i9 together that one valve is open, while the other valve is closed, and vice versa, with intermediate positions as well are possible in which both valves are more or less partially open.

An den Austrittsstutzen 21 des Zweiwegeventils 13 ist eine Vorlaufleitung 23 angeschlossen, die das warme Wasser den Heizkörpern usw. zuführt. Aus den Heizkörpern kehrt das Wasser dann durch eine Rücklaufleitung 24 zurück und wird durch eine Pumpe 25 in den Heizkessel i gedrückt, aus dem es dann wieder in die Vorlaufleitung zurückkehrt. Hinter der Pumpe 25 zweigt jedoch noch eine den Heizkessel i umgehende Kurzschlußleitung 26 ab, die in den zweiten Eintrittsstutzen 26 des Zweiwegeventils 13 einmündet.At the outlet connection 21 of the two-way valve 13 is a flow line 23 connected, which supplies the warm water to the radiators, etc. From the radiators the water then returns through a return line 24 and is pumped 25 is pressed into the boiler i, from which it then returns to the flow line. Behind the pump 25, however, a short-circuit line bypassing the boiler i branches off 26, which opens into the second inlet port 26 of the two-way valve 13.

In die Vorlaufleitung z3 ist ein Thermostat 27 eingebaut, der mit einer runden Regulierskala 28 versehen ist, an der die gewünschte Regeltemperatur einstellbar ist. Der mit einer Ausdehnungsflüssigkeit o. dgl. gefüllte Arbeitsraum des Vorlaufthermostaten 27 steht durch ein Kapillarrohr -29 mit einem Arbeitskörper 30 in Verbindung, der in an sich bekannter Weise die Ventilstange 17 des Zweiwegeventils 13 betätigt. Die durch den. Arbeitskörper 3o bewirkte Verschiebung der Ventilstange 17 nach oben geschieht entgegen der Wirkung einer Feder 31, die zum Zurückschieben der Ventilstange 17 nach unten dient.A thermostat 27, which is provided with a round regulating scale 28, on which the desired regulating temperature can be set, is built into the flow line z3. The working space of the flow thermostat 27, which is filled with an expansion fluid or the like, is connected by a capillary tube -29 to a working body 30 which actuates the valve rod 17 of the two-way valve 13 in a manner known per se. The through the. Working body 3o caused displacement of the valve rod 17 upwards occurs against the action of a spring 31, which is used to push the valve rod 17 back down.

Mit dem Arbeitsraum des Vorlaufthermostaten 27 steht ferner durch ein Kapillarrohr 32 ein weiterer Thermostat 33 in Verbindung, der als Raumthermostat in einem Kontrollzimmer angeordnet sein kann. Statt dessen oder außerdem könnte auch ein im Freien angeordneter Außenthermostat vorgesehen. sein, der ebenfalls mit dem Ausdehnungsflüssigkeitssystem in Verbindung stehen würde. Vorzugsweise soll jedoch der Vorlaufthermostat 27 an Hand der Skala 28 mit Hilfe eines Steckschlüssels o. dgl.. entsprechend der jeweils herrschenden Außentemperatur eingestellt werden. Diese Einstellung des Vorlaufthermostaten kann auch selbsttätig durch einen besonderen Außentemperaturfühler bewirkt werden: Da die Vorlauftemperatur nicht allein von der Außentemperatur, sondern auch von den sonstigen Witterungsverhältnissen, wie z. B. Regen, Wind usw., abhängig sein wird, ist die Regulierskala 28 drehbar eingerichtet, so daß sie sich auf zwei Punkte, z. B. Ruhig und Windig, einstellen läßt. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist jedoch ein besonderer Witterungsschalter 34 vorgesehen, der ebenfalls auf zwei Punkte einstellbar ist. Der Witterungsschalter 34, der ebenso als Tag-und Nachtbetriebsschalter ausgebildet sein könnte, ist in seinem Inneren mit einem ausziehbaren oder zusammendrückbaren Balg versehen, der mit Flüssigkeit gefüllt ist und durch ein Kapillarrohr 35 mit dem Ausdehnungsflüssigkeitssystem der Thermostaten 27 und 33 in Verbindung steht. Bei Verstellung des Schalters 34 wird der Flüssigkeitsraum des Systems vergrößert oder verkleinert, wodurch ein. späteres oder früheres Schließen oder Öffnen des gesteuerten Ventils erzielt wird. Regelvorrichtungen mit derart zusammenarbeitenden Thermostaten für Heizungsanlagen sind an sich bekannt.With the working space of the flow thermostat 27 is also through a capillary tube 32 another thermostat 33 in connection, the room thermostat can be arranged in a control room. Instead, or in addition, could an outdoor thermostat is also provided. be that too would be in communication with the expansion fluid system. Preferably should however, the flow thermostat 27 on the scale 28 with the aid of a socket wrench o. the like .. according to the prevailing outside temperature. This setting of the flow thermostat can also be done automatically by a special Outside temperature sensor: Since the flow temperature is not only from the outside temperature, but also from the other weather conditions, such as z. B. rain, wind, etc., will be dependent, the regulating scale 28 is set up rotatable, so that they focus on two points, e.g. B. Quiet and Windy, can be adjusted. In which However, the illustrated embodiment is a special weather switch 34 provided, which is also adjustable to two points. The weather switch 34, which could also be designed as a day and night operation switch, is shown in FIG its interior is provided with an extendable or compressible bellows, the is filled with liquid and through a capillary tube 35 to the expansion liquid system the thermostats 27 and 33 is in communication. When moving switch 34 the fluid space of the system is enlarged or reduced, whereby a. later or earlier closing or opening of the controlled valve is achieved. Control devices with such cooperating thermostats for heating systems are known per se.

Das beschriebene thermostatische System steuert nun außer dem Zweiwegeventil13 noch ein in die Druckmittelleitung io des Zugreglers 4 eingeschaltetes Hilfssteuerventil 36, welches an dem Zweiwegeventi113 angeordnet ist. Es ist die Ventilstange 17 des Zweiwegeventils 13 mit einer nach oben durchgeführten Verlängerungsstange 37 versehen, die mit Hilfe eines Federrohrs 38 gegen das Hilfssteuerventil36 abgedichtet ist. Die Verlängerungsstange 37 bewegt den Ventilkegel 39 des Hilfssteuerventils, der bei einem Heben der Stange 37 bzw. der Ventilstange 17 von seinem Ventilsitz abgehoben wird, so daß das Druckmittel durch das Hilfssteuerventi136 hindurch in die zum Zugregler 4 führende Druckmittelleitung io eintreten kann. Beim Zurückgehen der Stange 37 wird der Ventilkegel 39 durch eine Feder 40 wieder auf seinen Sitz gedrückt. Dabei ist der Ventilkegel 39 mit der Stange 37 nur lose gekuppelt, indem die Stange 37 mit Spiel in einem an dem Ventilkegel 39 befestigten Käfig 41 geführt ist. Dadurch wird erreicht, daß die Ventilstange 17 des Zweiwegeventils 13 beim Aufwärtsgang erst einen gewissen Hub zurücklegen muß, bis die Stange 37 gegen den Käfig 41 stößt und den Ventilkegel 39 von seinem Ventilsitz abhebt.The described thermostatic system now controls, in addition to the two-way valve 13, an auxiliary control valve 36 which is switched on in the pressure medium line io of the tension regulator 4 and which is arranged on the two-way valve 113. The valve rod 17 of the two-way valve 13 is provided with an upwardly extending extension rod 37 which is sealed against the auxiliary control valve 36 with the aid of a spring tube 38. The extension rod 37 moves the valve cone 39 of the auxiliary control valve, which is lifted from its valve seat when the rod 37 or the valve rod 17 is lifted, so that the pressure medium can pass through the auxiliary control valve 136 into the pressure medium line leading to the tension regulator 4. When the rod 37 goes back, the valve cone 39 is pressed back onto its seat by a spring 40. The valve cone 39 is only loosely coupled to the rod 37 in that the rod 37 is guided with play in a cage 41 fastened to the valve cone 39. It is thereby achieved that the valve rod 17 of the two-way valve 13 first has to cover a certain stroke in the upward gear until the rod 37 abuts against the cage 41 and the valve cone 39 lifts from its valve seat.

Durch die beschriebene Einrichtung kann die Vorlauftemperatur in einer bestimmten Abhängigkeit von der Außentemperatur so geregelt werden, daß die Zimmertemperatur konstant bleibt. Wenn die Temperatur in dem Kontrollzimmer ansteigt, so dehnt sich die Ausdehnungsflüssigkeit in dem im Kontrollzimmer angeordneten Raumthermostaten 33 aus und übt einen Druckimpuls aus, der sich über den Arbeitsraum des Vorlaufthermostaten 27 und das Kapillarrohr -29 in den Arbeitskörper 3o des Zweiwegeventils 13 überträgt. Dadurch wird die Ventilstange 17 gehoben. Die Doppelkegel 16 drosseln oder schließen den Ventildurchgang 15, so daß der vom Heizkessel i durch die Leitung 12 lcommende Zustrom warmen Wassers vermindert bzw. abgesperrt wird. Gleichzeitig wird der Ventildurchgang i9 des oberen Doppelsitzventils durch die Ventilkegel 18 entsprechend geöffnet. Das Rücklaufwasser gelangt daher von der Pumpe 25 unmittelbar durch die Kurzschlußleitung 26 in das Innere 22 des Zweiwegeventils 13 und von dort durch den Austrittsstutzen 2i in die Vorlaufleitung 23. Der Kreislauf des Heizwassers findet nuninehr also mehr oder weniger unter Umgehung des Heizkessels i statt.With the device described, the flow temperature can be in a depending on the outside temperature can be controlled so that the room temperature remains constant. When the temperature rises in the control room, it expands the expansion fluid in the room thermostat located in the control room 33 and exerts a pressure pulse that spreads over the working area of the flow thermostat 27 and the capillary tube -29 in the working body 3o of the two-way valve 13 transfers. This lifts the valve rod 17. The double cones 16 throttle or close the valve passage 15, so that the lcommende from the boiler i through the line 12 The inflow of warm water is reduced or shut off. At the same time, the valve passage i9 of the upper double seat valve is opened accordingly by the valve cone 18. The return water therefore passes from the pump 25 directly through the short-circuit line 26 into the interior 22 of the two-way valve 13 and from there through the outlet nozzle 2i into the flow line 23. The heating water circuit now takes place more or less bypassing the boiler i instead.

Zu gleicher Zeit wird auch der Ventilkegel 39 des Hilfssteuerventils 36 in seine Öffnungsstellung gebracht. Sofort dringt das Druckmittel durch die Druckmittelleitung io in den Balg 9 des Zugreglers 4 ein und bewirkt ein Drosseln oder Schließen der Zugklappe :2 des Heizkessels. Dieses Spiel vollzieht sich entsprechend den Bewegungen und Öffnungsstellungen des Zweiwegeventils 13.At the same time, the valve cone 39 of the auxiliary control valve is also 36 brought into its open position. The pressure medium immediately penetrates through the pressure medium line io in the bellows 9 of the tension regulator 4 and causes a throttling or closing of the Draft flap: 2 of the boiler. This game takes place according to the movements and opening positions of the two-way valve 13.

Der gleiche Vorgang tritt ein, wenn die Wassertemperatur im Vorlauf 23 zu hoch ansteigt, wobei dann der Vorlaufthermostat 27 die Bewegungen der Ventile und des Zugreglers auslöst.The same process occurs when the water temperature is in the flow 23 rises too high, in which case the flow thermostat 27 controls the movements of the valves and the tension regulator triggers.

Fällt die Zimmertemperatur oder die Vorlauftemperatur, so öffnen die Doppelkegel 16 den Durchgang 15 für das vom Heizkessel kommende Wasser, wobei gleichzeitig die Zugklappe 2 entsprechend geöffnet wird, da sich das Hilfssteuerventil36 im gleichen Augenblick schließt und das Druckmittel absperrt. Der obere Ventildurchgang i9 des Zweiwegeventils 13 wird in entsprechendem Maße geschlossen, so daß sich der Kreislauf des Heizwassers wieder mehr durch den Heizkessel i hindurch vollzieht.If the room temperature or the flow temperature falls, the open Double cone 16 the passage 15 for the boiler coming Water, at the same time the flap 2 is opened accordingly, since the Auxiliary control valve36 closes at the same moment and shuts off the pressure medium. The upper valve passage i9 of the two-way valve 13 is to a corresponding extent closed, so that the circulation of the heating water is again more through the boiler i performs through it.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Automatic control device for hot water heating systems, in which there is a thermostatic controlled two-way valve in the supply line is switched on, that when the flow, room or outside temperature rises the The flow line coming from the boiler throttles or shuts off and one from the return line connecting the branching short-circuit line bypassing the boiler with the flow line, characterized in that the thermostatically influenced control device (30), which controls the two-way valve (i3), at the same time also the draft regulator of the boiler controls so that the draft flap (-g) of the boiler when throttling or closing the flow line coming from the boiler is throttled through the two-way valve or is closed and opened when this line is opened.

2. Control device according to claim i, characterized in that the thermostatically influenced working body (30) the control device for the two-way valve at the same time to control a llilfssteuerventils (36) is used, which is in a pressure medium line leading to the tension regulator arranged the access of the pressure medium to the tension regulator movable by the same controls.

3. Control device according to claim i and 2, characterized in that the valve cone (39) of the pilot valve with the valve rod of the two-way valve is coupled with axial play.