DE7443289U - Mischventil fuer gekoppelte kreislaeufe von heizanlagen - Google Patents

Description

Anmelder: Franz-Josef Hagemann, 4434 Ochtrup, Feldkamp 10 Mischventil für gekoppelte Kreisläufe von Heizanlagen

Die Neuerung betrifft ein Mischventil für gekoppelte Kreisläufe von Heizanlagen, letztere «lit wenigstens einem Hochtemperatur- und einem Niedertemperatur-Zweig, mit einem Heizkessel im Hochteraperatur-Zweig und Fläc' «nheizelementen im Niedertemperatur-Zweig, wobei beide Zweige wenigstens über je einen Zu- und Abfluß verfügen, die zum Wärmeaustausch untereinander gekoppelt sind, wobei der Zufluß des Hochtemperatur-Zweiges direkt in den Zufluß des Temperatur-Zweiges im Bereich der Verbindung von Abfluß und Zufluß des Niedertemperatur-Zweigss einmündet.

Bei Fußbodenheizungen werden Wärmeaustauscher in den Estrich verlegt, die üblicherweise mit einer Zuflußtemperatur von 45° C und einer Abflußtemperatur von 39° C arbeiten. Diese Temperaturwe>rte sind im allgemeinen vorgegeben durch die jeweilige Bauart der Übertragungsflachen und sollen im wesentlichen nicht Über- oder unterschritten werden. Bei Überschreitung der Temperatur können an den Übertragungsflächen (Fußbodenbeläge) oder bei den verlegten Wärmeaus-

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tauschern auftreten. Ein ähnliches Problem tritt auf bei an Fernheizungen angeschlossenen Heizsystemen, bei denen die Wärme mit 120^w C angeliefert wird. Hier wird im Hochtemperatur-

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kreis eine möglichst große Temperaturspreizung gewünscht. Das Heizwasser der Heizelemente soll dagegen eine Vorlauftemperatur von etwa 90° C haben. Die Rücklauftemperatur ergibt sich dadurch bei etwa 60° C. Hierdurch ergibt sich eine Gesamtspreizung ( Δ t) von 120° C zu 60 = 60 C.

Um eine Koppelung zwischen dem Hochtemperatur- und Niedertemperatur-Zweig herzustellen, ist es bekannt, sog. Dreiwege-Schwedenmischer mit Bypass-Leitungen zu verwenden (siehe Firmendruckschrift Goflästra-Aktuell vom 7. März 1974). Diese Bypass-Leitungen müssen eingebaut werden, da einfache Mischventile mit einem Stellwinkel von 180° nur in einem Regelbereich von 18° (Winkelgrad) arbeiten, wenn die Nennweite des Mischventils auf Höchstlast ausgelegt ist. Durch eine Bypass-Leitung werden dabei etwa 90^ des Niedertenperatur-Wassers gefuhrt, während nur 1Q?S durch das eigentliche Mischventil erfaßt werden. Wenn eine solche Anlage auch zufriedenstellend arbeitet, so ist sie doch relativ teuer in der Anschaffung, da alle Leitungen aufeinander c^Kjestinmt dimensioniert werden nUssen, so daß von Bauherrn die gesamte Anlage als Ganzes angeschafft werden nuß. Viele Bauherren greifen daher wieder auf an sich bekannte Mischventile ohne Bypass-Leitung zurück.

Es stellt sich damit die Aufgabe, ein Mischventil für gekoppelte Kreisläufe zu schaffen, das in einfacher Weise den

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Wärmeübergang vom Hochtemperatur- in den Niedertemperatur-Zweig erlaubt. Eine Bypass-Leitung soll vermieden werden. Vor allen Dingen soll bei r*em neuen Mischventil mit Sicherheit verhindert werden, daß das Wasser des Hochtemperatur« Zweiges auch bei fehlerhafter Bedienung des Kreislaufes in den Niedertemperatur-Zweig in zu großen Mengen einfließen und diesen zerstören kann. Auf der anderen Seite soll die Koppelung preisgünstig auszufuhren sein und mit Steuerungselementen ausgerüstet werden können.

Diese Aufgaben werden gelöst durch ein Miscn ventil fUr Heizanlagen, das als T-StUck ausgebildet ist und bei den die Kar.JIe für Ab- und Zufluß des Niedertemperaturwassers im wesentlichen senkrecht zueinander angeordnet sind und ein dritter Kanal für das Hochtemperatur-Wasser Uoer eine steuerbare Ventilöffnung zugeführt wird, die mit einem relativ geringen Maximaldurchlaßquerschnitt gegenüber den erstgenannten Kanälen mit diesen in Verbindung steht.

Es wird weiterhin vorgeschlagen, die eigentliche Zuführung über ein Ventil vorzusehen, dessen Ventilsitz in einer quer über den Kammerquerschnitt der Dosiervorrichtung reichenden Wand eingebaut ist. Hiermit lassen sich besonders ströaungsgUnstige Verhältnisse für den Niedertenperatur-Kreislauf schaffen.

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In die beschriebene Dosiervorrichtung wird vorzugsweise eine Drossel in den RUckflußkanal eingebaut. Hierdurch ist eine weitere, einfach zu steuernde Regelmüglichkeit gegeben.

Entscheidend ist für die Verwendung des neuen Mischventils, daß das Wasser des Hochtemperatur-Kreises zwar direkt in den Niederdruckkreis eingeführt wird. Die Einfuhrung erfolgt jedoch dosiert, d.h. es wird gesteuert nur so viel Wasser eingeführt, bis die erwünschte Temperatur des zweiten Kreises erreicht wird. Die Dosierung bedeutet aber auch gleichzeitig, daß selbst bei maximaler Zuflußmöglichkeit des Hochtemperatur-Wassers immer noch eine Sicherheitsgrenze für die Temperatur des zweiten Kreises nicht überschritten wird.

Weitere Eigenschaften und Vorteile der Neuerung gehen aus nachfolgender Beschreibung der Zeichnung hervor. Die Figuren der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 einen gekoppelten Kreislauf fUr Heizanlagen; Fig. 2 ein Mischventil für das dosierte Einführen von

Hochtemperatur-Wasser in den Niedertemperatur-Zweig.

Fig. 1 zeigt in schematischer Darstellung einen gekoppelten Heizkreis, bestehend aus einem Hochtemperatur-Zweig 1 und

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einem Niedertemperatur-Zweig 2. In den Hochtemp^ratur-Zweig 1 ist ein Heizkessel 3 eingebaut. Der Abfl'iß des Hochtemperaturzweiges 4 hat nach den Üblichen Bedingungen eine Temperatur von 39° C, während der Zufluß 5 auf eine Temperatur von 90° C aufgeheizt ist. Der Temperaturunterschied ( &t) beträgt demnach 51° C.

Der Hochtemperatur-Zweig 1 ist mit dem Niedertemperatur-Zweig 2 an zwei Steilen gekoppelt. Einmal sind der Abfluß 7 und der Abfluß 4 des Nieder- bzw. Hochtemperatur-Zweiges über ein T-Stück 8 direkt miteinander verbunden. Ein weiterer Anschluß ist für eine Verbindungsleitung 9 vorgesehen. Die Verbindungsleitung 9 mündet in eine Dosiervorrichtung 10, die es ermöglicht, daß Hochtemperatur-Heizwasser aus dem Zufluß 5 dosiert in den Zufluß Π des Niedertemperatur-Zweiges eingegeben werden. An den Niedertemperatur-Zweig sind Flächen-Heizelemente 12, 13 angeschlossen.

Un eine Vorstellung davon zu bekommen, welche Wassermengen in den beiden Zweigen fließen, sei von einem Heizbedarf von 30.000 kcol/Std ausgegangen. De im Niedertemperatur-Zweig & t bei 6° C gehalten wird (Zuflußtemperatur 45° C; Abflußtemperatur 39° C), müssen in diesem Zweig 5.0⁰O l/Std. umgewälzt werden. Dagegen ist 4 t in Zweig 1 51° C, so daß bei gleicher Kalorienmenge nur 588 l/Std. umgewälzt werden nüssen.

Um die Temperaturdifferenz &t innerhalb des Zweiges 2 nach Durchlauf der Koppelungsstrecke mit dem Zweig 1 wieder auszugleichen, wird die in Fig. 2 dargestellte Dosiervorrichtung 10 verwendet. Die Dosiervorrichtung 10 ist im wesentlichen als ein sog. T-Stück gearbeitet. Die einzelnen Zu- und Abflußkanäle sind allerdings verschieden dimensioniert, wie klar aus der Zeichnung hervorgeht. Für den Zu- und Abfluß des Niedertemperatur-Zweiges sind die Kanäle 15 bzw. 16 vorgesehen. Für das anstehende Hochtemperatur-Heizwasser ist der Kanal 17 vorgesehen, der von den Kanälen 15, 16 über eine quer durch das Gehäuse der Dosiervorrichtung reichende Ventilwand 18 getrennt ist. In die Ventilwand 18 ist ein Ventilsitz 19 eingelassen, in den ein Ventilkörper 20 beweglich eingesetzt ist. Der Ventilkörper 20 kann über eine Stange 21 bewegt werden. Die Stange 21 kann in ihrer Position manuell oder mechanisch verändert werden, so daß der Durchfluß vom Kanal 17 in den Kanal 15 regelbar ist. Der Durchmesser des Ventilsitzes ist aber relativ klein gegenüber den Dimensionen der Kanäle 15, 16 gewählt worden, so daß auch bei voller öffnung des Ventiles nie zuviel Heißwasser in den Miedertemperatur-Zweig einfließen kann. Eine Zerstörung dieses Kreises wird daher selbst unter ungünstigen Umständen ausgeschlossen. Beispielsweise ist das Verhältnis der lichten Weite des Ventilsitzes 19 zum Kanal 15 etwa wie 1:15 bemessen.

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Bei der in Fig. 2 dargestellten Dosiervorrichtung ist weiterhin im Zweig 16 noch eine Drossel 23 vorgesehen, mit der die Umwälzgeschwindigkeit im Niedertemperotur-Zweig regelbar ist.

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Claims (3)

• · t Schutzansprüche:

1. Mischventil für gekoppelte Kreisläufe von Heizanlagen, letztere mit wenigstens einem Hochtemperatur- und einem Niedertemperatur-Zweig, mit einem Heizkessel im Hochtemperatur-Zweig und Flachenheizelementen im Niedertempercrtur-Zweig, wobei beide Zweige wenigstens Über je einen Zu- und Abfluß verfugen, die zum Wärmeaustausch untereinander gekoppelt sind, wobei der Zufluß des Hochtemperatur-Zweiges direkt in den Zufluß des Niedertemperatur-Zweiges im Bereich der Verbindung von Abfluß und Zufluß des Niedertemperotur-Zweiges einmündet, dadurch gekennzeichnet, daß das Mischventil zwei im wesentlichen senkrecht zueinander angeordnete Kanäle für den Ab- und Zufluß (16, 15) des Niedertemperatur-Wassers und einen dritten Kanal (17) für das Hochtemperatur-Wasser besitzt und daß letzterer über eine steuerbare Ventilöffnung (19) mit relativ geringem Maximaldurchlaßquerschnitt gegenüber den erstgenannten Kanälen mit diesen in Verbindung steht.

2. Mischventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es als T-Ventil (10) gestaltet ist, in dessen Innenkammer eine quer Über den Kammerquerschnitt reichende, mJ.t einem Ventilsitz (19) versehene Wand (18) eingebaut ist.

3. Mischventil nach Anspruch 1 und 2, gekennzeichnet durch eine Drossel (23) in dem Niedertemperaturabfluß der Mischventil-Kammer.

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