WO2009015706A1 - Heizkörper - Google Patents

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WO2009015706A1
WO2009015706A1 PCT/EP2008/002963 EP2008002963W WO2009015706A1 WO 2009015706 A1 WO2009015706 A1 WO 2009015706A1 EP 2008002963 W EP2008002963 W EP 2008002963W WO 2009015706 A1 WO2009015706 A1 WO 2009015706A1
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WO
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heating
radiator
connecting pieces
mass flow
control
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PCT/EP2008/002963
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Peter Weigl
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Kermi Gmbh
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    • F24D—DOMESTIC- OR SPACE-HEATING SYSTEMS, e.g. CENTRAL HEATING SYSTEMS; DOMESTIC HOT-WATER SUPPLY SYSTEMS; ELEMENTS OR COMPONENTS THEREFOR
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    • F24D19/10—Arrangement or mounting of control or safety devices
    • F24D19/1006—Arrangement or mounting of control or safety devices for water heating systems
    • F24D19/1009—Arrangement or mounting of control or safety devices for water heating systems for central heating
    • F24D19/1015—Arrangement or mounting of control or safety devices for water heating systems for central heating using a valve or valves
    • F24D19/1018—Radiator valves
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F24D—DOMESTIC- OR SPACE-HEATING SYSTEMS, e.g. CENTRAL HEATING SYSTEMS; DOMESTIC HOT-WATER SUPPLY SYSTEMS; ELEMENTS OR COMPONENTS THEREFOR
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    • F24D19/0002—Means for connecting central heating radiators to circulation pipes
    • F24D19/0009—In a two pipe system
    • F24D19/0012—Comprising regulation means
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F24D19/0002—Means for connecting central heating radiators to circulation pipes
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    • F24D19/0024—Connections for plate radiators
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F24D19/00—Details
    • F24D19/0002—Means for connecting central heating radiators to circulation pipes
    • F24D19/0073—Means for changing the flow of the fluid inside a radiator
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F24D—DOMESTIC- OR SPACE-HEATING SYSTEMS, e.g. CENTRAL HEATING SYSTEMS; DOMESTIC HOT-WATER SUPPLY SYSTEMS; ELEMENTS OR COMPONENTS THEREFOR
    • F24D2220/00—Components of central heating installations excluding heat sources
    • F24D2220/20—Heat consumers
    • F24D2220/2009—Radiators
    • F24D2220/2054—Panel radiators with or without extended convection surfaces

Definitions

  • the invention relates to a radiator, in particular a flat radiator or a heating wall for the part-load operation according to the preamble of claim 1.
  • Flat radiators and heating walls are - based on the heating power - the cheapest radiator types and are characterized by advantageous decorative and hygienic properties, especially by a comparatively low mass, which has an advantageous effect on their control behavior, especially with regard to energy-saving heating systems.
  • Heating systems and thus also radiators are usually designed for extremely low outside temperatures (so-called design case), in which a pleasant room temperature is still to be provided.
  • design case As a parameter for the design of the radiator serve in particular the amount of water flowing through the radiator, the flow resistance and the ratio of the radiator sections with predominantly convective and radiant heat output. If these parameters are therefore usually tuned to extreme heating conditions, it is precisely the so-called part-load range with comparatively low heating power, which predominates over the major part of the heating period, that requires a different design and behavior of the radiator.
  • single-row radiators In order to provide the required heating power, so-called single-row radiators have a single heating plate with a substantially one-piece construction. In contrast, have two-row radiators, d. H. Radiator having a front facing the space to be heated and a plate arranged behind it, usually a symmetrical structure, wherein the front and rear heating plate is always symmetrical, d. H. with the same amount of water, is flown. This also applies to the front two heating plates of a three- or multi-row radiator.
  • said one-piece or symmetrical structure has a disadvantageous effect.
  • radiators only provide heating power of a few 100 watts, so that they are only flowed through by relatively little water.
  • the single or front the space-facing portion of a single-row radiator with convection plates will have a relatively low temperature.
  • This disadvantageous effect is exacerbated in multi-row radiators due to the symmetrical structure, because not only the front section is used for heating but also arranged behind sections. Thus, only part of the total heat is dissipated via the front heating plate.
  • the front heating plate thus remains comparatively cold.
  • the body temperature cold radiator surfaces adversely affect the indoor environment, because they are perceived as uncomfortable.
  • suddenly added to external heat sources such as irregular sunlight, suddenly switched light bulbs, ceiling spotlights or computers and additional people in the room to be heated, lead to a further reduction in the required heating power, which also very quickly at high convection of the radiator leads to cold radiator surfaces.
  • radiators designed for high heat outputs, even at extreme outside temperatures need to work almost exclusively in the partial load range.
  • radiators have been developed, which further develop the above-mentioned single or multi-row radiator while maintaining the achievable heating capacity in view of the particular conditions in the partial load range, that the space comfort is increased by the fact that the surface facing the room or at least larger sections thereof are as warm as possible in the partial load range and the radiator can be adapted in its design to a full and part load operation.
  • advantageous properties are here in particular the high heat output at relatively low heating and manufacturing costs and the good control behavior to understand, so features that directly affect the comfort and the indoor climate of the heated room.
  • Such a radiator is known for example from DE 197 29 633 C2.
  • the invention has the object to further develop the above-mentioned single or multi-row radiator while maintaining the achievable heating power in view of the particular conditions in the partial load range, that the room comfort further increases and in particular the control can be improved. According to the invention, this object is solved by the features of claim 1. Advantageous developments of the invention are contained in the accompanying claims.
  • the invention includes a radiator of the aforementioned type, with a flow connection, a return connection, a first flowed through and preferably facing the space to be heated front heating plate and at least one further flowed through and preferably arranged behind the heating plate and disposed between the upper and lower end portions of the heating plates Connecting pieces and a radiator valve for controlling the total mass flow of a heating medium, wherein the first (front) heating plate before the other (behind arranged) heating plates is flowed through substantially uniformly by a selective arrangement of shut-off devices in the connecting pieces.
  • a further radiator valve is integrated in one of the two upper connecting pieces, with which the mass flow of the Heating medium can be passed into the rear heating plate via an overflow connection.
  • the proportion of the total mass flow that enters the rear plate (s) can thus be regulated.
  • the second radiator valve is completely closed, i. all the heating medium supplied flows exclusively into the front panels, the rear panel (s) is (are) practically out of operation.
  • the second radiator valve regulates to maximum opening. In this case, all plates are flowed through in parallel.
  • the two radiator valves are arranged in one of the two upper connecting pieces, wherein the relevant connecting piece is designed as a double piece with inner obturator and has an overflow connection.
  • a radiator valve is arranged in one of the two upper connecting pieces, wherein the connecting pieces are interconnected by an overflow and each having a shut-off, with only the respective water inlet side arranged connector to the front Heating plate is formed fluid-conducting heating.
  • the two radiator valves are integrated in one of the upper connecting pieces, wherein the connecting pieces are designed as double pieces with inner shut-off and an overflow connection.
  • the upper connector is connected to the radiator valves with the respective opposite arranged in the lower end portion connecting piece via a riser, wherein the arranged in the lower end portion connecting piece is formed as a double piece with flow and return pipe.
  • a radiator valve is arranged in one of the two upper connecting pieces, wherein the upper connecting pieces are interconnected by an overflow connection (pipe).
  • the connecting pieces each have a shut-off device, wherein only the respective heating fluid inlet side arranged upper connecting piece to the front heating plate heating fluid is designed to be conductive.
  • the overflow is connected in this embodiment via a riser to the respective opposite arranged in the lower end portion connecting piece, each arranged in the lower end portion connecting piece as a double piece with flow and return pipe (VL, RL) is formed.
  • the drive and control of the radiator valve can be realized in various ways. Normally, the control and the drive via commercially available and commercially available thermostatic heads.
  • the drive can be electromotive and the control of the drive via a room thermostat. If electromotive or electrothermal drives are also used for radiator valve control, this is preferably controlled via the same room thermostat.
  • the drive can be electrothermal (electrically heated expansion chamber) and the control of the drive via a room thermostat. If electromotive or electrothermal drives are also used for radiator valve control, this is preferably controlled via the same room thermostat.
  • the drive can be carried out by an electric motor and the control of the drive via a front plate temperature difference control.
  • the teaching according to the invention provides an improved part-load principle for radiators, since in partial-load behavior, the entire power is output from the front panel (in the case of serial flow, the rear panel is also heated, if only slightly). It is an even greater warming of the front panel (more radiation, faster heating) achieved than in conventional partial load radiators, with simultaneous cold back plate (better radiation shield effect).
  • Fig. 1 a compact radiator with external control of
  • Fig. 1b the radiator of Fig. 1 in a side view from the left
  • Fig. 1c the radiator of Fig. 1 in a side view from the right .
  • Fig. 2 another embodiment of a compact radiator with external
  • FIG. 2 shows a plan view of the radiator according to FIG. 2
  • FIG. 2b shows the radiator according to FIG. 2 in a side view from the left
  • FIG. 2c shows the radiator according to FIG. 2 in a side view from the right
  • Fig. 3 a valve radiator with integrated control of
  • FIG. 3b the radiator according to FIG. 3 in a side view from the left
  • FIG. 3c the radiator according to FIG. 3 in a side view from the right
  • Fig. 4 a further embodiment of a valve radiator with integrated
  • FIG. 4 shows a plan view of the radiator according to FIG. 4, FIG. 4b shows the radiator according to FIG. 4 in a side view from the left, FIG. 4c shows the radiator according to FIG. 4 in a side view from the right.
  • an additional radiator valve 3 is integrated in an upper connecting piece a, with the mass flow from the flow VL via a pipe socket 7 with integrated Radiator valve is controlled in the inlet opening of the rear plate T using a solid obturator 4 and an overflow 5.
  • the regulation takes place over a usual radiator thermostat.
  • the setting of this second, rear thermostat must be adjusted to the setting of the control element or thermostat for the control of the total mass flow.
  • the second thermostat opens only at a larger temperature drop in the room (design case) and thus switches the rear (f) plates f to achieve the required heating power.
  • the radiator valve 3 remains the radiator valve 3 to control the mass flow in the rear plate (s) 1 ' closed.
  • the total mass flow supplied via the first valve 2 flows only into the front plate 1.
  • the embodiment according to FIG. 1 shows a compact radiator with equal operability, ie the two radiator valves 2, 3 are here associated with the connecting piece a, which is designed as a double piece and in the Inside is provided with a shut-off 4.
  • the overflow 5 is formed as a U-shaped pipe socket.
  • the heating medium inlet side opposite connecting pieces b and d are designed so that they are not heating fluid passing, ie near the front heating plate 1 shut-off valves 4 are provided.
  • FIG. 2 shows a compact radiator with mutual operability, ie the two radiator valves 2, 3 are here the separate connectors a and b assigned, which are designed as normal tees or tees with integrated valve seat, the additional Radiator valve 3 is integrated in the connector b.
  • the overflow connection 5 is formed as a pipe connection between the upper connecting pieces a and b.
  • the connecting pieces b and d are designed so that they are not passing through heating fluid, ie near the front heating plate 1 shut-off valves 4 are provided.
  • the connecting piece a is closed by a shut-off device 4 for the heating fluid in the direction of the rear plate Y.
  • radiator valve radiators are shown with integrated control of the total mass flow.
  • two or more parallel radiator valves 2, 3 - one for the front and the back plate 1, T are integrated in the upper connecting piece or pieces a or b, with which the mass flow per heating plate can be regulated separately.
  • the regulation is carried out by means of conventional radiator thermostats, the setting of this second radiator thermostat (for the rear panel V) being adjusted to the setting of the first thermostat (for the front panel 1).
  • the rear thermostat opens only at a greater temperature drop in the room and thus switches the rear plate (s) Y to achieve the required heating power.
  • the radiator valve 3 remains the radiator valve 3 to control the mass flow in the rear (n) plate (s) Y closed.
  • the supplied total mass flow flows through the front radiator valve 2 only in the front plate. 1
  • the water inlet side opposite plate connections of the connecting pieces b, d are designed so that they are not conductive heating fluid.
  • the heating fluid inlet side lower connecting piece c double piece with supply and return nozzles, however, is conductive to both plates 1, Y heating medium, so that over this the heating fluid from both plates 1, Y can be discharged back into the pipe network.
  • the flow VL is passed via the connecting piece c and a riser 6 to the overflow pipe 5.
  • FIG. 3 shows a valve radiator with equal operability, ie the two radiator valves 2, 3 are here the Assigned connector a, which is designed as a double piece and is provided with a shut-off device 4 inside.
  • the overflow 5 is formed as a U-shaped pipe socket.
  • the heating medium inlet side opposite connecting pieces b and d are designed so that they are not heating fluid passing, ie near the front heating plate 1 shut-off valves 4 are provided.
  • Fig. 4 shows a valve radiator with mutual operability, ie the two radiator valves 2, 3 are here the separate connectors a and b assigned, which are designed as normal tees or tees with integrated valve seat, the additional radiator valve 3 is integrated in the connector b.
  • the overflow connection 5 is formed as a pipe connection between the upper connecting pieces a and b.
  • the connecting pieces b and d are designed so that they are not passing through heating fluid, ie near the front heating plate 1 shut-off valves 4 are provided.
  • the connecting piece a is closed by a shut-off device 4 for the heating fluid in the direction of the rear plate 1 ' .
  • the drive and the control of the additional radiator valve can be realized in various ways. Normally, the control and the drive via commercially available and commercially available thermostatic heads.
  • the drive can be electromotive and the control of the drive via a room thermostat. If electromotive or electrothermal drives are also used for radiator valve control, this is preferably controlled via the same room thermostat.
  • the drive can be electrothermal (electrically heated expansion chamber) and the control of the drive via a room thermostat. If electromotive or electrothermal drives are also used for radiator valve control, this is preferably controlled via the same room thermostat.
  • the drive can be electromotive and the control of the drive via a front plate temperature difference - control as described below.
  • a measurement of the surface temperature is made on at least 2 points.
  • Measuring point 1 is in the vicinity of the inflow point of the flow into the plate so the hottest area of the radiator.
  • the second measuring point 2 is set at the coldest point of the plate - in the normal case (forward flow through one of the connecting parts of the plates) diagonally opposite to measuring point 1.
  • the measurement can be carried out either directly on the plate temperature sensor or non-contact (for example infrared measurement).
  • a relatively high temperature difference between the measuring points will occur.
  • this Delta-T will become smaller and smaller as the front panel is more uniformly heated. This information is evaluated and processed in the control element and thus controlled the electric motor drive.
  • the second radiator valve remains closed, i. no water flows into the rear heating plate (s). Falls below a dependent on the individual needs of the end user and / or heating system parameters in the control element adjustable minimum temperature difference, the obturator is opened and flows through the rear plate (s) parallel to the front panel to achieve the heating power required for the design case.
  • various individually selectable programs can be deposited.
  • the integration of a "booster program" is possible, in which regardless of the temperature difference, the flap immediately goes to full opening in order to achieve the fastest possible heating ..
  • the drive can also be electrothermally (electrically heated expansion chamber) ,

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Abstract

Die Erfindung betrifft einen Heizkörper, insbesondere einen Flachheizkörper oder eine Heizwand für den Teillastbetrieb mit - Vorlaufanschluss (VL), - Rücklaufanschluss (RL), - einer ersten, durchströmten und vorzugsweise dem zu beheizenden Raum zugewandten Heizplatte (1 ) und - wenigstens einer weiteren durchströmten und vorzugsweise dahinter angeordneten Heizplatte (1') und - zwischen den oberen und unteren Endbereichen der Heizplatten (1, 1`) angeordneten Verbindungsstücken (a, b, c, d) sowie - einem Heizkörperventil (2) zur Regelung des Gesamtmassenstroms eines Heizmediums, wobei durch eine selektive Anordnung von Absperrorganen (4) in wenigstens einem der Verbindungsstücke (a, b, c, d) die erste Heizplatte (1 ) vor den übrigen Heizplatten (1`) im Wesentlichen gleichmäßig durchströmt wird, wobei in einem der oberen Verbindungsstücke (a, b) ein weiteres Heizkörperventil (3) integriert ist, mit welchem der Massenstrom des Heizmediums in die hintere Heizplatte (1`) über eine Überströmverbindung (5) leitbar ist.

Description

Heizkörper
Die Erfindung betrifft einen Heizkörper, insbesondere einen Flachheizkörper oder eine Heizwand für den Teillastbetrieb gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Flachheizkörper und Heizwände gehören - bezogen auf die Heizleistung - zu den günstigsten Heizkörpertypen und zeichnen sich neben vorteilhaften dekorativen und hygienischen Eigenschaften vor allem durch eine vergleichsweise geringe Masse aus, was sich vorteilhaft auf ihr Regelverhalten auswirkt, insbesondere im Hinblick auf energiesparende Heizungssysteme.
Heizungssysteme und damit auch Heizkörper sind üblicherweise auf extrem niedrige Außentemperaturen (sog. Auslegungsfall) ausgelegt, bei denen noch eine angenehme Raumtemperatur erbracht werden soll. Als Parameter zur Auslegung des Heizkörpers dienen insbesondere die den Heizkörper durchströmende Wassermenge, der Strömungswiderstand sowie das Verhältnis der Heizkörperabschnitte mit überwiegend konvektiver und strahlender Wärmeabgabe. Sind diese Parameter mithin üblicherweise auf extreme Heizbedingungen abgestimmt, so erfordert gerade der so genannte Teillastbereich mit vergleichsweise niedriger geforderter Heizleistung, weicher den größten Teil der Heizperiode über vorherrscht, eine andere Auslegung und ein anderes Verhalten des Heizkörpers.
Um die geforderte Heizleistung zu erbringen, besitzen so genannte einreihige Heizkörper eine einzige Heizplatte mit im Wesentlichen einteiligem Aufbau. Dagegen besitzen zweireihige Heizkörper, d. h. Heizkörper mit einer vorderen, dem zu beheizenden Raum zugewandten Platte und einer dahinter angeordneten Platte, üblicherweise einen symmetrischen Aufbau, wobei die vordere und hintere Heizplatte stets symmetrisch, d. h. mit gleicher Wassermenge, angeströmt wird. Dies gilt entsprechend auch für die vordersten beiden Heizplatten eines drei- oder mehrreihigen Heizkörpers.
Gerade im Teillastbereich, d. h. bei vergleichsweise milder Außentemperatur, wirkt sich der genannte einteilige bzw. symmetrische Aufbau nachteilig aus. Im Teillastbereich müssen Heizkörper nur noch Heizleistungen von wenigen 100 Watt erbringen, so dass sie nur noch von vergleichsweise wenig Wasser durchströmt werden. Wegen des üblicherweise hohen Anteils der Konvektion an der Gesamtwärmeabfuhr wird der einzige oder vordere, dem Raum zugewandte Abschnitt eines einreihigen Heizkörpers mit Konvektionsblechen eine vergleichsweise geringe Temperatur aufweisen. Dieser nachteilige Effekt wird bei mehrreihigen Heizkörpern aufgrund des symmetrischen Aufbaus noch verstärkt, weil ja zur Heizung nicht nur der vordere Abschnitt dient sondern auch dahinter angeordnete Abschnitte. Somit wird über die vordere Heizplatte nur ein Teil der gesamten Wärme abgeführt. Bei niedriger Heizleistung bleibt die vordere Heizplatte somit vergleichsweise kalt. Im Vergleich zur Körpertemperatur kalte Heizkörperoberflächen wirken sich jedoch nachteilig auf das Raumklima aus, weil diese als unbehaglich empfunden werden. Im Teillastbereich kommt hinzu, dass plötzlich hinzutretende Fremdwärmequellen, wie zum Beispiel unregelmäßige Sonneneinstrahlung, plötzlich eingeschaltete Glühbirnen, Deckenstrahler oder Computer sowie zusätzliche Personen im zu beheizenden Raum, zu einer weiteren Verringerung der erforderlichen Heizleistung führen, was bei hohem Konvektionsanteil des Heizkörpers gleichfalls sehr rasch zu kalten Heizkörperoberflächen führt. Hierbei ist zu berücksichtigen, dass mit zunehmend besserer Wärmeisolation ehedem auf hohe Heizleistungen ausgelegte Heizkörper auch bei extremen Außentemperaturen fast nur noch im Teillastbereich arbeiten brauchen. Angesichts dieser Problemlage wurden Heizkörper entwickelt, die die eingangs genannten ein- bzw. mehrreihigen Heizkörper unter Beibehaltung der erreichbaren Heizleistung im Hinblick auf die besonderen Bedingungen im Teillastbereich dahingehend weiterbilden, dass die Raumbehaglichkeit dadurch erhöht wird, dass die dem Raum zugewandte Oberfläche oder zumindest größere Teilabschnitte davon im Teillastbereich möglichst warm sind und der Heizkörper in seiner Auslegung an einen Voll- und Teillastbetrieb angepasst werden kann. Unter den vorteilhaften Eigenschaften sind hier insbesondere die hohe Heizleistung bei vergleichsweise niedrigen Heiz- und Herstellungskosten sowie das gute Regelverhalten zu verstehen, also Merkmale, die sich unmittelbar auf die Behaglichkeit und das Raumklima des beheizten Raumes auswirken. Ein derartiger Heizkörper ist beispielsweise aus der DE 197 29 633 C2 bekannt. Bei marktüblichen Flachheizkörpern werden wie oben bereits ausgeführt, alle Platten mehrreihiger Heizkörper wärmebedarfsunabhängig parallel durchströmt, d.h. mit dem anteilig gleichen Massenstrom beaufschlagt. Dies führt dazu, dass im Teillast-Betrieb (Regelfall) alle Platten gleichmäßig - und dies nur zu einem geringen Teil (der obere Bereich) - erwärmt werden. Bei einem Heizkörper gemäß DE 197 29 633 C2, wird bei einem geringen Massenstrom (also im Regelfall) dieser komplett in die vordere Platte geleitet. Dies führt zu einer schnelleren und gleichmäßigeren Aufheizung der vorderen Platte mit einer höheren durchschnittlichen Oberflächentemperatur. In der /den hinteren Platten findet hingegen keine Durchströmung statt, diese bleiben also „kalt". Erst bei einem erhöhten Wärmebedarf (größerem Massenstrom) kommt es zu einer Durchströmung der hinteren Platte(n) um die für den Auslegungsfall benötigte Heizleistung zu erreichen. Eine wärmebedarfsabhängige Regelung der Zuschaltung der hinteren Platte(n) wird dort aber nicht beschrieben.
Angesichts dieser Problemlage hat die Erfindung die Aufgabe, die eingangs genannten ein- bzw. mehrreihigen Heizkörper unter Beibehaltung der erreichbaren Heizleistung im Hinblick auf die besonderen Bedingungen im Teillastbereich dahingehend weiterzubilden, dass die Raumbehaglichkeit weiter erhöht und insbesondere die Regelung verbessert werden kann. Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den zugehörigen Ansprüchen enthalten.
Demgemäß beinhaltet die Erfindung einen Heizkörper der eingangs genannten Art, mit einem Vorlaufanschluss, einem Rücklaufanschluss, einer ersten durchströmten und vorzugsweise dem zu beheizenden Raum zugewandten vorderen Heizplatte und wenigstens einer weiteren durchströmten und vorzugsweise dahinter angeordneten Heizplatte und zwischen den oberen und unteren Endbereichen der Heizplatten angeordneten Verbindungsstücken sowie einem Heizkörperventil zur Regelung des Gesamtmassenstroms eines Heizmediums, wobei durch eine selektive Anordnung von Absperrorganen in den Verbindungsstücken die erste (vordere) Heizplatte vor den übrigen (dahinter angeordneten) Heizplatten im Wesentlichen gleichmäßig durchströmt wird. Erfindungsgemäß ist dabei in einem der beiden oberen Verbindungsstücke ein weiteres Heizkörperventil integriert, mit welchem der Massenstrom des Heizmediums in die hintere Heizplatte über eine Überströmverbindung geleitet werden kann.
Je nach Wärmebedarf kann der Anteil des Gesamtmassenstroms, der in die hintere Platte(n) gelangt damit geregelt werden. Im Regelfall (geringer Wärmebedarf und geringer Massenstrom) ist das zweite Heizkörperventil komplett geschlossen, d.h. das gesamte zugeführte Heizmedium fließt ausschließlich in die Frontplatten, die hintere Platte(n) ist (sind) praktisch außer Betrieb. Für den Auslegungsfall (maximaler Wärmebedarf), regelt das zweite Heizkörperventil auf maximale Öffnung. In diesem Fall werden alle Platten parallel durchströmt. Vorteilhaft sind bei externer Regelung des Gesamtmassenstroms des Heizmediums die beiden Heizkörperventile in einem der beiden oberen Verbindungsstücke angeordnet, wobei das betreffende Verbindungsstück als Doppelstück mit innerem Absperrorgan ausgebildet ist und eine Überströmverbindung aufweist.
Nach einer weiteren vorteilhaften Ausführung der Erfindung ist bei externer Regelung der Gesamtmassenstroms des Heizmediums jeweils ein Heizkörperventil in einem der beiden oberen Verbindungsstücke angeordnet, wobei die Verbindungsstücke durch eine Überströmverbindung miteinander verbunden sind und jeweils ein Absperrorgan aufweisen, wobei nur das jeweils wassereintrittsseitig angeordnete Verbindungsstück zur vorderen Heizplatte heizfluidleitend ausgebildet ist.
Vorteilhaft ist vorgesehen, dass bei integrierter Regelung des Gesamtmassenstroms des Heizmediums die beiden Heizkörperventile in einem der oberen Verbindungsstücke integriert sind, wobei die Verbindungsstücke als Doppelstücke mit innerem Absperrorgan und einer Überströmverbindung ausgebildet sind. Nach einer bevorzugten Ausführung ist dabei vorgesehen, dass das obere Verbindungsstück mit den Heizkörperventilen mit dem jeweils gegenüberliegenden im unteren Endbereich angeordneten Verbindungsstück über eine Steigleitung verbunden ist, wobei das im unteren Endbereich angeordnete Verbindungsstück als Doppelstück mit Vor- und Rücklauf stutzen ausgebildet ist. Nach einer anderen vorteilhaften Ausführung ist vorgesehen, dass jeweils ein Heizkörperventil in einem der beiden oberen Verbindungsstücke angeordnet ist, wobei die oberen Verbindungsstücke durch eine Überströmverbindung (Rohr) miteinander verbunden sind. Die Verbindungsstücke weisen dabei jeweils ein Absperrorgan auf, wobei nur das jeweils heizfluideintrittsseitig angeordnete obere Verbindungsstück zur vorderen Heizplatte Heizfluid leitend ausgebildet ist. Die Überströmverbindung ist bei dieser Ausführung über eine Steigleitung mit dem jeweils gegenüberliegenden im unteren Endbereich angeordneten Verbindungsstück verbunden, wobei jeweils das im unteren Endbereich angeordnete Verbindungsstück als Doppelstück mit Vor- und Rücklauf stutzen (VL, RL) ausgebildet ist.
Damit es im Regelfall nicht zu einem Überströmendes Wassers von der vorderen Heizplatte (Frontplatte) in die hintere(n) Heizplatte(n) (Rückplatte) und damit zu einer seriellen Durchströmung kommt, sind die der Heizmediumeintrittsseite gegenüberliegenden Verbindungsstücke so ausgeführt, dass sie nicht Heizmedium durchleitend ausgebildet sind.
Der Antrieb und die Regelung des Heizkörperventils kann auf verschieden Weisen realisiert werden. Normalerweise erfolgen die Regelung und der Antrieb über handel- und marktübliche Thermostatköpfe.
Der Antrieb kann elektromotorisch und die Regelung des Antriebs über einen Raumthermostat erfolgen. Werden zur Heizkörperventilsteuerung ebenfalls elektromotorische oder elektrothermische Antriebe verwendet, wird dies vorzugsweise über das gleiche Raumthermostat geregelt.
Der Antrieb kann elektrothermisch (elektrisch beheizte Ausdehnungskammer) und die Regelung des Antriebs über ein Raumthermostat erfolgen. Werden zur Heizkörperventilsteuerung ebenfalls elektromotorische oder elektrothermische Antriebe verwendet, wird dies vorzugsweise über das gleiche Raumthermostat geregelt. Der Antrieb kann elektromotorisch und die Regelung des Antriebs über eine Frontplatten -Temperaturdifferenz - Regelung erfolgen.
Durch die erfindungsgemäße Lehre wird ein verbessertes Teillastprinzip für Heizkörper bereitgestellt, da hier im Teillastverhalten die komplette Leistung von der Frontplatte abgegeben wird (bei serieller Durchströmung wird auch die hintere Platte, wenn auch nur leicht erwärmt). Es wird eine noch stärkere Erwärmung der Frontplatte (mehr Strahlung, schnellere Erwärmung) als bei üblichen Teillastheizkörpern erreicht, bei gleichzeitiger kalter Rückplatte (besserer Strahlungsschirmeffekt).
Nachfolgend wird die Erfindung an in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Die Zeichnungen zeigen in schematischen Darstellungen
Fig. 1 : einen Kompakt-Heizkörper mit externer Regelung des
Gesamtmassenstroms in einer Frontansicht, Fig. 1a: den Heizkörper nach Fig. 1 in einer Draufsicht, Fig. 1b: den Heizkörper nach Fig. 1 in einer Seitenansicht von links, Fig. 1c: den Heizkörper nach Fig. 1 in einer Seitenansicht von rechts,
Fig. 2: eine weitere Ausführung eines Kompakt-Heizkörpers mit externer
Regelung des Gesamtmassenstroms in einer Frontansicht, Fig. 2a: den Heizkörper nach Fig. 2 in einer Draufsicht, Fig. 2b: den Heizkörper nach Fig. 2 in einer Seitenansicht von links, Fig. 2c: den Heizkörper nach Fig. 2 in einer Seitenansicht von rechts,
Fig. 3: einen Ventilheizkörper mit integrierter Regelung des
Gesamtmassenstroms in einer Frontansicht, Fig. 3a: den Heizkörper nach Fig. 3 in einer Draufsicht, Fig. 3b: den Heizkörper nach Fig. 3 in einer Seitenansicht von links, Fig. 3c: den Heizkörper nach Fig. 3 in einer Seitenansicht von rechts, Fig. 4: eine weitere Ausführung eines Ventilheizkörper mit integrierter
Regelung des Gesamtmassenstroms in einer Frontansicht, Fig. 4a: den Heizkörper nach Fig. 4 in einer Draufsicht, Fig. 4b: den Heizkörper nach Fig. 4 in einer Seitenansicht von links, Fig. 4c: den Heizkörper nach Fig. 4 in einer Seitenansicht von rechts.
Bei der Ausführung mit externer Regelung des Gesamtmassenstroms (Kompakt- Heizkörper - Figuren 1 und 2 mit den zugehörigen Ansichten a bis c) wird in einem oberen Verbindungsstück a ein zusätzliches Heizkörperventil 3 integriert, mit dem der Massenstrom vom Vorlauf VL über einen Rohrstutzen 7 mit integriertem Heizkörperventil in die Einlassöffnung der hinteren Platte T unter Einsatz eines festen Absperrorgans 4 und einer Überströmverbindung 5 gesteuert wird. Die Regelung erfolgt über ein übliches Heizkörperthermostat. Hierin wirkt eine (gas- oder flüssigkeitsbefüllte) integrierte Ausdehnungskammer gegen eine einstellbare Federkraft. Die Einstellung diese zweiten, hinteren Thermostates muss auf die Einstellung des Regelgliedes bzw. Thermostats für die Regelung des Gesamtmassenstroms abgestimmt werden. Vorzugsweise öffnet das zweite Thermostat erst bei einem größeren Temperaturabfall im Raum (Auslegungsfall) und schaltet damit die hintere(n) Platten f zu um die erforderliche Heizleistung zu erreichen. Im Regelfall hingegen bleibt das Heizkörperventil 3 zur Regelung des Massenstroms in die hintere(n) Platte(n) 1' geschlossen. Der über das erste Ventil 2 zugeführte Gesamtmassenstrom fließt nur in die vordere Platte 1. Die Ausführung nach Fig. 1 zeigt einen Kompaktheizkörper mit gleichseitiger Bedienbarkeit, d.h. die beiden Heizkörperventile 2, 3 sind hier dem Verbindungsstück a zugeordnet, welches als Doppelstück ausgebildet ist und im Inneren mit einem Absperrorgan 4 versehen ist. Die Überströmverbindung 5 ist als u-förmiger Rohrstutzen ausgebildet. Die der Heizmediumeintrittsseite gegenüberliegenden Verbindungsstücke b und d sind so ausgeführt, dass sie nicht Heizfluid durchleitend sind, d.h. nahe der vorderen Heizplatte 1 sind Absperrorgane 4 vorgesehen.
Die Ausführung nach Fig. 2 zeigt einen Kompaktheizkörper mit wechselseitiger Bedienbarkeit, d.h. die beiden Heizkörperventile 2, 3 sind hier den getrennten Verbindungsstücken a bzw. b zugeordnet, die als normale T-Stücke bzw. T - Stücke mit integrierte Ventilaufnahme ausgebildet sind, wobei das zusätzliche Heizkörperventil 3 im Verbindungsstück b integriert ist. Die Überströmverbindung 5 ist als Rohrverbindung zwischen den oberen Verbindungsstücken a und b ausgebildet. Die Verbindungsstücke b und d sind so ausgeführt, dass sie nicht Heizfluid durchleitend sind, d.h. nahe der vorderen Heizplatte 1 sind Absperrorgane 4 vorgesehen. Das Verbindungsstück a ist für das Heizfluid in Richtung hinterer Platte Y durch ein Absperrorgan 4 verschlossen.
In den Figuren 3 und 4 sowie den zugehörigen Ansichten a bis c werden Ausführungen von sogenannten Ventilheizkörpern mit integrierter Regelung des Gesamtmassenstroms gezeigt. Dabei sind in dem oder den oberen Verbindungsstück bzw. -stücken a bzw. b zwei parallel geschaltete Heizkörperventile 2, 3 - eins für die Front -und die Rückplatte 1 , T integriert, mit denen der Massenstrom pro Heizplatte separat geregelt werden kann. Die Regelung erfolgt über übliche Heizkörperthermostate, wobei die Einstellung dieses zweiten Heizkörperthermostats (für die hintere Platte V) auf die Einstellung des ersten Thermostats (für die vordere Platte 1 ) abgestimmt wird. Vorzugsweise öffnet das hintere Thermostat erst bei einem größeren Temperaturabfall im Raum und schaltet damit die hintere(n) Platte(n) Y zu, um die erforderliche Heizleistung zu erreichen. Im Regelfall hingegen bleibt das Heizkörperventil 3 zur Regelung des Massenstroms in die hintere(n) Platte(n) Y geschlossen. Der zugeführte Gesamtmassenstrom fließt über das vordere Heizkörperventil 2 nur in die vordere Platte 1.
Damit es im Regelfall nicht zu einem Überströmendes des Heizfluids von der Frontplatte 1 in die Rückplatte(n) V und damit zu einer seriellen Durchströmung kommt, sind die der Wassereintrittsseite gegenüberliegenden Plattenverbindungen der Verbindungsstücke b, d so ausgeführt, dass sie nicht Heizfluid leitend sind. Das heizfluideintrittsseitige untere Verbindungsstück c (Doppelstück mit Vor- und Rücklaufstutzen) hingegen ist zu beiden Platten 1 , Y Heizmedium leitend, so dass über dieses das Heizfluid aus beiden Platten 1 , Y wieder ins Rohrnetz abgeführt werden kann. Der Vorlauf VL wird über das Verbindungsstück c und einer Steigleitung 6 zum Überströmrohr 5 geleitet.
Die Ausführung nach Fig. 3 zeigt einen Ventilheizkörper mit gleichseitiger Bedienbarkeit, d.h. die beiden Heizkörperventile 2, 3 sind hier dem Verbindungsstück a zugeordnet, welches als Doppelstück ausgebildet ist und im Inneren mit einem Absperrorgan 4 versehen ist. Die Überströmverbindung 5 ist als u-förmiger Rohrstutzen ausgebildet. Die der Heizmediumeintrittsseite gegenüberliegenden Verbindungsstücke b und d sind so ausgeführt, dass sie nicht Heizfluid durchleitend sind, d.h. nahe der vorderen Heizplatte 1 sind Absperrorgane 4 vorgesehen.
Die Ausführung nach Fig. 4 zeigt einen Ventilheizkörper mit wechselseitiger Bedienbarkeit, d.h. die beiden Heizkörperventile 2, 3 sind hier den getrennten Verbindungsstücken a bzw. b zugeordnet, die als normale T-Stücke bzw. T - Stücke mit integrierte Ventilaufnahme ausgebildet sind, wobei das zusätzliche Heizkörperventil 3 im Verbindungsstück b integriert ist. Die Überströmverbindung 5 ist als Rohrverbindung zwischen den oberen Verbindungsstücken a und b ausgebildet. Die Verbindungsstücke b und d sind so ausgeführt, dass sie nicht Heizfluid durchleitend sind, d.h. nahe der vorderen Heizplatte 1 sind Absperrorgane 4 vorgesehen. Das Verbindungsstück a ist für das Heizfluid in Richtung hinterer Platte 1 ' durch ein Absperrorgan 4 verschlossen.
Bei den oben beschriebenen Heizkörpern kann der Antrieb und die Regelung des zusätzlichen Heizkörperventils kann auf verschieden Weisen realisiert werden. Normalerweise erfolgen die Regelung und der Antrieb über handel- und marktübliche Thermostatköpfe.
Der Antrieb kann elektromotorisch und die Regelung des Antriebs über einen Raumthermostat erfolgen. Werden zur Heizkörperventilsteuerung ebenfalls elektromotorische oder elektrothermische Antriebe verwendet, wird dies vorzugsweise über das gleiche Raumthermostat geregelt.
Der Antrieb kann elektrothermisch (elektrisch beheizte Ausdehnungskammer) und die Regelung des Antriebs über ein Raumthermostat erfolgen. Werden zur Heizkörperventilsteuerung ebenfalls elektromotorische oder elektrothermische Antriebe verwendet, wird dies vorzugsweise über das gleiche Raumthermostat geregelt. Der Antrieb kann elektromotorisch und die Regelung des Antriebs über eine Frontplatten -Temperaturdifferenz - Regelung wie nachfolgend beschrieben erfolgen.
An der Frontplatte wird an mindestens 2 Punkten eine Messung der Oberflächentemperatur vorgenommen. Messpunkt 1 ist in der Nähe des Einströmpunktes des Vorlaufs in die Platte also der heißeste Bereich des Heizkörpers. Der zweite Messpunkt 2 wird an der kältesten Stelle der Platte gesetzt - im Normalfall (Vorlauf oben durch eines der Verbindungsteile der Platten) diagonal gegenüber Messpunkt 1. Die Messung kann über direkt auf die Platte aufgebrachten Temperaturfühler oder aber auch berührungslos (z.B. Infrarotmessung) erfolgen. Bei geringem Massenstrom (also niedrigem Wärmebedarf) wird sich ein relativ hoher Temperaturunterschied zwischen den Messpunkten einstellen. Mit zunehmendem Massenstrom wird dieses Delta - T jedoch immer geringer werden, da die Frontplatte gleichmäßiger durchwärmt wird. Diese Informationen werden im Regelglied ausgewertet und verarbeitet und damit der elektromotorische Antrieb gesteuert. Bei hohem Temperaturunterschied auf der Frontplatte bleibt das zweite Heizkörperventil geschlossen, d.h. kein Wasser fließt in die hintere(n) Heizplatte(n). Bei Unterschreiten einer auf die individuellen Bedürfnisse des Endnutzers und/oder Heizungssystem abhängigen Parametern im Regelelement einstellbaren Mindesttemperaturdifferenz wird das Absperrorgan geöffnet und die hintere(n) Platten parallel zur Frontplatte durchströmt, um die für den Auslegungsfall benötigte Heizleistung zu erreichen. Bei entsprechender Auslegung des Regelelements können verschiedene individuell wählbare Programme hinterlegt werden. Ebenso ist die Integration eines „Booster- Programms" möglich, bei dem die unabhängig von der Temperaturdifferenz die Klappe sofort auf volle Öffnung geht um somit eine schnellstmögliche Aufheizung zu erreichen. Bei der zuvor beschriebenen Regelung kann der Antrieb auch elektrothermisch (elektrisch beheizte Ausdehnungskammer) erfolgen.

Claims

Patentansprüche
1. Heizkörper, insbesondere Flachheizkörper oder Heizwand, mit
- Vorlaufanschluss (VL),
- Rücklaufanschluss (RL),
- einer ersten, durchströmten und vorzugsweise dem zu beheizenden Raum zugewandten Heizplatte (1 ) und
- wenigstens einer weiteren durchströmten und vorzugsweise dahinter angeordneten Heizplatte (V) und
- zwischen den oberen und unteren Endbereichen der Heizplatten (1 , V) angeordneten Verbindungsstücken (a, b, c, d) sowie
- einem Heizkörperventil (2) zur Regelung des Gesamtmassenstroms eines
Heizmediums, wobei durch eine selektive Anordnung von Absperrorganen (4) in wenigstens einem der Verbindungsstücke (a, b, c, d) die erste Heizplatte (1) vor den übrigen Heizplatten (V) im Wesentlichen gleichmäßig durchströmt wird, dadurch gekennzeichnet, dass in einem der oberen Verbindungsstücke (a, b) ein weiteres Heizkörperventil (3) integriert ist, mit welchem der Massenstrom des Heizmediums in die hintere Heizplatte (V) über eine Überströmverbindung (5) leitbar ist.
2. Heizkörper nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass bei externer Regelung des Gesamtmassenstroms des Heizmediums die beiden Heizkörperventile (2, 3) in einem der beiden oberen Verbindungsstücke (a, b) angeordnet sind, wobei das Verbindungsstück (a) oder (b) als Doppelstück mit innerem Absperrorgan (4) ausgebildet ist und eine Überströmverbindung (5) aufweist.
3. Heizkörper nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass bei externer Regelung der Gesamtmassenstroms des Heizmediums jeweils ein Heizkörperventil (2, 3) in einem der beiden oberen Verbindungsstücke (a, b) angeordnet ist, wobei die Verbindungsstücke (a) und (b) durch eine Überströmverbindung (5) miteinander verbunden sind, und jeweils ein Absperrorgan (4) aufweisen, wobei nur das jeweils wassereintrittsseitig angeordnete Verbindungsstück (a, b) zur vorderen Heizplatte (1 ) Heizfluid leitend ausgebildet ist.
4. Heizkörper nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass bei integrierter Regelung des Gesamtmassenstroms des Heizmediums die beiden Heizkörperventile (2, 3) in einem der oberen Verbindungsstücke (a, b) integriert sind, wobei die Verbindungsstücke (a) oder (b) als Doppelstücke mit innerem Absperrorgan (4) und einer Überströmverbindung (5) ausgebildet sind und die Überströmverbindung (5) über eine Steigleitung (6) mit dem jeweils gegenüberliegenden im unteren Endbereich angeordneten Verbindungsstück (c) oder (d) verbunden ist, wobei das im unteren Endbereich angeordnete Verbindungsstück (c) oder (d) als Doppelstück mit Vor- und Rücklaufstutzen (VL, RL) ausgebildet ist.
5. Heizkörper nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass jeweils ein Heizkörperventil (2, 3) in einem der beiden oberen Verbindungsstücke (a, b) angeordnet ist, wobei die Verbindungsstücke (a) und (b) durch eine Überströmverbindung (5) miteinander verbunden sind, und jeweils ein Absperrorgan (4) aufweisen, wobei nur das jeweils heizfluideintrittsseitig angeordnete Verbindungsstück (a, b) zur vorderen Heizplatte (1 ) Heizfluid leitend ausgebildet ist, die Überströmverbindung (5) über eine Steigleitung (6) mit dem jeweils gegenüberliegenden im unteren Endbereich angeordneten Verbindungsstück (c) oder (d) verbunden ist, wobei das im unteren Endbereich angeordnete Verbindungsstück (c) oder (d) als Doppelstück mit Vor- und Rücklaufstutzen (VL, RL) ausgebildet ist.
6. Heizkörper nach Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die der Heizmediumeintrittsseite gegenüberliegenden Verbindungsstücke jeweils nicht Heizmedium durchleitend ausgebildet sind.
7. Heizkörper nach Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Antrieb des Heizkörperventils (3) elektromotorisch und die Regelung des Antriebs über einen Raumthermostat erfolgt.
8. Heizkörper nach Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Antrieb des Heizkörperventils (3) elektrothermisch (elektrisch beheizte Ausdehnungskammer) und die Regelung des Antriebs über ein Raumthermostat erfolgt.
9. Heizkörper nach Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Antrieb des Heizkörperventils (3) elektromotorisch oder elektrothermisch und die Regelung des Antriebs über eine Frontplatten -Temperaturdifferenz - Regelung erfolgt.
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