WO2009026901A2 - Temperature regulating arrangement - Google Patents

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Gerhard Behse
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Brauns, Ingo
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    • F24D—DOMESTIC- OR SPACE-HEATING SYSTEMS, e.g. CENTRAL HEATING SYSTEMS; DOMESTIC HOT-WATER SUPPLY SYSTEMS; ELEMENTS OR COMPONENTS THEREFOR
    • F24D19/00—Details
    • 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
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    • G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
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    • G05D23/12—Control of temperature without auxiliary power with sensing element responsive to pressure or volume changes in a confined fluid
    • G05D23/125—Control of temperature without auxiliary power with sensing element responsive to pressure or volume changes in a confined fluid the sensing element being placed outside a regulating fluid flow
    • G05D23/126—Control of temperature without auxiliary power with sensing element responsive to pressure or volume changes in a confined fluid the sensing element being placed outside a regulating fluid flow using a capillary tube
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    • G05D23/19—Control of temperature characterised by the use of electric means
    • G05D23/1925—Control of temperature characterised by the use of electric means using a combination of auxiliary electric and non-electric power

Definitions

  • the invention relates to a temperature control arrangement according to the preamble of claim 1.
  • thermostatic attachment for a valve
  • the thermostatic attachment comprises a thermostatic element with a heat-expandable filling medium and at the same time serves as an actual value sensor.
  • Serial to the thermostatic element is an actuator.
  • Thermostat element and actuator work together on the valve.
  • the actuator is controlled by a control circuit which receives input signals from a remote input device.
  • the well-known thermostatic top works similar to a conventional thermostatic valve with manual setting of a SolI value by turning the housing, but uses an electromechanical actuator, which is operated by a remote setpoint generator. Since the actual value sensor is located in the immediate vicinity of the radiator, it does not measure the room temperature, but rather a higher temperature influenced by the heat radiating of the radiator. The difference between the temperature in the vicinity of the radiator and the actual room temperature depends on the thermal insulation of the room, the location of the radiator in the room and the difference between the outside temperature and the desired room temperature. Thus, to achieve an equal room temperature, the setpoint would have to be set higher on cold days than on mild days. This leads to increased actuating operations of the actuator and thus to a power consumption of the power source of the actuator. Due to the delay between the opening of the radiator valve and heating of the actual value sensor on the heated air from the radiator also strong control oscillations arise in the thermostatic element.
  • the invention has for its object to provide a temperature control arrangement for a radiator, which complies with pre-existing a setpoint this with high accuracy and causes less control swing. This object is achieved in a temperature control arrangement according to the preamble of claim 1 by the features of this claim.
  • both the setpoint generator and the room temperature sensor are arranged offset, so that the room temperature is controlled with high accuracy to the set value and no different setpoint inputs are required for different outdoor temperatures.
  • the remote sensor connected to the thermo-mechanical actuator is designed as a source of power source, which directly derives its primary energy from the radiator by thermal coupling with the heating surface of the radiator and transfers it via the medium to the actuator.
  • the actuator thus responds directly to changes in the temperature of the heating surface of the radiator and uses the thermal energy to actuate the radiator valve almost instantaneously. Control vibrations are considerably reduced. Further, during heating, the desired room temperature and then - A -
  • the electromechanical actuator must make much fewer corrections, which reduces its energy requirements.
  • the setpoint generator can be connected to a first control input of the control unit and the room temperature sensor to a second control input of the control unit.
  • input values are transmitted separately to the control unit and this causes an actuation of the electromechanical actuator in case of a possible deviation.
  • the reference value generator can be connected to a first control input and the room temperature sensor to a second control input of a differential value transmitter and a control output of the differential value transmitter can be connected to a control input of the control unit.
  • a radiator temperature sensing device can be connected to a further control input of the control unit.
  • thermo-mechanical actuator As a result, a control cascade is created, which further reduces a possibly existing oscillation tendency of the thermo-mechanical actuator.
  • the radiator temperature detecting device may include a
  • Remote sensor or thermally coupled to the heating surface of the radiator radiator probe include.
  • the radiator sensor supplies a temperature value of the radiator and can thus be used directly as an input variable of the control unit.
  • the control output of the control device can be deactivated. This prevents that the electromechanical actuator is unnecessarily operated when the radiator anyway can not reach a set room temperature due to a cause anyway to low flow temperature.
  • the control output of the control device can be deactivated.
  • the radiator temperature sensing device may alternatively include a position sensor for detecting the position of the expansion body coupled to the actuator.
  • the remote sensor of the thermo-mechanical actuator is simultaneously used as a temperature sensor, without the need for a further signal line between the radiator and the valve actuator.
  • the position of the expansion body coupled to the actuator is evaluated as a temperature-dependent measured variable.
  • the actuator is designed as a battery-operated geared motor.
  • control unit with the thermo-mechanical actuator and the actuator can be arranged in a valve operating device attached to the radiator valve
  • the setpoint generator, the room temperature sensor and the optional differential value transmitter can be arranged in an operating unit remote from the valve actuating device
  • the valve operating device and the operating device each comprise a radio module, be transmitted via the control signals between the setpoint generator and the room temperature sensor or the optional Differenzwertge- on the one hand and the controller on the other.
  • a safety spring can be arranged between the expansion body and a stop.
  • This safety spring ensures that in the event of an excess temperature on the remote sensor, the expansion element can continue to expand without damaging the expansion element.
  • the drawing shows a schematic representation of a temperature control arrangement with a Vetilbetus institutes réelle in partial section.
  • the Vetilbetus tos réelle 10 includes a thermo-mechanical actuator 20, an electromechanical actuator 22, a controller 24, a radio module 26 and a battery 28.
  • Ein remote control unit 12 includes a setpoint generator 42, a room temperature sensor 44, a differential value transmitter 46 and a radio module 48.
  • the thermo-mechanical actuator 20 consists of an elongated body 30 filled with a liquid or gaseous medium and a remote sensor 32 connected to the expansion body 30 via a capillary tube 34.
  • the remote sensor 32 is disposed on and thermally coupled to the heating surface of the radiator 14.
  • Between the Dehn Sciences 30 and a valve actuating pin 18 of the electromechanical actuator 22 is arranged, whose control input is connected to the control output of the control unit 24.
  • the actuator 22 consists of a threaded spindle 36 connected in series with the expansion element 30 in a threaded sleeve, a gear 38 and a motor 40.
  • a control input of the control unit 24 is wirelessly coupled to the radio module 48 of the HMI device 12 via the radio module 26 of the Vetilbetuschists réelles 10.
  • signal outputs of the setpoint generator 42 and the room temperature sensor 44 are connected to signal inputs of the differential value transmitter 46, while a control output of the differential value transmitter 46 is connected to the radio module 48 of the operating device 12. dif- Reference values between the setpoint generator 42 and the room temperature sensor 44 are thus transmitted to the control input of the control unit 24.
  • radiator temperature detection device is connected to a further control input of the control unit 24.
  • the radiator temperature sensing device two alternative embodiments are shown.
  • a remote sensor 32 or a thermally coupled to the heating surface of the radiator 14 radiator sensor 50 is present.
  • the Schumanauera- ture writtensvorraum consists of a position sensor 52 for detecting the position of coupled to the actuator 22 Dehn stresses 30.
  • the position sensor 52 may also be part of a closing position detection device of the radiator valve 16, by means of the closed position, the control output of the control unit 24 is deactivated , This also prevents the electromechanical actuator from being unnecessarily actuated when the radiator valve is closed due to overheating.
  • the temperature control arrangement operates as follows: First, with the setpoint generator 42 on the control unit 12, the desired room temperature is set. The current room temperature is detected by room temperature sensor 44. If there is a difference between the desired and the current room temperature, the differential value transmitter 46 transmits a control signal to the control unit 24 by wireless communication via the radio modules 48, 26.
  • the electromechanical actuator 22 is caused to make a presetting on the valve actuating pin 18 of the radiator valve 16, which corresponds to the heating energy required to achieve the desired room temperature.
  • the radiator valve 16 is further opened or closed further via the valve actuation pin 18, whereby a heating water flow is changed from a flow VL to a return RL. Since the heating energy supplied by the radiator 14 is dependent on the flow temperature, the supply pressure and the valve characteristic in addition to the presetting of the valve actuating pin 18, a permanent control of the valve opening is required, which requires an auxiliary power.
  • the actuator 22 is not actuated, but used a separate drive and thus the battery 28, which feeds the actuator 22 relieved.
  • the separate drive is formed by the expansion element 30 of the thermomechanical actuator 20, which is connected via the capillary tube 34 to the remote sensor 32 mounted on the radiator 14.
  • the remote sensor 32 is formed as independent of the battery 28 Stellenergyquelle that relates their primary energy by thermal coupling with the heating surface of the radiator 32 directly from the radiator 32 and transmits through the medium to the expansion body 30.
  • the auxiliary power required for the permanent control of the valve opening is taken directly from the heating energy.
  • a safety spring 54 is disposed between the expansion body 30 and a stop.

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Abstract

Disclosed is a temperature regulating arrangement for a heating unit, comprising a thermomechanical control member which is disposed on a heating unit valve and encompasses an expansion element that is filled with a liquid or gaseous medium and is coupled to a valve actuation pin. Said temperature regulating arrangement further comprises a remote sensor that is connected to the expansion element by means of a capillary tube, and an electromechanical actuator which is connected in series to the actuation path of the expansion element. The control input of the electromechanical actuator is connected to the control output of a control device that is controlled by setpoint generators and actual value sensors. The remote sensor is designed as a controlling energy source which draws the primary energy thereof directly from the heating unit by being thermally coupled to the heating area of the heating unit and transfers said primary energy to the control member by means of the medium. A setpoint generator is coupled to a control input of the control device, and a room temperature sensor is also coupled to a control input of the control device.

Description

Temperaturregelanordnung Temperature control arrangement
Die Erfindung betrifft eine Temperaturregelanordnung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a temperature control arrangement according to the preamble of claim 1.
Aus der DE 197 54 837 Al ist ein Thermostataufsatz für ein Ventil bekannt. Der Thermostataufsatz umfasst ein Thermostatelement mit einem durch Wärme dehnbaren Füllmedium und dient gleichzeitig als Istwertfühler. Seriell zum Thermostatelement befindet sich ein Stellglied. Thermostatelement und Stellglied wirken zusammen auf das Ventil. Das Stellglied wird durch eine Steuerschaltung gesteuert, die Eingabesignale von einer abgesetzten Eingabevorrichtung erhält.From DE 197 54 837 Al a thermostatic attachment for a valve is known. The thermostatic attachment comprises a thermostatic element with a heat-expandable filling medium and at the same time serves as an actual value sensor. Serial to the thermostatic element is an actuator. Thermostat element and actuator work together on the valve. The actuator is controlled by a control circuit which receives input signals from a remote input device.
Der bekannte Thermostataufsatz arbeitet ähnlich einem üblichen Thermostatventil mit manueller Einstellung eines SoIl- wertes durch Drehen des Gehäuses, nutzt aber ein elektrome- chanisches Stellglied, das von einem abgesetzten Sollwertgeber betätigt wird. Da der Istwertfühler in unmittelbarer Nähe des Heizkörpers angeordnet ist, misst er nicht die Raumtemperatur, sondern eine von der Wärmeabstahlung des Heizkörpers beeinflusste höhere Temperatur. Die Differenz zwischen der in der Nähe des Heizkörpers auftretende Temperatur und der tatsächlichen Raumtemperatur ist von der Wärmeisolierung des Raumes, der Anordnung des Heizkörpers im Raum und der Differenz zwischen der Außentemperatur und der gewünschten Raumtemperatur abhängig. So müsste zur Erzielung einer gleichen Raumtemperatur der Sollwert an kalten Tagen höher als an milden Tagen eingestellt werden. Dies führt zu erhöhten Stellvorgängen des Stellgliedes und damit zu einem Energieverbrauch der Energiequelle des Stellgliedes. Wegen der Verzögerung zwischen Öffnung des Heizkörperventils und Erwärmung des Istwertfühlers über die vom Heizkörper erwärme Luft ergeben sich außerdem starke Regelschwingungen beim Thermostatelement.The well-known thermostatic top works similar to a conventional thermostatic valve with manual setting of a SolI value by turning the housing, but uses an electromechanical actuator, which is operated by a remote setpoint generator. Since the actual value sensor is located in the immediate vicinity of the radiator, it does not measure the room temperature, but rather a higher temperature influenced by the heat radiating of the radiator. The difference between the temperature in the vicinity of the radiator and the actual room temperature depends on the thermal insulation of the room, the location of the radiator in the room and the difference between the outside temperature and the desired room temperature. Thus, to achieve an equal room temperature, the setpoint would have to be set higher on cold days than on mild days. This leads to increased actuating operations of the actuator and thus to a power consumption of the power source of the actuator. Due to the delay between the opening of the radiator valve and heating of the actual value sensor on the heated air from the radiator also strong control oscillations arise in the thermostatic element.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Temperaturregelanordnung für einen Heizkörper zu schaffen, die bei Vor- gäbe eines Sollwertes diesen mit hoher Genauigkeit einhält und weniger Regelschwingen verursacht. Diese Aufgabe wird bei einer Temperaturregelanordnung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 durch die Merkmale dieses Anspruchs gelöst.The invention has for its object to provide a temperature control arrangement for a radiator, which complies with pre-existing a setpoint this with high accuracy and causes less control swing. This object is achieved in a temperature control arrangement according to the preamble of claim 1 by the features of this claim.
Weiterbildungen und vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.Further developments and advantageous embodiments will become apparent from the dependent claims.
Bei der Erfindung sind sowohl der der Sollwertgeber als auch der Raumtemperaturfühler abgesetzt angeordnet, so dass die Raumtemperatur mit hoher Genauigkeit auf den eingestellten Sollwert geregelt wird und keine unterschiedlichen Sollwerteingaben für unterschiedliche Außentemperaturen nötig sind.In the invention, both the setpoint generator and the room temperature sensor are arranged offset, so that the room temperature is controlled with high accuracy to the set value and no different setpoint inputs are required for different outdoor temperatures.
Außerdem ist der mit dem thermomechanischen Stellglied ver- bundene Fernfühler als Stellenergiequelle ausgebildet, die ihre Primärenergie durch thermische Kopplung mit der Heizfläche des Heizkörpers unmittelbar aus dem Heizkörper bezieht und über das Medium auf das Stellglied überträgt. Das Stellglied spricht so direkt auf Temperaturänderungen der Heizflä- che des Heizkörpers an und nutzt die thermische Energie zur nahezu verzögerungsfreien Betätigung des Heizkörperventils. Regelschwingungen werden erheblich reduziert. Ferner werden beim Aufheizen die gewünschte Raumtemperatur und anschließend - A -In addition, the remote sensor connected to the thermo-mechanical actuator is designed as a source of power source, which directly derives its primary energy from the radiator by thermal coupling with the heating surface of the radiator and transfers it via the medium to the actuator. The actuator thus responds directly to changes in the temperature of the heating surface of the radiator and uses the thermal energy to actuate the radiator valve almost instantaneously. Control vibrations are considerably reduced. Further, during heating, the desired room temperature and then - A -
ein eingeschwungener stabiler Zustand schneller erreicht. Der elektromechanische Aktor muss hierbei wesentlich weniger Korrekturen vornehmen, wodurch dessen Energiebedarf reduziert wird.a stable steady state reached faster. The electromechanical actuator must make much fewer corrections, which reduces its energy requirements.
Der Sollwertgeber kann mit einem ersten Steuereingang des Steuergerätes und der Raumtemperaturfühler mit einem zweiten Steuereingang des Steuergerätes verbunden sein.The setpoint generator can be connected to a first control input of the control unit and the room temperature sensor to a second control input of the control unit.
Bei dieser Ausführung werden Eingabewerte gesondert zum Steuergerät übermittelt und dieses veranlasst bei einer eventuellen Regelabweichung eine Betätigung des elektromechanischen Aktors.In this embodiment, input values are transmitted separately to the control unit and this causes an actuation of the electromechanical actuator in case of a possible deviation.
Alternativ kann der Sollwertgeber mit einem ersten Steuereingang und der Raumtemperaturfühler mit einem zweiten Steuereingang eines Differenzwertgebers verbunden sind und ein Steuerausgang des Differenzwertgebers mit einem Steuereingang des Steuergerätes verbunden sein.Alternatively, the reference value generator can be connected to a first control input and the room temperature sensor to a second control input of a differential value transmitter and a control output of the differential value transmitter can be connected to a control input of the control unit.
Bei jener Ausführung wird nur eine eventuelle Regelabweichung zum Steuergerät übermittelt in welchem Falle dieses eine Betätigung des elektromechanischen Aktors veranlasst. Gemäß einer Weiterbildung kann eine Heizkörpertemperaturer- fassungsvorrichtung mit einem weiteren Steuereingang des Steuergerätes verbunden sein.In that embodiment, only a possible deviation is transmitted to the control unit in which case this causes an actuation of the electromechanical actuator. According to a development, a radiator temperature sensing device can be connected to a further control input of the control unit.
Dadurch wird eine Regelkaskade geschaffen, die eine eventuell noch vorhandene Schwingneigung des thermomechanischen Stellglieds weiter reduziert.As a result, a control cascade is created, which further reduces a possibly existing oscillation tendency of the thermo-mechanical actuator.
Die Heizkörpertemperaturerfassungsvorrichtung kann einenThe radiator temperature detecting device may include a
Fernfühler oder einen thermisch mit der Heizfläche des Heizkörpers gekoppelten Heizkörperfühler umfassen.Remote sensor or thermally coupled to the heating surface of the radiator radiator probe include.
Der Heizkörperfühler liefert unabhängig vom mit dem Dehnkör- per des thermomechanischen Stellglieds über ein Kapillarrohr verbundenen Fernfühler einen Temperaturwert des Heizkörpers und kann so unmittelbar als Eingangsgröße des Steuergerätes genutzt werden.Irrespective of the remote sensor connected to the expansion element of the thermomechanical actuator via a capillary tube, the radiator sensor supplies a temperature value of the radiator and can thus be used directly as an input variable of the control unit.
Bei Unterschreitung einer von der Heizkörpertemperaturerfas- sungsvorrichtung erfassten Mindesttemperatur des Heizkörpers kann der Steuerausgang des Steuergerätes deaktiviert werden. Dadurch wird verhindert, dass der elektromechanische Aktor unnötig betätigt wird, wenn die Heizkörper aufgrund einer wie auch immer veranlassten zu geringen Vorlauftemperatur ohnehin nicht eine eingestellte Raumtemperatur erreichen kann.When the temperature falls below a minimum temperature of the radiator detected by the radiator temperature detection device, the control output of the control device can be deactivated. This prevents that the electromechanical actuator is unnecessarily operated when the radiator anyway can not reach a set room temperature due to a cause anyway to low flow temperature.
Weiterhin kann mittels einer Schließstellungserfassungsvor- richtung des Heizkörperventils bei Schließstellung der Steuerausgang des Steuergerätes deaktiviert werden.Furthermore, by means of a closing position detection device of the radiator valve in the closed position, the control output of the control device can be deactivated.
Auch dadurch wird verhindert, dass der elektromechanische Aktor unnötig betätigt wird, wenn das Heizkörperventil aufgrund einer Übertemperatur geschlossen ist.This also prevents the electromechanical actuator from being unnecessarily actuated when the radiator valve is closed due to overheating.
Die Heizkörpertemperaturerfassungsvorrichtung kann alternativ einen Positionsgeber zur Erfassung der Position des mit dem Aktor gekoppelten Dehnkörpers umfassen.The radiator temperature sensing device may alternatively include a position sensor for detecting the position of the expansion body coupled to the actuator.
Bei dieser Ausführung wird der Fernfühler des thermomechani- schen Stellglieds gleichzeitig als Temperatursensor genutzt, ohne dass eine weitere Signalleitung zwischen dem Heizkörper und dem Ventilbetätigungsgerät benötigt wird. Als temperaturabhängige Messgröße wird die Position des mit dem Aktor gekoppelten Dehnkörpers ausgewertet. Vorzugsweise ist der Aktor als batteriebetriebener Getriebemotor ausgebildet.In this embodiment, the remote sensor of the thermo-mechanical actuator is simultaneously used as a temperature sensor, without the need for a further signal line between the radiator and the valve actuator. The position of the expansion body coupled to the actuator is evaluated as a temperature-dependent measured variable. Preferably, the actuator is designed as a battery-operated geared motor.
Bei dieser Lösung ist keine Netzstromversorgung nötig. Durch die vorgenannten erfindungsgemäßen Maßnahmen wird der Energieverbrauch so stark reduziert, dass beim derzeitigen Stand der Batterietechnik bereits eine Lebensdauer von mehreren Jahren zu erwarten ist.This solution requires no mains power supply. By the aforementioned measures according to the invention, the energy consumption is reduced so much that at the current state of battery technology already a lifetime of several years is expected.
Weiterhin kann das Steuergerät mit dem thermomechanischen Stellglied und dem Aktor in einem am Heizkörperventil angebrachten Ventilbetätigungsgerät und angeordnet sein, der Sollwertgeber, der Raumtemperaturfühler und der optionale Differenzwertgeber in einem von Ventilbetätigungsgerät abgesetzten Bediengerät angeordnet sein und dass das Ventilbetätigungsgerät und das Bediengerät jeweils ein Funkmodul umfassen, über die Steuersignale zwischen dem Sollwertgeber und dem Raumtemperaturfühler oder dem optionalen Differenzwertge- ber einerseits und dem Steuergerät andererseits übertragen werden. Dadurch ist es möglich, die erfindungsgemäße Temperaturregelanordnung ohne Verbindungskabel zu installieren und mehrere Jahre wartungsfrei zu betreiben.Furthermore, the control unit with the thermo-mechanical actuator and the actuator can be arranged in a valve operating device attached to the radiator valve, the setpoint generator, the room temperature sensor and the optional differential value transmitter can be arranged in an operating unit remote from the valve actuating device, and the valve operating device and the operating device each comprise a radio module, be transmitted via the control signals between the setpoint generator and the room temperature sensor or the optional Differenzwertge- on the one hand and the controller on the other. This makes it possible to install the temperature control arrangement according to the invention without connecting cable and to operate maintenance-free for several years.
Ergänzend kann zwischen dem Dehnkörper und einem Anschlag eine Sicherheitsfeder angeordnet sein.In addition, a safety spring can be arranged between the expansion body and a stop.
Diese Sicherheitsfeder sorgt dafür, dass bei einer Übertemperatur am Fernfühler der Dehnkörper sich weiter ausdehnen kann ohne dass Schäden am Dehnkörper auftreten können.This safety spring ensures that in the event of an excess temperature on the remote sensor, the expansion element can continue to expand without damaging the expansion element.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels erläutert, das in der Zeichnung dargestellt ist.The invention will be explained with reference to an embodiment shown in the drawing.
Die Zeichnung zeigt eine schematische Darstellung einer Temperaturregelanordnung mit einem Vetilbetätigungsgerät im Teilschnitt.The drawing shows a schematic representation of a temperature control arrangement with a Vetilbetätigungsgerät in partial section.
An einem durch eine Feder vorgespannten Heizkörperventil 16 eines Heizkörpers 14 ist ein Vetilbetätigungsgerät 10 befestigt. Das Vetilbetätigungsgerät 10 umfasst ein thermomechani- sches Stellglied 20, einen elektromechanischen Aktor 22, ein Steuergerät 24, ein Funkmodul 26 und eine Batterie 28. Ein abgesetztes Bediengerät 12 umfasst einen Sollwertgeber 42, einen Raumtemperaturfühler 44, einen Differenzwertgeber 46 und ein Funkmodul 48.On a biased by a spring radiator valve 16 of a radiator 14, a Vetilbetätigungsgerät 10 is attached. The Vetilbetätigungsgerät 10 includes a thermo-mechanical actuator 20, an electromechanical actuator 22, a controller 24, a radio module 26 and a battery 28. Ein remote control unit 12 includes a setpoint generator 42, a room temperature sensor 44, a differential value transmitter 46 and a radio module 48.
Das thermomechanische Stellglied 20 besteht aus einem mit einem flüssigen oder gasförmigen Medium gefüllten Dehnkörper 30 und einem mit dem Dehnkörper 30 über ein Kapillarrohr 34 verbundenen Fernfühler 32. Der Fernfühler 32 ist auf der Heizfläche des Heizkörpers 14 angeordnet und thermisch mit dieser gekoppelt. Zwischen dem Dehnkörper 30 und einem Ventilbetätigungsstift 18 ist der elektromechanische Aktor 22 angeordnet, dessen Steuereingang mit dem Steuerausgang des Steuergerätes 24 verbunden ist. Der Aktor 22 besteht aus einer seriell zum Dehnkörper 30 geschalteten Gewindespindel 36 in einer Gewin- dehülse, einem Getriebe 38 und einem Motor 40.The thermo-mechanical actuator 20 consists of an elongated body 30 filled with a liquid or gaseous medium and a remote sensor 32 connected to the expansion body 30 via a capillary tube 34. The remote sensor 32 is disposed on and thermally coupled to the heating surface of the radiator 14. Between the Dehnkörper 30 and a valve actuating pin 18 of the electromechanical actuator 22 is arranged, whose control input is connected to the control output of the control unit 24. The actuator 22 consists of a threaded spindle 36 connected in series with the expansion element 30 in a threaded sleeve, a gear 38 and a motor 40.
Ein Steuereingang des Steuergerätes 24 ist über das Funkmodul 26 des Vetilbetätigungsgeräts 10 drahtlos mit dem Funkmodul 48 des Bediengeräts 12 gekoppelt. Im Bediengerät 12 sind Sig- nalausgänge des Sollwertgebers 42 und des Raumtemperaturfühlers 44 mit Signaleingängen des Differenzwertgebers 46 verbunden, während ein Steuerausgang des Differenzwertgebers 46 mit dem Funkmodul 48 des Bediengeräts 12 verbunden ist. Dif- ferenzwerte zwischen dem Sollwertgeber 42 und dem Raumtemperaturfühler 44 werden so zum Steuereingang des Steuergeräts 24 übertragen.A control input of the control unit 24 is wirelessly coupled to the radio module 48 of the HMI device 12 via the radio module 26 of the Vetilbetätigungsgeräts 10. In the operating device 12, signal outputs of the setpoint generator 42 and the room temperature sensor 44 are connected to signal inputs of the differential value transmitter 46, while a control output of the differential value transmitter 46 is connected to the radio module 48 of the operating device 12. dif- Reference values between the setpoint generator 42 and the room temperature sensor 44 are thus transmitted to the control input of the control unit 24.
Zusätzlich ist noch eine Heizkörpertemperaturerfassungsvor- richtung mit einem weiteren Steuereingang des Steuergerätes 24 verbunden. Für die Heizkörpertemperaturerfassungsvorrich- tung sind zwei alternative Ausführungen dargestellt.In addition, a radiator temperature detection device is connected to a further control input of the control unit 24. For the radiator temperature sensing device, two alternative embodiments are shown.
Bei einer ersten Alternative ist ein Fernfühler 32 oder ein thermisch mit der Heizfläche des Heizkörpers 14 gekoppelter Heizkörperfühler 50 vorhanden.In a first alternative, a remote sensor 32 or a thermally coupled to the heating surface of the radiator 14 radiator sensor 50 is present.
Bei einer zweiten Alternative besteht die Heizkörpertempera- turerfassungsvorrichtung aus einem Positionsgeber 52 zur Erfassung der Position des mit dem Aktor 22 gekoppelten Dehnkörpers 30. Der Positionsgeber 52 kann auch Teil einer Schließstellungserfassungsvorrichtung des Heizkörperventils 16 sein, mittels der bei Schließstellung der Steuerausgang des Steuergerätes 24 deaktiviert wird. Auch dadurch wird verhindert, dass der elektromechanische Aktor unnötig betätigt wird, wenn das Heizkörperventil aufgrund einer Übertemperatur geschlossen ist.In a second alternative, the Heizkörpertempera- turefassungsvorrichtung consists of a position sensor 52 for detecting the position of coupled to the actuator 22 Dehnkörpers 30. The position sensor 52 may also be part of a closing position detection device of the radiator valve 16, by means of the closed position, the control output of the control unit 24 is deactivated , This also prevents the electromechanical actuator from being unnecessarily actuated when the radiator valve is closed due to overheating.
Die Temperaturregelanordnung arbeitet wie folgt: Zunächst wird mit dem Sollwertgeber 42 am Bediengerät 12 die gewünschte Raumtemperatur eingestellt. Die aktuelle Raumtemperatur wird von Raumtemperaturfühler 44 erfasst. Besteht eine Differenz zwischen der gewünschten und der aktuellen Raumtempera- tur, übermittelt der Differenzwertgeber 46 ein Steuersignal an das Steuergerät 24 und zwar durch drahtlose Kommunikation über die Funkmodule 48, 26.The temperature control arrangement operates as follows: First, with the setpoint generator 42 on the control unit 12, the desired room temperature is set. The current room temperature is detected by room temperature sensor 44. If there is a difference between the desired and the current room temperature, the differential value transmitter 46 transmits a control signal to the control unit 24 by wireless communication via the radio modules 48, 26.
Abhängig von Steuer- und Regelparametern des Steuergeräts 24 wird der elektromechanischen Aktor 22 veranlasst, eine Voreinstellung am Ventilbetätigungsstift 18 des Heizkörperventils 16 vorzunehmen, die der zur Erreichung der gewünschten Raumtemperatur erforderlichen Heizenergie entspricht. Je nach Änderungsrichtung dieser Voreinstellung wird über den Ventil- betätigungsstift 18 das Heizkörperventil 16 weiter geöffnet oder weiter geschlossen, wodurch ein Heizwasserstrom von einem Vorlauf VL zu einem Rücklauf RL verändert wird. Da die vom Heizkörper 14 gelieferte Heizenergie außer von der Voreinstellung des Ventilbetätigungsstifts 18 auch von der Vorlauftemperatur, dem Vorlaufdruck: und der Ventilcharakteristik abhängig ist, ist eine permanente Regelung der Ventil- Öffnung erforderlich, die eine Hilfsenergie erfordert. Für die permanente Regelung der Ventilöffnung wird nicht der Aktor 22 betätigt, sondern ein gesonderter Antrieb genutzt und damit die Batterie 28, die den Aktor 22 speist entlastet.Depending on the control parameters of the control unit 24, the electromechanical actuator 22 is caused to make a presetting on the valve actuating pin 18 of the radiator valve 16, which corresponds to the heating energy required to achieve the desired room temperature. Depending on the direction of change of this default setting, the radiator valve 16 is further opened or closed further via the valve actuation pin 18, whereby a heating water flow is changed from a flow VL to a return RL. Since the heating energy supplied by the radiator 14 is dependent on the flow temperature, the supply pressure and the valve characteristic in addition to the presetting of the valve actuating pin 18, a permanent control of the valve opening is required, which requires an auxiliary power. For the permanent control of the valve opening, the actuator 22 is not actuated, but used a separate drive and thus the battery 28, which feeds the actuator 22 relieved.
Der gesonderte Antrieb wird durch den Dehnkörper 30 des ther- momechanisehen Stellglieds 20 gebildet der über das Kapillarrohr 34 mit dem am Heizkörper 14 angebrachten Fernfühler 32 verbundenen ist. Dadurch ist der Fernfühler 32 als von der Batterie 28 unabhängige Stellenergiequelle ausgebildet, die ihre Primärenergie durch thermische Kopplung mit der Heizfläche des Heizkörpers 32 unmittelbar aus dem Heizkörper 32 bezieht und über das Medium auf den Dehnkörper 30 überträgt. Somit wird die zur permanenten Regelung der Ventilöffnung erforderliche Hilfsenergie direkt aus der Heizenergie entnom- men. Durch die thermische Kopplung des Fernfühlers 32 mit der Heizfläche des Heizkörpers 14 wird eine sehr schnelle Regelung erzielt.The separate drive is formed by the expansion element 30 of the thermomechanical actuator 20, which is connected via the capillary tube 34 to the remote sensor 32 mounted on the radiator 14. As a result, the remote sensor 32 is formed as independent of the battery 28 Stellenergiequelle that relates their primary energy by thermal coupling with the heating surface of the radiator 32 directly from the radiator 32 and transmits through the medium to the expansion body 30. Thus, the auxiliary power required for the permanent control of the valve opening is taken directly from the heating energy. By the thermal coupling of the remote sensor 32 with the heating surface of the radiator 14 a very fast control is achieved.
Eine weitere Entlastung der Batterie 28 kann erzielt werden, wenn unnötige Betätigungen des Aktors 22 vermieden werden. So kann bei Unterschreitung einer von der Heizkörpertemperatur- erfassungsvorrichtung erfassten Mindesttemperatur des Heizkörpers 14 der Steuerausgang des Steuergerätes 24 deaktiviert werden, da in diesem Fall ohnehin nicht die eingestellte Raumtemperatur erreicht werden kann.Further relief of the battery 28 can be achieved if unnecessary actuations of the actuator 22 are avoided. Thus, when falling below a detected by the radiator temperature detection device minimum temperature of the radiator 14, the control output of the control unit 24 are disabled, since in this case can not be reached anyway the set room temperature.
Außerdem ist zwischen dem Dehnkörper 30 und einem Anschlag eine Sicherheitsfeder 54 angeordnet. In addition, a safety spring 54 is disposed between the expansion body 30 and a stop.

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e Patent claims
1. Temperaturregelanordnung für einen Heizkörper (14) mit a) einem an einem Heizkörperventil (16) angeordneten thermo- mechanischen Stellglied (20), das einen mit einem flüssigen oder gasförmigen Medium gefüllten und mit einem Ventilbetäti- gungsstift (18) gekoppelten Dehnkörper (30) umfasst, b) einem mit dem Dehnkörper (30) über ein Kapillarrohr (34) verbundenen Fernfühler (32), c) einem seriell zum Betätigungsweg des Dehnkörpers (30) geschalteten elektromechanischen Aktor (22), dessen Steuerein- gang mit dem Steuerausgang eines Steuergerätes (24) verbunden ist und d) einer mit dem Steuereingang des Steuergerätes (24) gekoppelten abgesetzten Eingabevorrichtung (12) , dadurch gekennzeichnet, dass e) der Fernfühler (32) als Stellenergiequelle ausgebildet ist, die ihre Primärenergie durch thermische Kopplung mit der Heizfläche des Heizkörpers (14) unmittelbar aus dem Heizkör- per (14) bezieht und über das Medium auf das Stellglied (20) überträgt und f) die Eingabevorrichtung (12) einen Sollwertgeber (42) und einen Raumtemperaturfühler (44) umfasst. 51. Temperature control arrangement for a radiator (14) having a) a thermo-mechanical actuator (20) arranged on a radiator valve (16) and comprising a dilation body (30 ') filled with a liquid or gaseous medium and coupled to a valve actuation pin (18) ), b) a remote sensor (32) connected to the expansion element (30) via a capillary tube (34), c) an electromechanical actuator (22) connected in series with the actuation path of the expansion element (30), its control input with the control output Control unit (24) is connected and d) a coupled to the control input of the control unit (24) remote input device (12), characterized in that e) the remote sensor (32) is designed as a job energy source, the primary energy by thermal coupling to the heating surface of the radiator (14) directly from the radiator via (14) and transmits via the medium to the actuator (20) and f) the input device (12) comprises a setpoint generator (42) and a room temperature sensor (44). 5
2. Temperaturregelanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Sollwertgeber (42) mit einem ersten Steuereingang des Steuergerätes (24) und der Raumtemperaturfühler (44) mit einem zweiten Steuereingang des Steuergerätes2. Temperature control arrangement according to claim 1, characterized in that the setpoint generator (42) with a first control input of the control unit (24) and the room temperature sensor (44) with a second control input of the control unit
10 (24) verbunden sind.10 (24) are connected.
3. Temperaturregelanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Sollwertgeber (42) mit einem ersten Steuereingang und der Raumtemperaturfühler (44) mit einem3. Temperature control arrangement according to claim 1, characterized in that the setpoint generator (42) with a first control input and the room temperature sensor (44) with a
15 zweiten Steuereingang eines Differenzwertgebers (46) verbunden sind und ein Steuerausgang des Differenzwertgebers (46) mit einem Steuereingang des Steuergerätes (24) verbunden ist.15 second control input of a differential value transmitter (46) are connected and a control output of the difference value transmitter (46) is connected to a control input of the control unit (24).
4. Temperaturregelanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis !0 3, dadurch gekennzeichnet, dass eine Heizkörpertemperaturer- fassungsvorrichtung mit einem weiteren Steuereingang des Steuergerätes (24) verbunden ist. 4. Temperature control arrangement according to one of claims 1 to! 0 3, characterized in that a radiator temperature sensing device is connected to a further control input of the control unit (24).
5. Temperaturregelanordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Heizkörpertemperaturerfassungsvorrich- tung einen Fernfühler (32) oder einen thermisch mit der Heizfläche des Heizkörpers (14) gekoppelter Heizkörperfühler (50) umfasst.5. Temperature control arrangement according to claim 4, characterized in that the Heizkörpertemperaturerfassungsvorrich- device comprises a remote sensor (32) or a thermally coupled to the heating surface of the radiator (14) radiator sensor (50).
6. Temperaturregelanordnung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass bei Unterschreitung einer von der Heiz- körpertemperaturerfassungsvorrichtung erfassten Mindesttempe- ratur des Heizkörpers (14) der Steuerausgang des Steuergerätes (24) deaktivierbar ist.6. Temperature control arrangement according to claim 4 or 5, characterized in that falls below a detected by the heating body temperature detection device minimum temperature of the radiator (14) of the control output of the control unit (24) can be deactivated.
7. Temperaturregelanordnung nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass mittels einer Schließstel- lungserfassungsvorrichtung (56) des Heizkörperventils (16) bei Schließstellung der Steuerausgang des Steuergerätes (24) deaktivierbar ist.7. Temperature control arrangement according to one of claims 4 to 6, characterized in that by means of a closing position detection device (56) of the radiator valve (16) in the closed position, the control output of the control unit (24) can be deactivated.
8. Temperaturregelanordnung nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Heizkörpertemperaturer- fassungsvorrichtung einen Positionsgeber (52) zur Erfassung der Position des mit dem Aktor (22) gekoppelten Dehnkörpers (30) umfasst. 8. Temperature control arrangement according to one of claims 4 to 7, characterized in that the Heizkörpertemperaturer- detection device comprises a position sensor (52) for detecting the position of the coupled to the actuator (22) Dehnkörpers (30).
9. Temperaturregelanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis9. Temperature control arrangement according to one of claims 1 to
8, dadurch gekennzeichnet, dass der Aktor (22) als batteriebetriebener Motor (40) mit einem Getriebe (38) ausgebildet8, characterized in that the actuator (22) as a battery-powered motor (40) with a gear (38) is formed
5 ist.5 is.
10. Temperaturregelanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis10. Temperature control arrangement according to one of claims 1 to
9, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuergerät (24) mit dem thermomechanischen Stellglied (20) und dem Aktor (22) in ei-9, characterized in that the control device (24) with the thermo-mechanical actuator (20) and the actuator (22) in a
10 nein am Heizkörperventil (16) angebrachten Ventilbetätigungsgerät (10) angeordnet sind, dass der Sollwertgeber (42) , der Raumtemperaturfühler (44) und der optionale Differenzwertgeber (46) in einem vom Ventilbetätigungsgerät (10) abgesetzten Bediengerät (12) angeordnet sind und dass das Ventilbetäti-10 no valve actuator (10) mounted on the radiator valve (16) are arranged such that the setpoint generator (42), the room temperature sensor (44) and the optional differential value transmitter (46) are arranged in a control unit (12) remote from the valve actuating device (10) and the valve actuator
5 gungsgerät (10) und das Bediengerät (12) jeweils ein Funkmodul (26; 48) umfassen, über die Steuersignale zwischen dem Sollwertgeber (42) und dem Raumtemperaturfühler (44) oder dem optionalen Differenzwertgeber (46) einerseits und dem Steuergerät (24) andererseits übertragen werden.5 control unit (10) and the control unit (12) each comprise a radio module (26; 48), via the control signals between the setpoint generator (42) and the room temperature sensor (44) or the optional differential value transmitter (46) on the one hand and the control unit (24) on the other hand.
!0! 0
11. Temperaturregelanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis11. Temperature control arrangement according to one of claims 1 to
10, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Dehnkörper (30) und einem Anschlag eine Sicherheitsfeder (54) angeordnet ist. 10, characterized in that between the expansion body (30) and a stop a safety spring (54) is arranged.
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