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Die Erfindung betrifft ein Einbauventil, insbesondere für einen Gliederheizkörper, mit einem Gehäuse, einem im Gehäuse angeordneten Ventilsitz, einem mit dem Ventilsitz zusammenwirkenden Ventilelement, einem Zuflusskanal auf der dem Ventilelement abgewandten Seite des Ventilsitzes, der mit einer Eingangsöffnung des Gehäuses verbunden ist, einem Abströmraum auf der dem Ventilelement zugewandten Seite des Ventilsitzes und mindestens einem Ablaufkanal, der den Abströmraum mit einer Ausgangsöffnung verbindet.
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Ferner betrifft die Erfindung einen Gliederheizkörper mit einem derartigen Einbauventil.
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Ein derartiges Einbauventil ist beispielsweise aus
DE 43 30 149 A1 bekannt. Das Gehäuse wird in das erste Segment eines Gliederheizkörpers eingesetzt und so befestigt, dass es das erste Segment vom zweiten Segment trennt, so dass das erste Segment des Gliederheizkörpers als Steigrohr oder Vorlauf genutzt werden kann. Die Eingangsöffnung ist seitlich im Gehäuse angeordnet. Sie steht mit einem im Wesentlichen axial verlaufenden Zuflusskanal in Verbindung, dessen Mündung den Ventilsitz bildet. Heizungsflüssigkeit, die durch den Spalt zwischen dem Ventilsitz und dem Ventilelement hindurch tritt, kann dann durch einen Abflusskanal, der parallel zur Axialrichtung und außerhalb der Mitte verläuft, in das zweite Segment des Gliederheizkörpers übertreten.
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Ein derartiges Einbauventil arbeitet zwar im Prinzip zufriedenstellend. Man kann aber in einigen Anwendungsfällen ein erhöhtes Geräuschniveau beobachten. Dies gilt insbesondere dann, wenn der Gliederheizkörper im Wesentlichen aus Aluminium gebildet ist. In diesem Fall ist der Geräuschpegel etwa 15 dBA größer als in einem Rohr-Heizkörper aus einem anderen Material, insbesondere aus Eisen.
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CH 665 462 A5 zeigt ein Heizkörperventil, das ein Ventilgehäuse aufweist, an dem ein Thermostataufsatz befestigt ist. Das Ventilgehäuse weist einen Zutrittsstutzen und einen Austrittsstutzen auf. Dazwischen ist ein Ventilsitz angeordnet, mit dem ein Ventilelement zusammenwirkt. Im Austrittsstutzen ist ein Kunststoff-Einsatz angeordnet, der einen Drosselkanal bildet, dessen Länge etwas mehr als das Vierfache des Durchmessers des Drosselkanals beträgt. Die Abmessungen des Drosselkanals sind so bemessen, dass das Ventil einen bestimmten k
v-Wert hat.
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DE 103 49 925 A1 zeigt ein weiteres Einbauventil für einen Gliederheizkörper mit einem Gehäuse, in das ein Einsatz eingesetzt ist, an dem ein Ventilsitz ausgebildet ist, mit dem das Ventilelement zusammenwirkt. Der Einsatz dient dabei gleichzeitig als Durchflusswender.
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EP 1 217 270 A2 zeigt ein Hubventil mit einem Gehäuse, das an einem stirnseitigen Ende mit einem Gehäuseeinsatz versehen ist. Der Gehäuseeinsatz weist einen äußeren Ventilsitz und einen inneren Ventilsitz auf. Ein Ventilelement wirkt mit beiden Ventilsitzen zusammen. Der innere Ventilsitz umgibt eine Öffnung, die über einen Abflusskanal mit einem Auslassanschluss des Gehäuses verbunden ist.
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EP 1 213 519 A2 zeigt ein Heizkörperventil mit einem drehbaren Einsatz, der konzentrisch zu seiner Achse einen Ventilsitz aufweist. Mit dem Ventilsitz wirkt ein Ventilelement zusammen. Man kann den Einsatz nun so drehen, dass sein Einlassanschluss wahlweise mit dem Anschluss oder mit dem Anschluss des Gehäuses in Verbindung steht.
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DE 102 30 343 A1 zeigt ein Heizkörperventil mit mehreren Ventilsitzen, die an der Stirnseite von rohrförmigen Stutzen angeordnet sind, mit denen ein Ventilelement zusammenwirkt. Auch wenn das Ventilelement an den Ventilsitzen anliegt, ist ein Freiraum vorgesehen.
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DE 199 44 364 B4 zeigt ein Einbauventil mit einer Druckentlastung für ein Verschlussstück, wobei das Ventil einen Eintrittskanal aufweist, der seitlich neben dem Verschlussstück vorgesehen ist.
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DE 703 278 A zeigt einen Gliederheizkörper, insbesondere für Kraftfahrzeuge. Hier sind mehrere plattenartige Elemente 1 durch einen Zuganker zusammengehalten. Der Zuganker erstreckt sich durch Stutzen hindurch, an denen man Ventile oder dergleichen anordnen kann.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen geräuscharmen Betrieb zu ermöglichen.
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Diese Aufgabe wird bei einem Einbauventil der eingangs genannten Art dadurch gelöst, dass der Abflusskanal eine Länge aufweist, die mindestens dem 8,5-fachen seines Durchmessers entspricht, wobei der Abflusskanal in einem Abflusskanalgehäuse angeordnet ist, das Gehäuse einen rohrförmigen Fortsatz aufweist, der einen Hohlraum umgibt, und das Kanalgehäuse im Hohlraum angeordnet ist.
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Auf diese Weise wird der Geräuschpegel beim Betrieb eines Heizkörpers mit einem derartigen Einbauventil niedrig gehalten. Der Grund hierfür ist noch nicht abschließend geklärt. Man nimmt aber an, dass man mit einer Länge, die einem großen Vielfachen des Durchmessers entspricht, eine laminare Strömung erzeugt. Diese laminare Strömung setzt sich auch noch in einem gewissen Bereich fort, nachdem die Wärmeträgerflüssigkeit aus dem Gehäuse des Ventils ausgetreten ist. Dementsprechend kommt es im zweiten Segment des Gliederheizkörpers zu geringeren Turbulenzen mit einer entsprechend geringeren Geräuschbildung. Wenn hier und im Folgenden von Durchmesser die Rede ist, dann gilt dies ohne weitere Umrechnung bei einem Abflusskanal mit kreisrundem Querschnitt. Wenn der Abflusskanal eine Querschnittsform aufweist, die von der Kreisform abweicht, dann ist unter dem Durchmesser der Durchmesser eines Kreises zu verstehen, der den gleichen Flächeninhalt wie der Querschnitt des Abflusskanals aufweist. Bevorzugt sind aber kreisförmige Querschnitte bzw. Querschnitte, die nicht allzu stark von der Kreisform abweicht, bei denen sich also die Erstreckungen in beide Richtungen senkrecht zur Längsachse des Abflusskanals um maximal 25% unterscheiden. Das Abflusskanalgehäuse ist als solches erkennbar, beispielsweise dann, wenn das Ventilgehäuse durchgeschnitten wird. Durch die Verwendung eines Abflusskanalgehäuses hat man größere Freiheiten bei der Führung des Abflusskanals bzw. der Abflusskanäle. Man kann den Fortsatz beispielsweise dazu nutzen, einen Übergang zwischen dem ersten Segment und dem zweiten Segment des Gliederheizkörpers abzudichten. Gleichwohl sorgt man durch das Abflusskanalgehäuse dafür, dass auch in diesem Fortsatz die Strömung durch den Abflusskanal noch laminar bleibt. Man kann den Fortsatz auch dazu nutzen, das Abflusskanalgehäuse zu stabilisieren, um die laminare Strömung möglichst lange aufrecht zu erhalten.
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Vorzugsweise beträgt die Länge des Abflusskanals mindestens 40 mm. Dies ist eine relativ große Länge, so dass sich die Strömung des Wärmeträgermediums hier beruhigen kann und im Wesentlichen linear gerichtet wird. Diese Strömung bleibt dann noch eine gewisse Strecke nach dem Austritt aus dem Abflusskanal im Wesentlichen linear gerichtet, bevor sie sich auffächert. Damit lässt sich die Geräuschentwicklung vermindern.
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Vorzugsweise beträgt die Länge des Abflusskanals maximal 70 mm. Dies hat bauliche Gründe. Eine zu große Länge würde den Strömungswiderstand durch das Gehäuse des Ventils zu stark erhöhen.
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Vorzugsweise liegt der Durchmesser des Abflusskanals im Bereich von 3 bis 4, 5 mm. Ein derartiger Durchmesser lässt sich gut im Gehäuse des Ventils unterbringen, ohne dass das Ventil übermäßig vergrößert werden müsste. Der Durchmesser reicht insbesondere im Zusammenhang mit der oben gegebenen Länge von 40 bis 70 mm aus, um die gewünschte niedrige Geräuschentwicklung zu bewirken.
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Vorzugsweise sind zwei bis sechs Abflusskanäle vorgesehen. Die Anzahl der Abflusskanäle richtet sich nach der Kapazität, die das Ventil leisten können muss.
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Vorzugsweise erstreckt sich das Abflussanalgehäuse bis in den Abströmraum. Damit erzeugt man im Abströmraum ein ”Polster” aus der Wärmeträgerflüssigkeit, von dem aus die Wärmeträgerflüssigkeit in den Abströmkanal abfließen kann. Dies sorgt für eine Schwingungsdämpfung und damit für eine Geräuschminderung.
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Vorzugsweise ist das Abflusskanalgehäuse einstückig mit dem Gehäuse ausgebildet. Man kann das Gehäuse mit dem Abflusskanalgehäuse beispielsweise durch ein Spritzgussteil herstellen.
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Vorzugsweise umgibt der Abströmraum ein Zuflusskanalgehäuse, in dem der Zuflusskanal angeordnet ist, auf einem Teil der Länge des Zuflusskanals. Der Abströmraum ist also zumindest auf einem Teil seiner Höhe ringförmig ausgebildet, so dass die Wärmeträgerflüssigkeit über den Ventilsitz hinweg abströmen kann. Dies ergibt eine geräuscharme Einbausituation.
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Hierbei ist bevorzugt, dass der Zuflusskanal eine Länge im Bereich von 30 bis 40 mm aufweist. Auch im Zuflusskanal kann man durch eine entsprechend große Länge dafür sorgen, dass sich die Wärmeträgerflüssigkeit beruhigt und keine Turbulenzen bildet, so dass hierdurch keine oder nur wenige Geräusche erzeugt werden.
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Vorzugsweise weist der Zuflusskanal einen Durchmesser im Bereich von 4,5 bis 6 mm auf. Durch diese Dimensionierung wird ebenfalls sichergestellt, dass nur wenige Geräusche entstehen.
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Auch ist von Vorteil, wenn der Zuflusskanal durch zwei parallel durchströmbare Abschnitte gebildet wird. In diesem Fall gelten die oben genannten Dimensionen für jeden der beiden Abschnitte. Man kann beide Abschnitte mit jeweils einer getrennten Mündung als Ventilsitz in den Abströmraum münden lassen. Es ist aber auch denkbar, die beiden Abschnitte vor der Mündung zu einem gemeinsamen Abschnitt zusammenzufassen.
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Die Erfindung betrifft auch einen Gliederheizkörper, der ein derartiges Einbauventil aufweist.
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Ein derartiger Gliederheizkörper kann geräuscharm betrieben werden.
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Dies gilt insbesondere dann, wenn sich der Fortsatz des Einbauventils bis in eine Verbindungsmuffe erstreckt, die ein erstes Segment und ein zweites Segment des Gliederheizkörpers miteinander verbindet. Wie oben beschrieben, wird der Fortsatz dann gleichzeitig für einen zweiten Zweck verwendet, nämlich für die Abdichtung des Vorlaufs gegenüber dem Rücklauf, so dass die Steuerung der Wärmeträgerflüssigkeit ausschließlich durch das Einbauventil hindurch erfolgt.
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Bevorzugterweise weist der Gliederheizkörper Segmente auf, die zumindest im Wesentlichen aus Aluminium gebildet sind. Aluminium bildet hier also den Grundstoff, wobei die Segmente durchaus noch eine Lackbeschichtung oder Ähnliches tragen können. Bei Aluminium-Segmenten konnte man bislang eine erhöhte Geräuschentwicklung beobachten, die um bis zu 15 dBA über dem Geräuschniveau eines Rohrheizkörpers aus Eisen lag. Mit dem neuen Einbauventil kann man das Geräuschniveau wieder um etwa 10 bis 11 dBA (bei 0,2 bar Differenzdruck) absenken.
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Die Erfindung wird im Folgenden anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels in Verbindung mit der Zeichnung beschrieben. Hierin zeigen:
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1 eine schematische Schnittdarstellung eines Einbauventils in einem Gliederheizkörper,
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2 Das Gehäuse des Einbauventils in perspektivischer Darstellung,
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3 eine perspektivische Darstellung des Inneren des Gehäuses mit Blick auf den Ventilsitz,
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4 eine perspektivische Darstellung eines geschnittenen Gehäuses in einer ersten Ansicht,
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5 Das Gehäuse in geschnittener Darstellung in einer zweiten Ansicht.
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1 zeigt in stark schematischer und damit nicht maßstäblicher Darstellung einen Gliederheizkörper 1 mit einem ersten Segment 2, einem zweiten Segment 3, das mit dem ersten Segment 2 über eine Einschraubhülse 4 verbunden ist, und einem Einbauventil 5, das in das erste Segment 2 eingesetzt ist, beispielsweise eingeschraubt. An das zweite Segment 3 können sich in nicht näher dargestellter Weise weitere Segmente anschließen.
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Das erste Segment 2 wird als Steigrohr oder Vorlauf genutzt, so dass Heizungswasser so zuströmt, wie dies mit einem Pfeil 6 dargestellt ist.
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Das Einbauventil 5 weist ein Gehäuse mit zwei Gehäuseteilen 7, 8 auf. Im Gehäuseteil 8 ist ein Ventilsitz 9 angeordnet, mit dem ein Ventilelement 10 zusammenwirkt. Wenn das Ventilelement 10 vom Ventilsitz 9 abgehoben wird, dann entsteht ein Spalt, durch den das zufließende Heizungswasser abströmen kann. Das Ventilelement 10 wird über eine Ventilspindel 11 betätigt, die durch eine Öffnungsfeder 12 in eine Öffnungsstellung belastet wird. In die dargestellte Schließstellung wird die Ventilspindel 11 durch einen Betätigungsstift 13 gedrückt, der üblicherweise durch einen Thermostatventilaufsatz betätigt wird.
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Das Gehäuse, genauer gesagt das Gehäuseteil 7 weist eine seitliche Eingangsöffnung 14 auf, die mit einem Zuflusskanal 15 in Verbindung steht. Der Zuflusskanal 15 mündet am Ventilsitz 9. Der Zuflusskanal 15 hat eine axiale Länge LZ im Bereich von 30 bis 40 mm und einen Durchmesser im Bereich von 4,5 bis 6 mm. Der Zuflusskanal 15 weist an seinem dem Ventilsitz 9 gegenüber liegenden Ende eine Bodenplatte 16 auf, die als Durchflusswender dient und den Strom der Heizungsflüssigkeit aus der radial einwärts gerichteten Richtung axial umlenkt, wie dies durch einen Pfeil 17 gezeigt ist. Dadurch wird gewährleistet, dass das Ventilelement 10 durch den Ventilsitz 9 hindurch angeströmt wird.
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Der Zuflusskanal 15 ist von einem Zuflusskanalgehäuse 18 umgeben, das wiederum von einem Ringraum 19 umgeben ist, der Teil eines Abströmraumes 20 bildet, in dem das Heizungswasser abströmt, wenn es durch den Spalt zwischen dem Ventilsitz 9 und dem Ventilelement 10 hindurch getreten ist.
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Dieses Heizungswasser strömt aus dem Abströmraum 19, 20 durch einen Abflusskanal 21, der in einer Ausgangsöffnung 22 mündet, die in Flüssigkeitsverbindung mit dem zweiten Segment 3 steht. Das Heizungswasser strömt hier in Richtung eines Pfeils 23, also zum zweiten Segment 3 hin.
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Der Ausgangskanal 21 weist eine Länge LA auf, die im Bereich von 40 bis 70 mm liegt. Er weist einen Durchmesser auf, der im Bereich zwischen 3 und 4,5 mm liegt. In 1 ist nur ein Ausgangskanal 21 zu erkennen. Die Ausgestaltungen nach den 2 bis 5 zeigen, dass tatsächlich zwei Ausgangskanäle 21 vorgesehen sind. Man kann die Zahl der Ausgangskanäle 21 aus einem Bereich von 2 bis 6 wählen, so dass man die Durchströmkapazität des Einbauventils 5 in weiten Grenzen frei einstellen kann.
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Der Abflusskanal 21 ist in einem Abflusskanalgehäuse 24 ausgebildet, das in einem Bereich beginnt, der das Zuflusskanalgehäuse 18 umgibt. Das Gehäuseteil 7 bildet einen rohrförmigen Fortsatz 25, der bis zu der Einschraubhülse 4 reicht, die die beiden Segmente 2, 3 miteinander verbindet. Der Fortsatz 25 ist gegenüber der Einschraubhülse 4 mit einer O-Ringdichtung 26 abgedichtet. Der Fortsatz 25 umgibt einen Hohlraum 28.
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Wie insbesondere aus 3 zu erkennen ist, ist der Querschnitt der Abflusskanäle 24 etwa kreisförmig. Dementsprechend lässt sich hier relativ leicht der Durchmesser bestimmen. Abweichungen von der Kreisform sind möglich, so lange sich der größte und der kleinste Durchmesser um nicht mehr als 25% unterscheiden. In diesem Fall wird der Durchmesser den Durchmesser eines Kreises mit der gleichen Fläche wie der Querschnitt der Abflusskanäle 24 gleichgesetzt, um die oben genannte Relation überprüfen zu können.
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Wie insbesondere aus den 2, 4 und 5 zu erkennen ist, ist das Abflusskanalgehäuse 24 jeweils durch den Fortsatz 25 geführt, so dass die Abflusskanäle 21 etwa mit der Stirnseite des Fortsatzes 25 abschließen. Die Abflusskanalgehäuse 24 sind einstückig mit dem Gehäuseteil 7 ausgebildet. Bei der Ausgestaltung nach 1 weist das Einbauventil eine Verbindungshülse 27 auf, die den Ventilsitz 9 bildet und auf das Zuflusskanalgehäuse 18 aufgeschoben ist. Es ist aber auch möglich, den Ventilsitz 9, wie in den 3 bis 5 dargestellt, direkt an der Mündung des Zuflusskanalgehäuses 18 anzuordnen.