DE1254321B

DE1254321B - Thermostatisch betaetigtes Ventil

Info

Publication number: DE1254321B
Application number: DE1960D0033353
Authority: DE
Inventors: Volker Spiess; Carl Soerensen
Original assignee: Danfoss AS
Current assignee: Danfoss AS
Priority date: 1960-05-16
Filing date: 1960-05-16
Publication date: 1967-11-16
Also published as: GB984181A; CH388052A; SE327799B; BE603850A

Description

Thermostatisch betätigtes Ventil

Die Erfindung betrifft ein thermostatisch betätigtes

Ventil für einen Wärmetauscher, dessen Arbeitsele-

ment im gleichen Sinn von der Raumtemperatur und

von der Temperatur des rücklaufenden Wärmeträgers

beenflußt wird.

Es ist ein thermostatisches Ventil am Eingang eines

Wärmetauschers bekannt, das über ein erstes Kapillar-

rohr von einem Raumtemperaturfühler und über ein

zweites Kapillarrohr von einem im Austrittsstutzen

des Wärmetauschers angeordneten Fühler beeinflußt

wird. Diese Anordnung eignet sich insbesondere für

eine Dampfheizung, soll aber auch für andere Wärme-

träger, z. B. ein Kältemittel, brauchbar sein. Das

Ventil wird in üblicher Weise von der Raumtempera-

tur gesteuert, schließt aber auch dann, wenn ein zu

heißer Wärmeträger, insbesondere also nicht konden-

sierter Dampf, in die Rücklaufleitung abströmt. Auf

diese Weise ist eine gute Ausnutzung des Wärme-

trägers gewährleistet. Nachteilig ist jedoch die kom-

plizierte Anordnung mit mehreren hapillarrohren und

mehreren Fühlern.

Es ist ferner bekannt, ein tliermostatisch betätigtes

Ventil in der Rücklaufleitung am Ausgang eines

Warmwasserheizungs-Wärmetauschers anzuordnen.

Hiermit wird erreicht, daß der Wärmeträger mit mög-

lichst niedriger Temperatur abläuft und sein Wärme-

inhalt gut ausgenutzt wird. Ein solches Ventil arbei-

tet jedoch nicht in Abhäm-icheit von der Raumtem-

peratur. AußeAem hat die Regelanordnung eine sehr

große Zeitkonstante, die e:r2 einwandfreie Regelung

unmöglich macht.

Es ist ferner bekannt. bei meh=reren parallelgeschal-

teten Wärmetauschern je,,eils ü@ deren Ausgang ein

thermostatisch. in Abhängigkeit von der Temperatur

des rücklaufenden Warmwassers betätigte Ventile an-

zuordnen. damit trotz un?-erschiedlichen Leitungs-

widerstandes der einzelnen Parallelzweige jeder Zweig

mit der gleichen Menge des Warmwassers versorgt

wird. Hierbei handelt es sich allein um eine Regelung

der Mengenzufuhr, nicht um eine Temperaturregelung.

Weiterhin sind thermostatisch betätigte Ventile be-

kannt, die in Abhängigkeit @,on der Raumtemperatur

geregelt werden. Sie bewirken lediglich eine Regelung

der Menge des hindurchtretenden Heizmediums und

gestatten es jlicht, den Wärmeinhalt des Wärmeträgers

voll auszunutzen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein

thermostatisch in Abhängigkeit von der Raumtempe-

ratur und von der Temperatur des rücklaufenden

Wärmeträgers betätigtes Ventil anzugeben, das einen

wesentlich einfacheren Aufbau besitzt als das ein-

gangs erwähnte Ventil.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch ge-

löst, daß das Ventil in an sich bekannter Weise in der

Rücklaufleitung am Ausgang des Wärmetauschers

angeordnet ist und daß sein Arbeitselement nicht nur

in wärmeleitender Verbindung mit dem rücklaufen-

den Wärmeträger steht, dessen Temperatur in der

gleichen Größenordnung wie die Raumtemperatur

liegt, sondern auch eine freie, der Raumtemperatur

ausgesetzte Fühlerfläche hat.

Bei dieser Anordnung hat das Arbeitseleme7t drei

Funktionen. Es betätigt das Verschlul3stück des

Ventils, es fühlt die Temperatur des rücklaufenden

Wärmeträgers, und es fühlt die Raumtemperatur. Da-

mit ergibt sich ein Ventil von äußerst cinfacEiem Auf-

bau. Diese Akkumulation von Funktionen ist ir: vor-

liegenden Fall statthaft, weil die beiden das Arbeits-

element steuernden Temperaturen in der gleichen

Größenordnung liegen und' weil das zu steuernde

Medium, also der rücklaufende V;'@-irrneträger, selbst

zur Temperatursteuerung herangezogen ist. Dem-

zufolge kann keine dieser Temperaturen einen

dauernden dominierenden Einfluß übernehmen; viel-

mehr wirkt jede für sich im gewünschten Sinn auf das

Ventil, ohne daß zusätzliche Isoliermaßnahmen ge-

troffen werden maßten.

Die doppelte Temperaturabhängigl._eit führt zu

einer Regelung der mittleren Temperatur des Wärme-

tauschers. Hierbei sind die Regelverhältnisse der An-

lage von Durchflußmenge, Heizkörpergröße usw. un-

abhängig. Weil die Rücklauftemperatur bewußt

niedrig gehalten wird, liegt diese Mitteltemperatur

erheblich niedriger als bei einer reinen Mengenrege-

lung in Abhängigkeit von der Raumtemperatur. Diese

Temperatur wird demzufolge auch physiologisch an-

genehmer empfunden. Man kann die mittlere Tem-

peratur so bemessen, daß zwar rasch eine Anpassung der Raumtemperatur erfolgt, andererseits aber kein Überregeln stattfinden kann. Auch die Änderungen der Rücklauftemperatur und die Änderungen der Raumtemperatur liegen in der gleichen Größenordnung, so daß sich ein sehr stabiles Regelverhalten ergibt.

Wenn dieses Ventil beispielsweise an einem Warmwasser-Heizkörper angebracht ist, wird bei etwa gleichbleibender Raumtemperatur das Heizungswasser jeweils mit einer etwas über der Raumtemperatur liegenden Temperatur abgelassen. Bei einer plötzlichen Abkühlung des Raumes, z. B. infolge Zugluft, öffnet das Ventil sofort auf Grund der Abhängigkeit von der Raumtemperatur, so daß das kühle Wasser im unteren Teil des Heizkörpers sofort ablaufen kann und wärmeres Wasser nachströmt. Dieses bleibt danr_ so lange im Heizkörper, bis es so weit abgekühlt ist. daß das Ventil wieder öffnet.
Das Arbeitselement muß nicht unmittelbar mit dem rücklaufenden Wärmeträger im Kontakt stehen. Es genügt, wenn zwischen beiden eine gut wärmeleitende Verbindung vorhanden ist, beispielsweise indem eine Fläche des Arbeitselements unmittelbar am Ventilgehäuse anliegt. Bei Berücksichtigung dieser Vorschrift lassen sich Konstruktionen angeben, bei denen das Arbeitselement ausgebaut werden kann, ohne daß dabei der Wärmeträger aus der Anlage abgelassen werden muß.
Die Erfindung wird nachstehend an Hand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Die Zeichnung zeigt schematisch ein thermostatisch betätigtes Ventil gemäß der Erfindung.
Ein thermostatisch betätigtes Ventil 1 ist in die Rücklaufleitung 2 eines Wärmetauschers 3 geschaltet. Ein Verschlußstück 4 ist über einen Schaft 5 mit einem Arbeitselement 6 verbunden. Am anderen Ende des Schaftes wirkt eine Sollwertfeder 7, die mittels einer Schraube 8 einstellbar ist.
Erhöht sich der Druck in dem Arbeitselement 6, so wird der Schaft gegen die Kraft der Feder 7 nach oben gedrückt und führt dabei das Verschlußstück 5 gegen seinen Sitz 9. Hierdurch wird weniger Wärmeträger über die Rücklaufleitung 2 in den Rücklauf 10 gelassen.
Das Arbeitselement 6 besteht aus einer Balgdose 15 und einem nach außen ragenden Fortsatz 16. Die Balgdose dient gleichzeitig als Fühlerfläche zur Feststellung der Temperatur des rücklaufenden Wärmeträgers. Der Fortsatz 16 dient als Fühlfläche zur Feststellung der Temperatur der Umgebungsluft.
Die Balgdose 15 steht immer mit rücklaufendem Wärmeträger in Kontakt, weil normalerweise das Ventil nicht vollständig geschlossen wird. Gegebenenfalls kann man auch eine Nebenschlußleitung 17 vorsehen oder auf die Wärmeleitung durch die Wand des Gehäuses 1 vom oberen Teil des Ventils bis zum Arbeitselement vertrauen.
Der Druck in dem Arbeitselement 6 steigt, entweder wenn die Fühlerfläche 15 oder wenn die Fühlerfläche 16 einer Temperaturerhöhung ausgesetzt ist. Umgekehrt sinkt der Druck in dem Arbeitselement 6, wenn an einer der beiden Fühlflächen eine Temperaturabsenkung auftritt.
Sinkt beispielsweise die Temperatur der Raumluft in einem zentralbeheizten Raum plötzlich infolge öffnens der Tür oder der Fenster, so reagiert das Arbeitselement mit Bezug auf die Fühlfläche 15 im normalen Fall sehr langsam, weil die Temperaturänderung nur allmählich über den Wärmeträger übertragen wird. Dagegen erfährt die Fühlfläche 16 sofort einen starken Einfluß, der Druck im Arbeitselement 6 sinkt, und das Verschlußstück 4 öffnet sich. Daher läuft der kalte Wärmeträger sehr schnell ab und wird durch heißen Wärmeträger ersetzt. Nach kurzer Zeit ist dann die Fühlfläche 15, die in unmittelbarer Berührung mit dem Wärmeträger steht, auf eine höhere Temperatur gebracht, so daß das normale Regelspiel wieder einsetzt.
Besonders vorteilhaft ist eine Ausführungsform, bei der das Arbeitselement 6 mit einer Fläche unmittelbar außen am Ventilgehäuse anliegt, weil dann einerseits zwar ein genügender Wärmeübergang vom rücklaufenden Wärmeträger auf die Balgdose 6 gegeben ist, andererseits das Arbeitselement aber zwecks Reparatur oder Ersatz entfernt werden kann, ohne daß der Wärmeträger aus der Anlage abgelassen werden muß.

Claims

Patentanspruch: Thermostatisch betätigtes Ventil für einen Wärmetauscher, dessen Arbeitselement im gleichen Sinn von der Raumtemperatur und von der Temperatur des rücklaufenden Wärmeträgers beeinflußt wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventil in an sich bekannter Weise in der Rücklautleitung (2, 10) am Ausgang des Wärmetauschers (3) angeordnet ist und daß sein Arbeitselement (6) nicht nur in wärmeleitender Verbindung mit dem rücklaufenden Wärmeträger steht, dessen Temperatur in der gleichen Größenordnung wie die Raumtemperatur liegt, sondern auch eine freie, der Raumtemperatur ausgesetzte Fühlerfläche (1.6) hat. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 543 238, 1019 452; USA.-Patentschriften Nr. 1948 659, 2 789 767, 2 805 026; San. Technik, 2!l.956, S. 79, 80.