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Beschreibung:
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Die Erfindung bezieht sich auf eine Heizungsanlage für mehrere Räume,
wobei in jedem Raum mindestens ein Heizkörper installiert ist, an dem sich ein Heizkörperventil
zur Steuerung des Wasserzuflusses zum Heizkörper befindet, mit einer Steuereinrichtung
zum öffnen und Schließen der Heizkörperventeile, wobei die in jedem Raum befindlichen
Heizkörper unabhängig von den Heizkörpern in anderen Räumen nach einem wählbaren
Zeitprogramm steuerbar sind.
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Solche Heizungsanlagen gestatten eine Steuerung der Speisung der Heizkörper
derart, daß eine Speisung nur stattfindet, wenn in dem zugehörigen Raum Wärme benötigt
wird. Dadurch läßt sich im Vergleich mit Heizungsanlagen, bei denen die Wärmezufuhr
zu allen Räumen gleichzeitig stattfindet, eine wesentliche Wärmeersparnis erzielen,
da nur kurzzeitig benutzte Räume auch nur kurzzeitig beheizt werden.
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Bei einer bekannten Heizungsanlage ist eine zentrale Schalt uhr vorgesehen,
von der ein vieladriges Kabel ausgeht. Von diesem vieladrigen Kabel zweigen Leitungen
zu den Heizkörperventilen ab. Jede Ader des Kabels entspricht einer gewissen Einschaltzeit.
Je nachdem, welche Adern wirksam mit dem Beizkörperventil verbunden sind, wird dieses
zu bestimmten Zeiten geöffnet oder geschlossen. Je feiner die Unterteilungsmöglichkeit
sein soll, desto mehr Adern muß das Kabel aufweisen.
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Der Installationsaufwand für eine solche Steuereinrichtung ist groß,
da im gesamten Gebäude Steuerkabel zu verlegen sind.
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Ein nachträglicher Einbau ist nur mit erheblichem Aufwand möglich,
da die Anbringung des vieladrigen Kabels äußerst arbeitsaufwendig ist. In der bekannten
Anlage werden Thermostatventile besonderer Bauart verwendet, die eine elektrische
Widerstandsheizung enthalten, bei deren Einschaltung des Ventil vollständig schließt.
Man erhält dadurch einen sehr einfachen Antriebsmotor für die zeitabhängige Öffnung
und Schließung der Heizkörperventile.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Heizungsanlage der
eingangs genannten Art so auszubilden, daß unter Vermeidung eines vieladrigen Kabels
eine Einzelsteuerung der Wärmezufuhr nach einem für jeden Raum beliebig wählbaren
Zeitprogramm und außerdem eine unabhängige Temperaturregelung für jeden Raum möglich
ist.
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Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, daß in jedem
Raum ein Steuergerät angeordnet ist, das eine Schaltuhr und einen Raumthermostaten
aufweist, wobei die Heizkörperventile der in dem Raum installierten Heizkörper von
der Schaltuhr und dem Raumthermostaten steuerbar sind.
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Bei der erfindungsgemäßen Heizungsanlage kann für jeden Raum ein genaues
Zeitprogramm an der Schaltuhr eingestellt werden.
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Die Einteilung dieses Zeitprogrammes ist nicht mehr nur stufenweise
möglich, wie bei der erwähnten Anlage mit vieladrigem Kabel, sondern praktisch stufenlos.
Wenn die Schaltuhr auf Heizbetrieb geschaltet hat, wird die Raumtemperatur durch
den Raumthermostaten geregelt. Die Steuereinrichtung der erfindungsgemäßen Heizungsanlage
ist besonders gut für einen nachträglichen Einbau geeignet, da die Verlegung eines
Steuerkabels im gesamten Haus nicht nötig ist. Die Verlegung von verhältnismäßig
kurzen Kabeln in dem Raum selber erfordert wenig Aufwand, da solche Kabel auch an
der Oberfläche einer Wand verlegt werden können und Wanddurchbrüche nicht erforderlich
sind. Wegen der Möglichkeit, ein optimal angepaßtes Zeit-
programm
für jeden Raum einzustellen, lassen sich sehr erhebliche Einsparungen an Heizenergie
erzielen. Trotz Anordnung einer Schaltuhr in jedem Raum ist die Anlage billiger,
da solche Schaltuhren und auch Raumthermostaten relativ billige Bauteile sind und
der Installationsaufwand für die Verlegung von Leitungen äußerst gering ist.
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Besonders vorteilhaft ist die Verwendung sogenannter Thermoventile,
wie sie im Anspruch 2 definiert sind. Solche Thermoventile arbeiten völlig geräuschlos,
sind besonders betriebssicher und wesentlich billiger als andere fernbetätigbare
Ventile, wie z.B. Magnetventile.
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Mit der Schaltuhr und dem Raumthermostaten kann man gemäß Anspruch
3 unmittelbar Netzstrom ein- und ausschalten. Man kann aber auch gemäß Anspruch
4 einen Transformator vorsehen, so daß der Thermostat und die Schaltuhr zur Unterbrechung
eines Stromes von niedriger Spannung dienen. Ausgeschlossen sind auch nicht besondere
Stromquellen, wenngleich das übliche die Verwendung von Netzstrom ist. Besondere
Stromquellen, z.B.
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Batterien, wird man nur dort verwenden, wo ein Stromnetz nicht vorhanden
ist.
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Besonders vorteilhaft ist die Zusammenfassung der Schaltuhr und des
Raumthermostaten zu einer Baueinheit entsprechend den Ansprüchen 5 und 6. Die Installation
ist in diesem Falle besonders einfach und das Steuergerät insgesamt kann eine geringe
Baugröße haben. Unter die Erfindung fallen jedoch auch Ausführungsformen gemäß den
Ansprüchen 7 und 8, bei denen das Steuergerät aus separaten Einzelteilen zusammengesetzt
ist, die durch Stecker miteinander verbunden sind.
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In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung schematisch
dargestellt. Es zeigen: Fig. 1 eine Gesamtanlage mit insgesamt drei Heizkörpern,
von denen jeder in einem separaten Raum aufgestellt ist,
Fig. 2
eine Vorderansicht eines Gerätes, in dem Schaltuhr und Thermostat kombiniert sind,
Fig. 3 einen Schnitt nach Linie III-III in Fig. 2, Fig. 4 eine Schaltuhr, an die
insgesamt vier Heizkörperventile durch Steuerleitungen angeschlossen sind, Fig.
5 eine Steuereinrichtung, die aus separaten, handelsüblichen Bauteilen zusammengesetzt
ist und Fig. 6 die Ansicht einer Schaltuhr, wie sie in der Steuereinrichtung nach
Fig. 5 verwendet ist.
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Die in Fig. 1 gezeigte Heizungsanlage hat drei Heizkörper 1, 2 und
3. Der Heizkörper 1 ist in einem Raum 4, der Heizkörper 2 in einem Raum 5 und der
Heizkörper 3 in einem Raum 6 aufgestellt, und zwar in üblicher Weise unterhalb von
Fenstern 7.
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Die Heizkörper werden von einem Heizkessel 8 aus gespeist, von dem
eine Vorlaufleitung 9 ausgeht und in den eine Rücklaufleitung 10 einmündet. In die
Vorlaufleitung 9 ist eine Umwälzpumpe 11 eingebaut. Vorlaufleitung 9 und Rücklaufleitung
10 sind über eine Bypassleitung 12 miteinander verbunden, in die ein Differenzdruckregler
13 eingebaut ist. Am Heizkessel 8 befindet sich ein ölbrenner 14 oder ein Gasbrenner.
Zur Steuerung der Vorlauftemperatur ist ein Außenfühler 15 vorgesehen, der die Umgebungstemperatur
feststellt.
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Die Heizkörper 1, 2 und 3 sind parallelgeschaltet. Sie sind über Abzweigungsleitungen
16, 17, 18 mit der Vorlaufleitung 9 und über Leitungsstücke 19, 20, 21 mit der Rücklaufleitung
10 verbunden.
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Erfindungsgemäß ist in jedem der Räume 4, 5 und 6 ein Steuergerät
22 angeordnet, das über eine Leitung 23 mit einem Heiz-
körper-Thermoventil
24 verbunden ist.Das Gerät 22 wird nachfolgend anhand der Fig. 2 und 3 betrachtet.
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Das Gerät 22 hat ein Gehäuse 25, in dem eine Schaltuhr 26 und ein
Thermostat 27 untergebracht sind. Die Schaltuhr 26 kann an einer Stellscheibe 26a
und der Thermostat 27 an einem Drehknopf 27a eingestellt werden. Die Schaltuhr 26
bewirkt in an sich bekannter Weise zu bestimmten Zeiten das Schließen und öffnen
eines Schalters, während der Thermostat 27 bei Erreichen einer Maximumtemperatur
einen Schalter schließt und beim Unterschreiten einer Minimumtemperatur einen Schalter
öffnet, wobei die beiden Temperaturen einen nur kleinen Abstand haben, z.B. einen
Abstand von 1 OC.
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An der Rückseite 25a des Gehäuses befinden sich Steckerstifte 28,
die in eine Steckdose eingeführt werden können. Im Inneren des Gehäuses sind die
Steckerstifte über Leitungen 29 mit dem Thermostaten und über Leitungen 30 mit Steckbuchsen
31 eines Steckeraufsatzes 32 verbunden. Ferner sind die Steckerstifte über Leitungen
32 mit der Schaltuhr verbunden, während Leitungen 33 von der Schaltuhr zu den Steckbuchsen
31 führen.
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Die Beschaffenheit eines Thermoventils 24 wird nachfolgend anhand
der Fig. 4 betrachtet. Das Thermoventil hat einen Ausdehnungskörper 34, an dem ein
Heizdraht 35 angeordnet ist, so daß der Ausdehnungskörper 34 künstlich und unabhängig
von der Umgebungstemperatur erwärmt werden kann. Der Ausdehnungskörper ist mit einem
Stift 36 verbunden, der bei Ausdehnung des Körpers 34 nach links gedrückt wird.
Das bis jetzt beschriebene Bauteil des Thermoventils ist mittels einer Überwurfmutter
37 an ein normales Ventil 38 angeschraubt. Im Ventil 38 befindet sich ein Durchlaß
39, der mit dem Ventilkörper 40 abgeschlossen werden kann, so daß der Durchfluß
von Heizmedium vom Raum 41 in den Raum 42 wahlweise geöffnet und geschlossen werden
kann. Der Ventilkörper 40 ist mit einem Stift 43 verbunden, der mit dem Stift 36
zusammenwirkt. Zur Rückstellung dienen
schematisch angedeutete Federn
44 und 45.
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Die Anlage nach Fig. 1 arbeitet wie folgt. Die Temperatur in der Vorlauf
leitung 9 richtet sich nach der Außentemperatur und wird durch den Außenfühler 15
gesteuert. Die Steuergeräte 22 bestimmen, ob die zugeordneten Heizkörperventile
geöffnet oder geschlossen sind. Beispielsweise kann das Thermoventil 24 des Heizkörpers
1 geöffnet sein, während die Ventile der Heizkörper 2 und 3 geschlossen sind. Wenn
nun die Temperatur unterhalb der Minimumtemperatur liegt, unterbricht der Thermostat
den Stromkreis zum Thermoventil 24, so daß sich der Ausdehnungskörper 34 abkühlt,
wodurch das Ventil 38 geöffnet wird. Es strömt nun Heizwasser über die Leitungen
9 und 16 zum Heizkörper und aus diesem über die Leitungen 19 und 10 zum Heizkessel
zurück.
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Wenn die Maximumtemperatur erreicht ist, schließt der Thermostat 27
den Stromkreis, der Ausdehnungskörper 34 wird durch den Heizwiderstand 35 erwärmt,
der Stift 36 wird nach links geschoben und schließt das Ventil 38. Wenn also die
Schaltuhr 26 auf Heizbetrieb geschaltet hat, wird die Regelung vom Raumthermostaten
übernommen.
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Wenn aufgrund des eingestellten Zeitprogrammes die weitere Beheizung
des Raumes 4 unterbrochen werden soll, schließt die Schaltuhr 26 den Stromkreis
zur Beheizung des Widerstandes 35, was eine Schließung des Ventils 38 zur Folge
hat. Die Beheizung hält so lange an, bis die Schaltuhr 26 aufgrund ihrer Einstellung
den Stromkreis wieder unterbricht Der Stromverbrauch des Heizwiderstandes 35 ist
äußerst gering, z.B. 5 Watt.
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Da in jedem der Räume 4, 5 und 6 ein eigenes Steuergerät 22 angeordnet
ist, kann das Zeitprogramm in den Räumen beliebig eingestellt werden. Je nach Benutzungsart
des Raumes können die Thermostaten an den Steuergeräten verschieden eingestellt
sein.
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In Fig. 4 ist dargestellt, daß an ein Steuergerät 22 mehrere Thermoventile
24 angeschlossen werden können. Wenn z.B. vier Steckbuchsen 31 vorhanden sind, kann
das Gerät gleichzeitig vier Thermoventile beheizen. Jedes Thermoventil ist über
eine Leitung 23 mit einer der Steckbuchsen 31 verbunden. Wenn man einen Raum, der
z.B. vier Heizkörper enthält, noch nachträglich mit einer erfindungsgemäßen Steuereinrichtung
ausrüsten möchte, wird hierfür der durch den strichpunktierten Rahmen 26 umgrenzte
Bausatz benötigt.
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Bei der in Fig. 5 gezeigten Ausführungsform der Erfindung ist das
Steuergerät aus handelsüblichen Teilen zusammengesetzt.
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Diese handelsüblichen Teile sind eine Schaltuhr 47, ein Thermostat
48, ein Thermoventil 49 und ein Mehrfachstecker 50.
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Der Mehrfachstecker 50 ist über ein Kabel 51 und einen Netzstecker
52 an eine Netzsteckdose 53 angeschlossen. Die Schaltuhr 47 ist mit Steckerstiften
54 in eine Steckdose des Mehrfachsteckers 50 eingesteckt. In eine Steckdose 55 ist
ein Stecker 56 eingesteckt, der sich an einem Kabel 57 befindet, das zum Thermoventil
49 führt. Am Raumthermostaten 48 befindet sich ein Kabel 58 mit Stecker 59, das
in Steckbuchsen am Mehrfachstecker 50 eingesteckt ist. Außerdem ist der Thermostat
über eine Leitung 60 mit dem Thermoventil 49 verbunden.
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In Fig. 6 ist die Schaltuhr 47 noch einmal in Ansicht dargestellt.
Die Schaltuhr hat eine Einstellscheibe 61, auf der Schaltreiter beliebig eingestellt
werden können. Ferner ist eine drehbare Scheibe 62 vorhanden, die eine Zeitskala
63 trägt. Die Steckdose an der Vorderseite ist in Übereinstimmung mit Fig. 5 mit
55 bezeichnet.
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Die Funktion des Gerätes nach Fig. 5 ist gleich wie die Funktion der
vorher beschriebenen Geräte. Ein Unterschied besteht also lediglich in der baulichen
Gestaltung, nämlich in der Zusammensetzung aus handelsüblichen Einzelteilen.
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