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Elektrische Sollwert-Verstellvorrichtung für
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hermostat-Regelventile Die Erfindung betrifft eine elektrische Sollwert-Verstellvorrichtung
für Thermostat-Regelventile mit einem Temperaturfühler, welche aus einem den Temperaturfühler
erwärmenden, zeitgesteuerten elektrischen Heizwiderstand besteht.
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Thermostat-Regelventile, die beispielsweise zur Einstellung der Durchflußmenge
von Warmwasser-Heizkörpern verwendet werden, besitzen einen Temperaturfühler, der
als XlüEsigkeitabehälter ausgebildet ist und entweder unmittelbar als Ausdehnungskörper
auf das Ventilorgan einwirkt oder an einer vom Ventilorgan entfernten Stelle angeordnet
und durch eine Kapillare mit dem Ausdehnungskörper verbunden ist. Der Ausdehnungskörper
befindet sich in einem am Regelventil angeordneten käfigartigen Drehgehäuse, durch
dessen Verstellung eine mechanische Sollwerteinstellung auf eine vorgegebene Raumtemperatur
erfolgt. Bei einer änderung der Raumtemperatur wird das Ventilorgan entsprechend
der Flüssigkeitsausdehnung geregelt.
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Bür ein zeitweises Ab senken der Raumtemperatur ohne Änderung des
mechanisch eingestellten Sollwertes, beispielsweise während der Nachtzeit, sind
elektrische Sollwert-Verstellvorrichtungen z. 3. aus der DE-OS 25 39 371 oder der
DE-OS 29 09 398 bekannt, bei denen der Temperaturfühler durch einen zeitgesteuerten
elektrischen Heizwiderstand erwärmt wird. Diese Erwärmung verursacht eine Flüssigkeitsausdehnung
und eine entsprechende Verringerung oder Schließung des Ventildurchflußquerschnitts.
Die zugeführte Wärmemenge kann dabei z. 3. durch von der Außentemperatur beeinflußte
zusätzliche Tbermostate eingestellt werden. Für den nachträglichen Anbau an ein
Thermostat-Regelventil sieht die DESOS 29 09 398 eine an ein käfigartiges Drehgehäuse
anklemmbare elektrische Sollwert-Verstellvorrichtung vor, deren Wärme von außen
durch Gehäuseschlitze auf den Ausdehnungskörper einwirkt.
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Diese Ausführung ist jedoch wegen ihrer Ausgestaltung nur für bestimmte
Regelventil-Typen brauchbar und mujr bei jeder manuellen Verstellung des Drehgehäuses
für einen anderen Sollwert abmontiert werden. Bei allen vorbekannten Ausführungen
ist auch eine stufenlose Erniedrigung der Raumtemperatur wegen fehlender Einstellmöglicheit
der als Führungsgröße dienenden Erwärmung nicht möglich.
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Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine elektrische
Sollwert-Verstellvorrichtung der gattungsgemäßen Art derart auszubilden, daß eine
stufenlose Einstellung des Thermostat -Regelventils auf eine unterhalb des manuell
eingestellten Sollwertes liegende Führungsgröße möglich ist und damit die Raumtemperatur
stufenlos abgesenkt werden kann. Die Sollwert-Verstellvorrichtung soll weiterhin
so ausgebildet sein, daß sie für praktisch alle marktbekannten Thermostat-Regelventile
geeignet ist.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Heizwiderstand
mit einer Wärmeplatte versehen ist, an dem ein den Heizwiderstand schaltender Bimetall-Temperaturschalter
und ein den Temperaturfühler erwärmender Wärmeleiter angebracht ist.
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Diese Sollwert-Verstellvorrichtung hat den wesentlichen Vorteil, daß
die gewünschte Temperaturabsenkung stufenlos einstellbar ist. Die Temperatur der
Wärmeplatte wird überwacht. Erreicht diese den eingestellten Abschalt-bzw. inschaltwert
des Bimetall-Temperaturreglers, wird der Heizstrom ab- oder zugeschaltet. Da die
Wärmeplatte und der Wärmeleiter als Wärmespeicher wirken, erfolgt eine gleichmäßige
Abgabe von Wärmeenergie an den Temperaturfühler. Entsprechend dieser nahezu konstanten
Wärmeübertragung auf den Temperaturfühler stellt der Ausdehnungskörper das Ventilorgan
auf einen zugehörigen Öffnungsquerschnitt oder auf die Schließlage ein. Durch Verstellung
des Bimetall-Temperaturreglers kann die auf den Temperaturfühler übertragene Wärmemenge
und damit der Grad der gewünschten Temperaturabsenkung eingestellt werden.
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Soll nur eine Sollwertverstellung zu bestimmten Zeiten vorgenommen
werden, reicht eine einfache Zeitsteuerung mittels einer Steueruhr aus. Der Heizwiderstand
kann aber zusätzlich über einen der schaltenden Steueruhr parallelen Raumtemperatur-Schalter
an die Stromversorgungs leitung angeschlossen sein. Ein solcher einstellbarer Raumtemperatur-Schalter
mit einer geringen Sollwertabweichung 0 von nur etwa + 0,5 °C bewirkt bei Normalbetrieb,
wenn die Steueruhr nicht durchschaltet, daß trotz der wesentlich größeren Sollwertabweichungen
üblicher Thermostat-Regelventile von etwa + 3 OC eine eingestellte Raumtemperatur
praktisch nicht überschritten wird. Dies gilt insbesondere, wenn die Raumtemperatur
durch Sonneneinwirkung oder
andere StörgröRen verändert wird und
das Thermostat-Regelventil hierauf nicht reagiert. Der erfindungsgemäße Raumtemperatur-Schalter
schaltet dann den Heizwiderstand der Sollwert-Verstellvorrichtung ein, wodurch das
Regelventil entsprechend nachgestellt wird.
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Der Bimetall-Streifen des Bimetall-Temperaturschalters kann je nach
Ausführung entweder neben der Wärmeplatte oder neben dem Heizwiderstand angeordnet
sein. Zweckmäßig ist das elektrische Schaltorgan des Bimetall-Temperaturschalters
an der Wärmeplatte schwenkbar gelagert und wird von einer Feder gegen eine Stellschraube
gedrückt. Durch Verdrehen der Stellschraube wird eine Kontaktfeder in ihrer Lage
zu der anderen, von dem Bimetall- Streifen gesteuerten Kontaktfeder verstellt.
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Die Sollwert-Verstellvorrichtung ist durch einfache konstruktive Gestaltungen
sowohl für Thermostat-Regelventile mit externem Temperaturfühler als auch für solche
mit integriertem Temperaturfühler einzurichten.
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Sind ein oder mehrere externe Temperaturfühler vorg,esehen, so kann
die Wärmeplatte mit Klemmorganen versehen sein, welche den oder die Temperaturfühler
an den Wärmeleiter zur Anlage bringen. In der i?egel ist es ausreichend, wenn nur
ein Teil des Temperaturfühlers gegen den Wärmeleiter anliegt. Um den oder die Temperaturfühler
gleichzeitig in ihrer Lage zu fixieren, kann der Wärmeleiter für jeden Temperaturfühler
aus zwei parallel an der Wärmeplatte angebrachten Stegen bestehen. Außerdem ist
an der Wärmeplatte ein den oder die Temperaturfühler umfassendes und mit Lüftungsöffnungen
vers ebenes Gehäuse vorgesehen, welches bei ausgeschalteter ,ollwert-Verstellvorrichtung
die Wärmeübertragung von der Raumluft auf den Temperaturfühler gewährleistet.
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Soll die oollwert-Verstellvorrichtung für Thermostat-Regelventile
mit integriertem Temperaturfühler verwendet werden, so kann der Wärmeleiter als
Anlagekörper für das am Thermostat-Regelventil angebrachte, den Temperaturfühler
abdeckende und mit Lüftungsschlitzen versehene Drehgehäuse ausgebildet sein. In
diesem Fall erfolgt eine mittelbare Wärmeübertragung durch partielle Lufterwärmung,
wobei auch das Drehgehäuse erwärmt wird und Wärme an den Temperaturfühler weitergibt.
Da die der Einstellung des Sollwertes dienenden Drehgehäuse der auf dem Markt befindlichen
Thermostat-Regelventile in ihren Abmessungen und in ihrer Gestaltung sehr unterschiedlich
sind, ist eine an alle Ausführungen anpaßbare Ausbildung des Wärmeleiters vorgesehen;
erreicht wird dies dadurch, daß der Wärmeleiter an der Wärmeplatte koaxial zum Drehgehäuse
verschiebbar gelagert ist.
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Der Wärmeleiter läßt sich hierdurch in den Bereich der Lüftungsachlitze
des Drehgehäuses schieben und auch der meist konischen Form des Drehgehäuses anpassen.
Die Befestigung der Sollwert-Verstellvorrichtung am Thermostat-Regelventil ist durch
verschiedene Mittel möglich. Dies kann beispielsweise durch eine am Ventilgehäuse
befestigte Konsole geschehen, an der d-e Sollwert-Verstellvorrichtung mittels eines
Gewindebolzens radial gegen das Drehgehäuse verschraubbar ist.
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Der Gegenstand der Erfindung ist in der Zeichnung schematisch anhand
von zwei Beispielen dargestellt; es zeigt: Fig. 1 die Anordnung eines Thermostat-Regelventils
mit einem externen Temperaturfühler, Fig. 2 eine Sollwert-Verstellvorrich-tung für
externe Temperaturfühler,
Fig. 3 eine Sollwert-Verstellvorrichtung
für ein Thermostat-Hegelverltil mit integriertem Temperaturfühler und Fig. 4 eine
Teilansicht des Gegenstandes der Fig. 3 mit einem am Drehgehäuse des Thermostat-Regelventils
anliegenden Wärmeleiter der Sollwert-Verstellvorrichtung.
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Die in den Fig. 1 und 2 dargestellte Ausführung ist für ein oder mehrere
Thermostat-Regelventile bestimmt, welche einen externen Temperaturfühler besitzen.
Ein Thermostat-Regelventil 1 ist am Einlauf eines Heizkörpers angeordnet. Sein Temperaturfühler
3 ist extern an einer beliebigen Stelle des zu überwachenden Raumes angeordnet und
über eine rohrförmige Kapillare 4 mit dem üblichen Ausdehnungskörper 2 des Thermostat-Regelventils
1 verbunden.
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Dieser Temperaturfühler 3 ist innerhalb einer Sollwert-Verstellvorrichtung
5 angeordnet, die von einer Steueruhr 13 zu bestimmten Zeiten, beispielsweise während
der Nachtzeit, oder von einem Raumtemperatur-Schalter 14 eingeschaltet wird.
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Die in den Figw 1 und 2 gezeigte Sollwert-Verstellvorrichtung 5 besteht
im wesentlichen aus einer metallischen Wärmeplatte 6, an welcher ein I3eizwiderstand
7 flächenförmig anliegt. Beim Ausführungsbespiel ist dieser Heizwiderstand plattenförmig
ausgebildet. Der Sollwert-Verstellvorrichtung 5 ist weiterhin ein Bimetall-Temperaturschalter
9 zugeordnet. Dessen Bimetall-Streifen 10 ist an einer Rippe 16 oder einem sockelförmigen
Ansatz derart befestigt, daß das freie Ende dieses Bimetall-Streifens 10 neben dem
Heizwiderstand 7 liegt und von dessen Wärmeenergie beaufschlagt wird. Weiterer Bestandteil
des Bimetall-Temperaturschalters 9 ist ein elektrisches Schaltorgan 15, dessert
eine Korttiktfoder 1?
über einen Stift 11 von dem Bimetall-Streifen
10 beaufschlagt wird. Die Nontaktfeder 12 ist mit dem Heizwiwiderstand und eine
andere Kontaktfeder mit dem anderen ntrompol verbunden. Das elektrische Schalt organ
15 ist an einem Lagerarm 17, der beispielsweise an der Rippe 16 angebracht sein
kann, drehbar gelagert. Eine ebenfalls an der Rippe 16 mit eingespannte Feder 18
drückt dieses elektrische Schaltorgan 15 gegen eine Stellschraube 19, welche in
einer an der Wärmeplatte 6 befestigte Brücke 20 verschraubbar gelagert ist. Durch
Eindrehen der Verstellschraube 19 in die Brücke 20 wird das elektrische Schaltorgan
15 gegen die Wirkung der Feder 18 in Richtung zum Bimetall-Streifen 10 hin verschwenkt.
Die Verstellschraube 19 ist nach außen durch einen auf der Wärmeplatte 6 befestigten
Deckel 21 geführt, so daß eine Verstellung von außen her möglich ist.
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Auf der dem Heizwiderstand 7 gegenüberliegenden Fläche der Wärmeplatte
6 sind beim Ausführungsbeispiel ein oder mehrere Wärmeleiter 8 in Form von gezahnten
Stegen befestigt. Diese können so angeordnet sein, daß jeweils ein zylinderförmig
ausgebildeter Temperaturfühler 3 mit einem Ende auf zwei benachbarten Stegen liegt.
Der oder die Temperaturfühler 3 werden mittels eines schienenförmigen Klemmorgans
22 und mit Hilfe von zwei Gewindebolzen 23 gegen diese Wärmeleiter 8 gedrückt. Hierdurch
werden die Temperaturfühler 3 gleichzeitig in der Sollwert-Verstellvorrichtung 5
befestigt. Die Rückseite der Sollwert-Verstellvorrichtung 5 ist mit einem Gehäuse
24 versehen, welches unten und oben mit Lüftungsöffnungen 25,26 versehen ist, so
daß bei austeschalteter ollwert-Verstellvorrichtung der oder die Temperaturfühler
3 von der Raumluft beaufschlagt werden, die dabei in der Regel von unten nach oben
durch dieses Gehäuse 24 strömt.
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Die Sollwert-Verstellvorrichtung 5 kann so ausgeführt
sein,
daß zwei oder mehrere Temperaturfühler 3 nebeneinander angeordnet sind. Hierdurch
ist es möglich, die Temperaturfühler 3 verschiedener Thermostat-Regelventile 1 zusammen
unterzubringen und mit Hilfe einer Sollwert-Vers-';ollvorrichtung gleichzeitig zu
verstellen.
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Ist der Steueruhr 13 ein Haumtemperatur-Schalter 14 parallel geschaltet,
wie es in Xig. 1 durch gestrichelte Linien angedeutet ist, kann an diesem Raumtemperatur-Schalter
14 die gewünschte Raumtemperatur eingestellt werden. Durch diese Parallelschaltung
wird das Gerät zu einer kompletten Einzelraumregelung erweitert, wobei die bleibende
Regelabweichung, die bei Thermostat-Ventilen etwa + OC und mehr betragen kann, auf
ungefähr + 0,5 oC reduziert wird. Soll die Raumtemperatur eingeregelt werden, müßte
ohne Raumtemperatur-Schalter der Sollwert des Thermostat-Regelventils entsprechend
von Hand nachgeregelt werden, wenn Störgrößen, wie z. B.
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Sonneneinstrahlung, Wind, Heizkörper-VorlauStemperatur u. dgl. die
Regelung beeinflussen. Bei Zuordnung des auf z. B. 21 OC eingestellten Raumtemperatur-Schalters
14 schaltet er bei Erreichen dieser Temperatur die Sollwert-Verstellvorrichtung
5 ein. Die Raumtemperatur sinkt dann entsprechend der Schaltdifferenz von etwa 0,3
bis 0,5 °C des Raumtemperatur-Schalters ab, bei der dieser Raumtemperatur-Schalter
14 die Sollwert-Verstellvorrichtung 5 wieder ausschaltet. Der Fühler des Thermostat-Ventils
kühlt ab und nimmt langsam seine Regelfunktion wieder auf. Da das ganze System mit
großen Zeitkonstanten behaftet ist, läuft der vorher beschriebene Vorgang ziemlich
langsam ab.
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Der Raumtemperatur-Schalter 14 kann verschieden ausgebildet sein.
Beispielsweise kann er auch mit einem einen elektrischen Schalter betätigenden Ausdehnungskörper
versehen sein. Es sind aber auch andere Ausführungeii
EeeitJnct
In den Fig. 3 und 4 ist die Anordnung eines Thermostat-Regelventils mit einem integrierten
Temperaturfühler schematisch dargestellt. Auch bei dieser Ausführung wird die Sollwert-Verstellvorrichtung
von einer Steueruhr 13 gesteuert und gegebenenfalls von einem Raumtemperaturschalter
14 geregelt. Wie Fig. 3 zeigt, ist die Sollwert-Verstellvorrichtung 5 im wesentlichen
gleich aufgebaut, wie in Fig. 2 gezeigt. Doch ist hier der Wärmeleiter 8 so ausgeführt,
daß er mit dem integrierten Temperaturfühler 3, welcher innerhalb eines mit Lüftungsschlitzen
28 versehenen Drehgehäuses 27 untergebracht ist, zusammenarbeiten kann. Hierfür
ist der Wärmeleiter 8 als Anlagekörper ausgebildet, so daß er außen gegen das Drehgehäuse
27 im Bereich der Lüftungsschlitze fixiert werden kann. Da die Drehgehäuse 27 bei
den auf dem Markt befindlichen Thermostat-Regelventilen unterschiedlich sind, jedoch
meistens eine konische Rotationsform besitzen, kann eine einfache Anpassung und
Anlage dadurch erreicht werden, daß, wie Fig. 4 zeigt, auf der Wärmeplatte 6 eine
Führungsschiene 29 angebracht ist, welche der Wärmeleiter 8 übergreift. Der Wärmeleiter
8 ist der Kontur des Drehgehäuses 27 angeglichen. Je nach dem, ob das Drehgehäuse
27 länger oder kürzer ist, kann durch Verschieben des Wärmeleiters 8 auf der Führungsschiene
29 eine Anlagestellung erreicht werden.
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Die Befestigung der Sollwert-Verstellvorrichtung 5 kann auf verschiedene
Art und Weise geschehen. Bei der in Fig. 3 gezeigten Ausführung ist am Ventilgehäuse
des Thermostat-Regelventils 1 eine Konsole 30 mittels einer Schelle 31 befestigt.
Diese besitzt im mittleren Bereich eine Traverse, an der ein nach unten ragender
Gewindebolzen 32 befestigt ist. Uber diesen Gewindebolzen 32 wird von unten her
ein mit einer entsprechenden Bohrung
versehener Tragarm 33 gesteckt,
der rückwärtig am Gehäuse 24 angebracht ist. Durch entsprechendes Einstellen der
Schraube läßt sich die gesamte Sollwert-Verstellvorrichtung 5 mit ihrem Wärmeleiter
8 gegen das Drehgehäuse 27 anlegen und feststellen. Auch hierdurch ist eine Anpassung
an unterschiedliche Durchmesser von Drehgehäusen 27 möglich. Bei dieser Ausführung
kann auch bei montierter Sollwert-Verstellvorrichtung 5 das Drehgehäuse 27 zur Sinstellung
des normalen zollwerte verdreht wrd.
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Alternativ zur Ausführung nach den Fig. 3 und 4 kann aucii ein Wärmeleiter
8 vorgesehen werden, der als Formkörper so ausgebildet ist, daß er stirnseitig am
Drehgehäuse 27 angreift und dort beispielsweise über die Drehwelle geführt ist.