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DE29801695U1 - Heizkörper-Thermostatventil mit Durchflußanzeige - Google Patents

Heizkörper-Thermostatventil mit Durchflußanzeige

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DE29801695U1
DE29801695U1 DE29801695U DE29801695U DE29801695U1 DE 29801695 U1 DE29801695 U1 DE 29801695U1 DE 29801695 U DE29801695 U DE 29801695U DE 29801695 U DE29801695 U DE 29801695U DE 29801695 U1 DE29801695 U1 DE 29801695U1
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radiator
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    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
    • G01F1/00—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow
    • G01F1/05—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow by using mechanical effects
    • G01F1/20—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow by using mechanical effects by detection of dynamic effects of the flow
    • G01F1/22—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow by using mechanical effects by detection of dynamic effects of the flow by variable-area meters, e.g. rotameters
    • G01F1/24—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow by using mechanical effects by detection of dynamic effects of the flow by variable-area meters, e.g. rotameters with magnetic or electric coupling to the indicating device
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01K—MEASURING TEMPERATURE; MEASURING QUANTITY OF HEAT; THERMALLY-SENSITIVE ELEMENTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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Description

• ft #·····
D.Klamert, Memmingen
Beschreibung Seite 1
1. Thermostatventil mit Anzeige der Heizwassefdüfcnflüssmehge (Schutzanspruch 1)
(Funktionsskizze 1)
Problem:
Durch die VOB DIN 18380 entsteht für den Installateur einer Wärmwässer-Zentralheizüngsänlage die zwingende Verpflichtung, das gesamte System hydraulisch abzugleichen. Dieser korrekt durchgerührte Abgleich erfordert die aufwendige Berechnung des gesamten Röhrenetzes und wird deshalb in der Praxis oft" vergessen ". Günstig gelegene Heizkörper werden dadurch überversöfgt, ungünstig gelegne (größere Röhrentfernühg) bleiben kühl. Übermäßiger Energieverbrauch durch unnötig höhe Pumpenleistungen und überhöhte HeizungsVoriaüflemperaturen können die vom Verbraucher unbemerkten Folgen sein. Ebenso wie Strömungsgeräusche im Heizsystem. Moderne Heizkörperventile bieten die Möglichkeit, durch Einstellung mit verschieden große Durchflussöffiiungen, diesen Abgleich durchzuführen. Allerdings wird diese Möglichkeit aus oben aufgeführten Gründen wenig genutzt.
Lösung:
Mit dem neuen weiterentwickeltem Ventil mit Anzeige des Heizwasserdurchflüsses für jeden Heizkörper, entsteht bei Einsatz von üblichen Heizungs^ pumpen mit geregelt konstantem Differenzdruek die Möglichkeit, den hydraulichen Abgleich für jeden Heizkörper präzise, rasch und praxisgerecht dürchzufuhreh. Lediglich der Wärmebedarf nach DIN 4701,welchen der jeweilige Heizkörper decken soll, muß als Grundlage bekannt sein. Der nötige Durchsatz ergibt sich dann aus der Formel Q (Wärmestrom ) - m (Wässermenge )* c (Energieinhalt des Wassers 1,163 w/kg/k )*T diff. Beispiel: Wärmebedarf= 1,5 KW / gewünschte Vör1äu£Rückiäüftemp. difierenz 2OK. M = Q/c*T diff. = 1500 w /1,163*20 = 65 l/h.
Somit wird dieser Heizkörper durch die Anzeigeskälieruhg auf diesen Wert mit der Voreinstelleinrichtung des Ventils eingestellt. Da die gesamte neue Mechanik im Ventileinsatz Platz findet, lässt sie sich fur alle Ventilbaüweiseri, z.B. Eck, Durchgang, heizkörperintegrieit, einsetzen.
Eine sehr genaue Ablesbarkeit des Einstellwertes ist bei Verwendung eines elektronischen Anzeigegerätes (Funktionsskizze 2) möglich. Dieses Gerät muß hur einmal beschafft werden und ist dann fur alle zukünftig anfallende Abgleicharbeiten einsetzbar. Der Verwender findet den aktuellen Durchflusswert auf dem Display und kann dabei gleichzeitig den Abgleich am Ventil durchführen.
D. Klamert, Memmingen
Beschreibung Seite 2
Eine weitere Ausgestaltung der Entwicklung ist mit Schutzanspruch 2 angegeben.
Problem:
Je nach Einwirkung steigt bei gegenwärtigen Regelüngsarteri die Rücklauftemperatur zumindest bei einzelnen Heizkörpern oft auf ein ungewollt hohes Niveau. Folge : Wärmeerzeügef systeme welche auf niedere Rückiäüftemperatüren konzipiert sind, ( Wärmepumpe, Solar, Brennwerttechnik) arbeiten mit verringertem Leisfungsgräd. In der Praxis kann oft beobachtet werden, daß selbst in abgeglichenen Heizungssystemen, die Temperaturdifferenz bei z. B. gerechneten 20 K auf 10 - 5 K ansteigen kann.
Lösung:
Durch die einstellbare Vorlauf- Rücklauf-Temperaturdifferenzregelung arbeitet der Heizkörper auch unter wechselnden Bedingungen, z.B. hohe Söniieneinsträhiüng durch die Fenster, stets in einem optimalen Bereich. Die Rücklaüftemperatur wird sicher auf einem Niveau gehalten, in welchem z. B. solare HeizMgsunterstützühg ,Bf ennwermutzung öder Wärmepumpen mit ihren benötigten kühleren Rücklauftemperaturen, wirtschaftlich arbeiten. Auch eine individuelle Einstellung der Temperäturspreizung für verschiedene Heizkörper wird möglich. Somit kann auch die neue Vorgabe ( VDI-Richtlinie 6030), nach welcher die Heizkörper individuell und vorrangig auf thermische Behaglichkeit und Wärmestrahlungsausgleich abgeglichen werden sollen, problemlos und wirtschaftlich erfüllt werden.
D. Klämert, Memmingen
Beschreibung Seite 3
( Funktion Skizze 1 ) ( Neuartige, in diesem Zusammenhang nicht dem Stand der Technik entsprechende Bauteile sind in der Funktionsbeschreibung fett gedruckt
Skizze 1 zeigt das Funktionsbeispiel fur das Heizkörperventil mit Durchflußanzeige. Die nun erreichte Funktion erklärt sich wie folgt:
Durch die Strömung des durch die Ventilöfmung (1) zürn Auslass (15) fließenden Wassers wird der ringförmige Durchflussmelder ( 9) ( Kunststoff mit integriertem Ringmagnet) gegen den Druck der Feder (10) aus rostfreiem Material, in Richtung Durchlassöjftiungen(7) (in der Skizze nach oben ) bewegt. Dank der leicht konischen Gestaltung der Innenhülse (13) erfolgt diese Bewegung proportional zur Durchflussmenge.
Durch den im Durchflussmelder integrierten Ringmagnet (12) wird gleichfalls die in einer Bohrung des Venüstiftes (5) bewegliche Durchflussmeldernadel(ll) ohne Wässerberührung und sichtbar (auf der Skizze nach oben) bewegt. Mit der Skalierung am Nadelende (13) kann damit der Durchsatz mit relativer Genauigkeit abgelesen werden Mit der Einstellblende (4) und den damit verbundenen unterschiedlich großen Durchlassqffinmgen (7) lässt sich nun der gewünschte Durchsatz einregulieren. Die Regelung des Heizkörpers kann dann mit einem üblichen, aufsetzbaren Thermostat erfolgen . Skizze 2 zeigt die Erweiterung der Ablesbarkeit durch ein elektronisches Hilfswerkzeug. Die neuartige Funktion erklärt sich wie folgt: Die Schraubkappe (25) wird zum Ablesen auf das Thermöstätveritil (26) aufgesetzt.
Da die Nadelspitze aus elektronisch abtästfähigerri Werkstoff, z. B. Permanetmagnet besteht, kann der Abstand der Nadelspitze und damit rechnerisch die Durchflüssmenge durch eineii elektronischen Sensor (22), z. B. Hallgenerator,Optoelektronik oder andere handlsübliche Bauteile erfasst werden. Hällgerieratoren sind Halbleiterbaüteile, welche bei entsprechendem Anschluss eine Spännung liefern* die sich proportional zu der Stärke eines sich annähernden Magnetfeldes verändert. Durch einen darauf abgeglichenen Verstärker (24) mit IC zur Umrechnung und ein dazugehörendes Anzeigeinstrument (25) werden die augenblicklichen Durchflusswerte und auch machbar, die Leistung (W) durch das Ventil sichtbar dargestellt. Mit dem Einstellschlüssel (23) lässt sich nun gleichzeitig über die damit verbundene Einstellblende der gewünschte Wert voreinstellen.
Die Regelung des Heizkörpers kann dann mit einem üblichen, äüfsetzbaren Thermostat erfolgen,
öder alternativ und neuartig:
D. Klamert, Memmingen
Beschreibung Seite 4
Skizze 3 zeigt das Funktionsschema eines neuartigen Heizkör perther möstaten mit einstellbarer Temperaturdifferenz ( Schutzziel 2 ) Die Funktion erklärt sich wie folgt:
Der Dehnkörper für Vorlauftemperatiir (35) (Füllung nach Stand d. Technik, Gas, Öl öder Wachs) nimmt über die Temperätürübertragüngsfläche (36) die Temperatur des Vorlaufwassers zum Heizkörper auf Der Dehnkörper verändert seine Länge entsprechend dieser Temperatur und bewegt damit über die Aufhängung (34) den Dehnkörper für die Rücklauftem peratur (33) entsprechend zu sich her oder fort. Dieser Abstand wird verändert: a )durch die Einstellschraube für Rücklauftemperaturdifferenz (31) und b )die jeweilige Rücklauftemperarur, welche der Dehnkörper über den käpilaren Rücklauffühler (39) erfasst. Bei steigender Rücklauftemperatur drückt der Rückiaüfdehnkörper die Verdickiing des Betätigungsstiftes (37) in Richtung "Schließen"( auf der Skizze rechts) auf das Thermostatventil. Durch dadurch gedrosselte Wasserströme sinkt die Rückiäüftemperatur entsprechend bis zu dein eingestellten Wert. Grundlage ist die Formel (T diff.=Q/m*c). Bei zu kühler Rückiäüftemperatur kehrt sich die Funktion durch Zusammenziehen des Rücklaufdehnkörpers um, die Wassermenge wird erhöht, die Rücklauftemperatur steigt an. Der Minimalanschlag (38) vehindert eine Fehlfuhktiön des Thermostsates indem ein Mindestdurchfluss von etwa 7% des Maximäldüf chflüsses durch die Differenzregelung nicht unterschritten werden kann. Andernfalls könnte durch Temperaturgleichheit bei geschlossenem Ventil die Funktion gestört und keine " Auf-Regelung" mehr möglich seih. Der Dehnkörper für Raumtemperatur (32) regelt durch Drücken auf den Betätigungsstift mit Vorrangfuöktion die Raumtemperatur ( wie üblicher Stand der Technik ).
Dieter Klamert Aktenzeichen 298 01 695.8 Bezügszeichenliste für Skizze 1 :
1 - V entilöffnung / Wässereintritt
2 - Ventilkegel-Dichtung
3 - Innenhülse ( konisch gearbeitet)
4 - Einstellblende / Durch Drehen ändert sich die Durchsatzmenge
5 - Ventilstift mit Inneribohrwig / Drück von oben schließt das Ventil
7 - Durchlassöffnungen, verschiedene Größen für Durchsatzverstellung
9 - Durchflussmelder, wird von der Strömung nach oben bewegt
10 - Feder, für Gegendruck zur Strömung
11 - Durchflussmeldernadel iii der Hauptsache aus hichtmägnetischem Material, wird durch Mägrietköppelüng mit dem Nadeleride entsprechend dem Durch* flüssmelder bewegt.
12 - Ringmagnet, intefgfieft im Dürchflüssmelder.
13 - Nadelspitze, mit Ableseskala und elektronischer Erfassbarkeit ( z.B. aus
Permäriesritmägriet)
14 - Nadelende, aus mägnetisierbarem Material ( Stahl) stellt die Koppelung mit
dem Ringmagnet her.
2:
22 - Elektronischer Sensor (Hall, Optoelektronik; induktiver Näherungssensor)
23 - Einstellschlüssel, lässt über Zahnungskoppelung die Einstellblende verstellen.
24 ^ Verstärker mit Abgleich für Elektronischen Sensor.
25 - Schraubkappe, zum Aufsetzen auf das Ventil
26 - Heizkörper-Thermöstätventil mit Dürchfiüssänzeige
27 - Anzeigegerät
Skizze 3 :
31 - Einstellschraube für RüCkiäuftemp^Differenz
32 - Dehnkörper / erfasst die Raumtemperatur
33 - Dehnkörper / erfasst über den Käpilarfühler die Rücklaüftemperatür
34 - Aufhängung fur den Dehnkörper (33) gekoppelt mit Dehnkörper (35 )
35 - Dehnkörper für Vorlauftemperatur
36 - Temperatürübertragungsfläche / überträgt die Vorlaüftemperatür durch Dieter lÜämeft
Bezugszeiehenliste Fortsetzung
Wärmeleitfalii^keit auf Dehnkörper ( 35 )
37 - Betätigungsstift mit Verdiekung
38 - Minimalanschlag , verhindert Totäischließen durch Rückläüfregelung
39 - Rücklauffühler, kapilar mit Dehnkörper ( 33 ) verbunden.

Claims (2)

Deutsches Patentamt 80297 München Dieter Klamert Im Kalkerfeld Ü5 87700 Memmingen 26.1.1998 Schutzansprüche
1. Heizkörper-Thermostatventil mit Durchflussanzeige
dadurch gekennzeichnet,
daß durch eine Innenmechanik, verbunden mit einer magnetischen Übertragungseinrichtung, neuartig in diesem Zusammenhang, der Heizwasserdurchsatz in IyTi auf einer Skala angezeigt wird ( Funktionsskizze 1 ). Optional werden diese Werte von einer Sensor-Elektronik aufgenommen und sehr genau und benutzerfreundlich auf einem Display angezeigt (Funktionsskizze 2 ) .
2. Heizkörper-Thermostat mit einstellbarer Temperätur-Differenz-Regelung.
dadurch gekennzeichnet,
daß nicht nur wie üblich die Raumtemperatur, sondern auch die gewünschte Temperaturdifferenz zwischen Vor-und Rücklaufseite des Heizkörpers einstellbar ist und ausreichend genau ohne Hilfsenergie ausgeregelt wird. ( Funktiönsskizze 3 ).
DE29801695U 1998-02-02 1998-02-02 Heizkörper-Thermostatventil mit Durchflußanzeige Expired - Lifetime DE29801695U1 (de)

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