EP0249070A2 - Apparatus for controlling the flow in a heated medium closed-loop circuit having outlet fixtures - Google Patents
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- F24D17/00—Domestic hot-water supply systems
- F24D17/0078—Recirculation systems
Definitions
- the invention relates to a device for regulating the circulation in a temperature-loaded media circuit having tapping points with, for example, hot process water leading section containing the tapping points and a section guiding the return of the process water.
- the temperature-sensitive element of the circulation control valve consists of at least one convexly pre-bent bimetallic disc that jumps into a concave deflection when heated and returns to the convex deflection when it cools down.
- Such disks can be constructed very inexpensively and do not require any control effort, since they are controlled by the temperature of the medium itself.
- several such bimetallic discs can be arranged in series in the circulation control valve.
- the cover (37) which closes the housing (34) is the second abutment for the spring element (42).
- a timer (61) is fastened on the circulation control valve (6) via a holding bracket (60).
- This can consist, for example, of a synchronous motor which circulates a magnet (62), which is fastened on a disk (63), in a twenty-four hour cycle.
- the magnetic forces of the magnet (62) act on a magnet (64) which is firmly connected to a plunger (65).
- This acts via the temperature-sensitive element (10) on the valve cover (18) and urges it against the valve seat (17).
- the circulation control valve (6) is thus closed, although the temperature-sensitive element with its cooled bimetallic discs (23, 24) would in itself release the flow for the medium (11).
- the temperature-sensitive element (10) again determines the circulation in the media circuit.
- the return lines which generally have a smaller cross-section, are better protected against erosion damage and contamination or deposits due to the lower temperature level and the lower throughput.
- the circulation control valve is arranged behind the last extraction point, it is also relatively well protected against contamination, deposits and erosion damage. In addition, it can prevent backflow at this installation location, so that when opening the medium can not flow to a tapping point via the return lines of the tapping point. Regardless of the position of the circulation control valve, for example the valve cover (18) would lie on the valve seat (17) and prevent the backflow (FIG. 10).
- the circulating volume flowing through the return line and the resulting heat losses are so small that it makes sense, for example, in a domestic water system in a tenement building as a result of the invention, to incorporate quantity meters in branched line systems in the feeds for the purpose of hot water cost calculations without the line branches , which have the lower flow resistance as a whole, are impermissibly disadvantaged.
- the invention also enables the automatic tuning of branched circuits when only one pump is installed in the common part of the return line.
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Regelung der Zirkulation in einem temperaturbeaufschlagten, Entnahmestellen aufweisenden Medienkreislauf mit einem zum Beispiel warmes Brauchwasser führenden, die Entnahmestellen enthaltenden Abschnitt und einem den Rücklauf des Brauchwassers führenden Abschnitt.The invention relates to a device for regulating the circulation in a temperature-loaded media circuit having tapping points with, for example, hot process water leading section containing the tapping points and a section guiding the return of the process water.
Bei den vorgenannten Leitungssystemen hat der den Rücklauf des Mediums führende Abschnitt die Aufgabe, an den Entnahmestellen ständig temperiertes Medium zur Verfügung zu halten. Dabei bleibt es nicht aus, daß die von dem warmen Medium durchflossene Rücklaufleitung Wärme an ihre Umgebung abgibt. Diese Wärmeverluste können beträchtlich sein, wenn die Rücklaufleitung relativ lang ist. Derartige Wärmeverluste treten sowohl bei Leitungssystemen auf, bei denen der Umlauf des Medium durch eine Pumpe erzwungen wird als auch bei Medienkreisläufen, bei denen der Umlauf allein durch die Veränderung des spezifischen Gewichts des temperierten Mediums erfolgt.In the case of the aforementioned line systems, the section guiding the return of the medium has the task of keeping the temperature-controlled medium available at the tapping points. It is inevitable that the return line through which the warm medium flows releases heat to its surroundings. These heat losses can be significant if the return line is relatively long. Such heat losses occur both in line systems in which the circulation of the medium is forced by a pump and in media circuits in which the circulation takes place solely by changing the specific weight of the temperature-controlled medium.
Es ist bekannt, thermisch und/oder zeitlich gesteuerte Pumpen in Medienkreisläufen anzuordnen, um nur dann eine Zirkulation des warmen Mediums im Medienkreislauf zu bewirken, wenn an den Entnahmestellen sich das warme Medium abgekühlt hat beziehungsweise wenn ein Zeitpunkt zur Abnahme vorgesehen ist. Derartige Steuerungen sind sehr aufwendig und relativ schlecht zu den Zapfstellen zuzuordnen.It is known to arrange thermally and / or time-controlled pumps in media circuits in order to bring about a circulation of the warm medium in the media circuit only when the warm medium has cooled at the extraction points or when a time for taking it off is provided. Such controls are very complex and relatively difficult to assign to the tap.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine wirksame Verminderung der Wärmeverluste in Medienkreisläufen mit Rücklaufleitungen ohne großen baulichen Aufwand zu schaffen, ohne daß dabei negative Auswirkungen auf die Temperatur des an den Entnahmestellen bereitzustellenden Mediums zu befürchten sind.The invention has for its object to provide an effective reduction of heat losses in media circuits with return lines without great construction effort, without fear of negative effects on the temperature of the medium to be provided at the tapping points.
Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß wenigstens ein die Strömung im Rücklaufabschnitt regelndes Zirkulationsventil in der Nähe einer Entnahmestelle, vorzugsweise der letzten Entnahmestelle vorgesehen ist, das mit einem temperaturempfindlichen Element im Kontakt mit dem Medium steht und durch die Temperatur im Medium gesteuert bei einer oberen Grenztemperatur schließbar und bei einer unteren Grenztemperatur öffenbar ist.According to the invention, this object is achieved in that at least one circulation valve regulating the flow in the return section is provided in the vicinity of an extraction point, preferably the last extraction point, which is in contact with the medium with a temperature-sensitive element and controlled by the temperature in the medium can be closed at an upper limit temperature and can be opened at a lower limit temperature.
Mit einer solchen Ausbildung eines Medienkreislaufes wird effektiv nur dann eine Zirkulation erfolgen, wenn die Temperatur an den Entnahmestellen auf eine vorgebbare Grenztemperatur abgesunken ist. Damit werden die Wärmeverluste in der Rücklaufleitung drastisch vermindert. Dabei ist es besonders vorteilhaft, wenn das Zirkulationsregelventil in der Nähe der letzten Entnahmestelle im Medium führenden Abschnitt vorgesehen ist.With such a design of a media circuit, circulation will effectively only take place if the temperature at the tapping points has dropped to a predefinable limit temperature. This drastically reduces heat losses in the return line. It is particularly advantageous if the circulation control valve is provided in the vicinity of the last removal point in the section carrying the medium.
Werden zum Beispiel mehrere Etagen eines Hauses mit warmem Brauchwasser versorgt, so ist es bekannt, pro Etage einen Rücklaufabschnitt im Medienkreislauf vorzusehen. In unterschiedlichen Abschnitten pro Etage ergeben sich zwangsläufig unterschiedliche Strömungswiderstände. Dadurch wird bei nicht laufender Abnahme von warmen Brauchwasser den Etagen unterschiedlich warmes Brauchwasser entsprechend den unterschiedlichen Strömungswiderständen zugeführt. Man versucht daher, die Strömungswiderstände durch von Hand einstellbare Reduzierventile zu vergleichmäßigen, was jedoch insbesondere im Hinblick auf längerfristige Funktion sehr schwierig ist. Zur Behebung dieser Nachteile wird in einer Weiterbildung der Erfindung bei mehreren Rücklaufabschnitten in einem Medienkreislauf pro Rücklaufabschnitt ein Zirkulationsregelventil vorgesehen. Bei unterschiedlichen Strömungswiderständen wird nunmehr zunächst nur ein Zweig des Medienkreislaufes mit warmem Brauchwasser durchflossen und damit sehr schnell auf die gewünschte Brauchwassertemperatur angehoben. Sobald das in dieser Rücklaufleitung liegende Zirkulationsregelventil schließt, steht der gesamte Durchfluß dem zweiten Medienkreislauf zur Verfügung. Gleiches gilt sinngemäß natürlich für Medienkreisläufe mit einer Vielzahl von Rücklaufabschnitten, in denen je Rücklaufabschnitt ein Zirkulationsregelventil vorgesehen wird.If, for example, several floors of a house are supplied with hot domestic water, it is known to provide a return section in the media circuit for each floor. Different flow resistances inevitably result in different sections per floor. As a result, hot water of different temperatures is supplied to the floors in accordance with the different flow resistances when the hot domestic water is not continuously drawn off. One tries therefore the flow resistances by hand adjustable reducing valves to equalize, but this is very difficult especially with regard to long-term function. To overcome these disadvantages, a circulation control valve is provided in a development of the invention in the case of a plurality of return sections in a media circuit per return section. With different flow resistances, only one branch of the media circuit is now flowed through with hot process water and thus very quickly raised to the desired process water temperature. As soon as the circulation control valve in this return line closes, the entire flow is available to the second media circuit. The same applies, of course, to media circuits with a large number of return sections in which a circulation control valve is provided for each return section.
In einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung besteht das temperaturempfindliche Element des Zirkulationsregelventils mindestens aus einer konvex vorgebogenen, bei Erwärmung in eine konkave Durchbiegung umspringende bei Wiederabkühlung in die konvexe Durchbiegung zurückspringende Bimetallscheibe. Derartige Scheiben sind sehr kostengünstig aufzubauen und benötigen keinerlei Steuerungsaufwand, da sie durch die Temperatur des Mediums selbst gesteuert werden. Zur Erhöhung der Arbeitskraft einer solchen Bimetallscheibe und/oder seines Stellweges können mehrere derartige Bimetallscheiben in Reihe geschaltet im Zirkulationsregelventil angeordnet werden.In a preferred development of the invention, the temperature-sensitive element of the circulation control valve consists of at least one convexly pre-bent bimetallic disc that jumps into a concave deflection when heated and returns to the convex deflection when it cools down. Such disks can be constructed very inexpensively and do not require any control effort, since they are controlled by the temperature of the medium itself. To increase the working force of such a bimetallic disc and / or its travel, several such bimetallic discs can be arranged in series in the circulation control valve.
Bei der baulichen Ausführung des Zirkulationsregelventils wird der von dem temperaturempfindlichen Element in seiner Arbeitsstellung auf einen Ventilsitz gedrückte Ventildeckel vorteilhafter Weise derart angeordnet, daß der sich aus Systemdruck und atmosphärischen Druck ergebende Differenzdruck auf den Ventildeckel in Schließrichtung einwirkt. Bei einer solchen Ausbildung des Zirkulationsregelventils wird eine Rückströmung des bereits in der Rücklaufleitung befindlichen abgekühlten Brauchwassers zu den Entnahmestellen automatisch verhindert.In the construction of the circulation control valve, the valve cover pressed by the temperature-sensitive element in its working position onto a valve seat is advantageously arranged in such a way that System pressure and atmospheric pressure resulting differential pressure acts on the valve cover in the closing direction. With such a design of the circulation control valve, backflow of the cooled service water already in the return line to the tapping points is automatically prevented.
In Medienkreisläufen bestehen häufig unterschiedlich beanspruchte Entnahmestellen, aus denen Brauchwasser gezapft wird. So wird beispielsweise in einem Haushaltskreislauf bei einem Waschbecken des öfteren Warmwasser entnommen als bei einer Badewanne. Es kann daher vorteilhaft sein, das Zirkulationsregelventil nicht zwischen der letzten Entnahmestelle und dem Rücklaufabschnitt anzuordnen sondern zwischen zwei derartigen Entnahmestellen. Um dieses zu ermöglichen wird in Weiterbildung der Erfindung zur Überbrückung des Zirkulationsregelventils ein durch den sich aus Systemdruck und Atmosphärendruck ergebenden Differenzdruck öffenbares druckbelastetes Ventil vorgesehen, wobei dieses Ventil durch statische Mittel so belastet ist, daß es durch den Druck in der Rücklaufleitung nicht öffenbar ist. Mit dieser Maßnahme lassen sich weitere Wärmeverluste zwischen Entnahmestellen vermindern.In the media circuits, there are often differently used tapping points from which tap water is drawn. For example, hot water is often drawn from a wash basin in a household cycle than from a bathtub. It can therefore be advantageous not to arrange the circulation control valve between the last removal point and the return section, but between two such removal points. In order to make this possible, in a further development of the invention, a pressure-loaded valve which can be opened by the differential pressure resulting from system pressure and atmospheric pressure is provided to bridge the circulation control valve, this valve being loaded by static means in such a way that it cannot be opened by the pressure in the return line. With this measure further heat losses between tapping points can be reduced.
Vorzugsweise werden das Zirkulationsregelventil und das druckbelastete Ventil in einer Baueinheit zusammengefaßt. Diese wird dann besonders klein, wenn das Zirkulationsregelventil und das druckbelastete Ventil in einem gemeinsamen Gehäuse konzentrisch angeordnet werden. Derartige Baueinheiten lassen sich wegen ihrer geringen Größe beliebig im Wandbereich in der Nähe der optimalen Entnahmestelle anordnen. Dies ist insbesondere deswegen einfach, weil das erfindungsgemäße Zirkulationsregelventil keinerlei Steuerleitungen oder dergleichen erfordert.The circulation control valve and the pressure-loaded valve are preferably combined in one structural unit. This becomes particularly small if the circulation control valve and the pressure-loaded valve are arranged concentrically in a common housing. Because of their small size, such units can be arranged anywhere in the wall area in the vicinity of the optimal removal point. This is especially because of that simply because the circulation control valve according to the invention does not require any control lines or the like.
In Weiterbildung der Erfindung wird das Zirkulationsregelventil durch zeitabhängig gesteuerte Mittel auch bei der unteren Temperatur schließbar ausgebildet. Diese Maßnahme verhindert, daß das Zirkulationsregelventil eine Zirkulation des gesamten Medienkreislaufes mit warmem Brauchwasser zum Beispiel während der Nachtstunden steuert. Die zeitabhängige Steuerung kann dabei in einem Haushaltskreislauf so eingestellt werden, daß kurz vor der morgendlichen Gebrauchszeit das Zirkulationsregelventil freigegeben wird und dieses den Kreislauf freigibt. Auch diese Maßnahme dient zur weiteren Verminderung von Wärmeverlusten.In a further development of the invention, the circulation control valve is designed to be closable even at the lower temperature by means of time-controlled means. This measure prevents the circulation control valve from controlling a circulation of the entire media circuit with hot service water, for example during the night. The time-dependent control can be set in a household circuit so that the circulation control valve is released shortly before the morning use and this releases the circuit. This measure also serves to further reduce heat losses.
Eine besonders einfache konstruktive Ausbildung für diese Art der Steuerung ergibt sich, wenn ein ferromagnetischer Stößel mit dem temperaturempfindlichen Element und/oder mit dem Ventildeckel in Wirkverbindung steht, und der ferromagnetische Stößel durch einen von einer Zeitschaltuhr periodisch vorbeigeführten Magneten zur Schließung des Zirkulationsregelventils beeinflußbar ist.A particularly simple design for this type of control results when a ferromagnetic tappet is in operative connection with the temperature-sensitive element and / or with the valve cover, and the ferromagnetic tappet can be influenced by a magnet that is periodically passed by a timer to close the circulation control valve.
In der Zeichnung sind schematische Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Es zeigen:
- Fig. 1 einen Medienkreislauf mit einem Zirkulationsregelventil,
- Fig. 2 einen Medienkreislaüf mit zwei Rückleitungsabschnitten,
- Fig. 3 den Längsschnitt durch ein erstes Ausführungsbeispiel eines Zirkulationsregelventils in geschlossenem Zustand,
- Fig. 4 das Ventil gemäß Fig. 3 in Offenstellung,
- Fig. 5 einen Medienkreislauf, bei dem das Zirkulationsregelventil zwischen zwei Entnahmestellen angeordnet ist,
- Fig. 6 einen Medienkreislauf mit zwei Rückführleitungen, wobei jeweils die Zirkulationsregelventile zwischen zwei Entnahmestellen angeordnet sind,
- Fig. 7 den Längsschnitt durch ein zweites Ausführungsbeispiel eines Zirkulationsregelventils mit einem druckbelasteten Überbrückungsventil für das thermisch gesteuerte Zirkulationsregelventil, wobei das Zirkulationsregelventil geschlossen ist,
- Fig. 8 das gleiche Ausführungsbeispiel wie in Fig. 7, jedoch mit geöffnetem Zirkulationsregelventil,
- Fig. 9 das gleiche Ausführungsbeispiel wie in den Fig. 7 und 8 jedoch mit geschlossenem Zirkulationsregelventil und geöffnetem druckbelasteten Überbrückungsventil,
- Fig. 10 das Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 4 mit durch den in der Rücklaufleitung herrschenden Druck geschlossenen Ventildeckel, und
- Fig. 11 eine Einrichtung zur zeitabhängigen Steuerung des Zirkulationsregelventils.
- 1 shows a media circuit with a circulation control valve,
- 2 shows a media circuit with two return sections,
- 3 shows the longitudinal section through a first exemplary embodiment of a circulation control valve in the closed state,
- 4 shows the valve according to FIG. 3 in the open position,
- 5 shows a media circuit in which the circulation control valve is arranged between two tapping points,
- 6 shows a media circuit with two return lines, the circulation control valves each being arranged between two tapping points,
- 7 shows the longitudinal section through a second exemplary embodiment of a circulation control valve with a pressure-loaded bypass valve for the thermally controlled circulation control valve, the circulation control valve being closed,
- 8 shows the same embodiment as in FIG. 7, but with the circulation control valve open,
- 9 shows the same embodiment as in FIGS. 7 and 8 but with the circulation control valve closed and the pressure-loaded bypass valve open,
- 10 shows the embodiment according to FIG. 4 with the valve cover closed by the pressure prevailing in the return line, and
- 11 shows a device for time-dependent control of the circulation control valve.
Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 steht das in einem Behälter (1) vorhandene temperierte Medium, beispielsweise Warmwasser, unter Förderdruck. Eine Leitung (2) weist Entnahmestellen (3, 4, 5) auf. Hinter der letzten Entnahmestelle (5) ist ein Zirkulationsregelventil (6) angeordnet. Vom Zirkulationsregelventil (6) aus führt eine Rücklaufleitung (7) zu einer Förderpumpe (9) und von dort weiter zum Behälter (1).In the embodiment according to FIG. 1, the tempered medium, for example hot water, present in a container (1) is under delivery pressure. A line (2) has Tapping points (3, 4, 5). A circulation control valve (6) is arranged behind the last extraction point (5). A return line (7) leads from the circulation control valve (6) to a feed pump (9) and from there to the container (1).
Das Zirkulationsregelventil (6) besitzt gemäß Fig. 3 ein temperaturempfindliches Element (10), das thermischen Kontakt mit dem Medium (11), beispielsweise Wasser hat, welches sich im Inneren des Gehäuses (12) des Zirkulationsregelventil (6) befindet und dessen normale Strömungsrichtung durch keine Bezugsziffern tragende Pfeile in den Fig. 3 und 4 angedeutet ist. Die Eintrittsöffnung ist mit (13), die Austrittsöffnung mit (14) bezeichnet. Auf dem Ventilsitz (17) liegt der mit einem Dichtring aus gummielastischem Material versehene Ventildeckel (18).3 has a temperature-sensitive element (10) which has thermal contact with the medium (11), for example water, which is located inside the housing (12) of the circulation control valve (6) and its normal flow direction is indicated by arrows bearing no reference numerals in FIGS. 3 and 4. The inlet opening is denoted by (13) and the outlet opening by (14). The valve cover (18), which is provided with a sealing ring made of rubber-elastic material, lies on the valve seat (17).
Gemäß Fig. 3 liegt auf dem Ventilsitz (17) der Ventildeckel (18) in Gestalt einer Scheibe auf. Der Ventildeckel (18) ist zwischen vier über den Umfang gleichmäßig verteilte Flügel in Richtung der Achse (16) bewegbar. In den Fig. 3 und 4 sind lediglich zwei der einander gegenüberliegenden Flügel (19) und (20) sichtbar. Ein gehäusefest angeordneter Ring (22) dient als Widerlager für eine der beiden Bimetallscheiben (23, 24), aus denen das temperaturempfindliche Element (10) besteht. Die Bimetallscheiben sind gemäß Fig. 4 konvex vorgebogen und liegen mit ihren Rändern aneinander. Bei Erwärmung springen sie in die konkave Durchbiegung um, die Fig. 3 zeigt.According to FIG. 3, the valve cover (18) rests on the valve seat (17) in the form of a disk. The valve cover (18) can be moved in the direction of the axis (16) between four wings that are evenly distributed over the circumference. 3 and 4, only two of the opposite wings (19) and (20) are visible. A ring (22) fixed to the housing serves as an abutment for one of the two bimetallic disks (23, 24) from which the temperature-sensitive element (10) is made. The bimetallic disks are convexly pre-bent according to FIG. 4 and lie against one another with their edges. When heated, they jump into the concave deflection, which Fig. 3 shows.
Fig 3 zeigt, daß die nach Erwärmung in die konkave Durchbiegung umgesprungenen Bimentallscheiben (23, 24) mit ihren Wölbungen aneinanderliegen und mit ihren Rändern den Ventildeckel (18) von dem Ring (22) wegdrücken und auf dem Ventilsitz (17) zur Anlage bringen. Die Dürchströmung des Zirkulationsregelventils (6) unter dem Einfluß der durch die Förderpumpe (9) hervorgerufenen Rücklaufförderkraft ist in diesem Zustand des Zirkulationsregelventils (6) nicht möglich.Fig. 3 shows that the bimental disks (23, 24) which have jumped into the concave deflection lie against one another with their curvatures and press the valve cover (18) away from the ring (22) with their edges and on the Bring the valve seat (17) into contact. The flow through the circulation control valve (6) under the influence of the return flow force caused by the feed pump (9) is not possible in this state of the circulation control valve (6).
Nach Abkühlung des Mediums und damit der Bimetallscheiben (23, 24) springen diese in die in Fig. 4 dargestellte konvexe Durchbiegung um, so daß jetzt der Ventildeckel (18) vom Ventilsitz (17) abheben kann, wie es Fig. 4 zeigt. Nun umströmt ein Teil des Mediums (11) auch die Bimetallscheiben (23, 24), wodurch sehr rasch eine erneute Erwärmung und erneutes Umspringen eintreten wird.After the medium and thus the bimetallic disks (23, 24) have cooled, they jump into the convex deflection shown in FIG. 4, so that the valve cover (18) can now lift off the valve seat (17), as shown in FIG. 4. Part of the medium (11) now also flows around the bimetallic disks (23, 24), as a result of which heating and jumping around again will occur very quickly.
Fig. 4 und Fig. 10 verdeutlichen, daß das Zirkulationsregelventil (6) zugleich ein Rückströmen des Mediums verhindert. Der Ventildeckel (18) würde sich nämlich sofort gegen den Ventilsitz (17) legen, falls die Strömungsrichtung sich umkehren sollte. Er würde dies unabhängig von der jeweiligen Stellung der Bimetallscheiben (23) und (24) tun.Fig. 4 and Fig. 10 illustrate that the circulation control valve (6) also prevents backflow of the medium. The valve cover (18) would immediately lay against the valve seat (17) if the direction of flow should be reversed. He would do this regardless of the position of the bimetallic discs (23) and (24).
Der Medienkreislauf nach Fig. 2 unterscheidet sich durch folgendes von dem der Fig. 1:The media circuit according to FIG. 2 differs from that of FIG. 1 by the following:
Von der Leitung (2) zweigt eine Leitung (2ʹ) ab, welche die Entnahmestellen (3ʹ, 4ʹ) und (5ʹ) besitzt. Hinter der Entnahmestelle (5ʹ) befindet sich ein weiteres Zirkulationsregelventil (6ʹ), das genauso ausgebildet ist wie das Zirkulationsregelventil (6).From the line (2) branches off a line (2ʹ), which has the tapping points (3ʹ, 4ʹ) and (5ʹ). Behind the tapping point (5ʹ) there is another circulation control valve (6ʹ), which is designed in exactly the same way as the circulation control valve (6).
Von dem Zirkulationsregelventil (6ʹ) geht eine Rücklaufleitung (7ʹ) ab. Die beiden Rücklaufleitungen (7) und (7ʹ) münden in die Rücklaufleitung (7ʺ), in deren Verlauf die Förderpumpe (9) angeordnet ist.A return line (7ʹ) goes from the circulation control valve (6ʹ). The two return lines (7) and (7ʹ) open into the return line (7ʺ), in the course of which the feed pump (9) is arranged.
Unter der Annahme, daß alle Entnahmestellen geschlossen sind, wird die Leitung (2ʹ) wegen ihres geringeren Strömungswiderstands schneller durchströmt, so daß das Zirkulationsregelventil (6ʹ) sich schneller schließen wird als das Zirkulationsregelventil (6). Sobald das Zirkulationsregelventil (6ʹ) geschlossen ist, setzt aber in der leitung (2) und in der Rücklaufleitung (7) eine forcierte Strömung ein, so daß sich daraufhin auch das Zirkulationsregelventil (6) sehr rasch schließen wird.Assuming that all tapping points are closed, the line (2ʹ) is flowed through faster because of its lower flow resistance, so that the circulation control valve (6ʹ) will close faster than the circulation control valve (6). As soon as the circulation control valve (6ʹ) is closed, however, a forced flow sets in in the line (2) and in the return line (7), so that the circulation control valve (6) will then close very quickly.
Von dem Medienkreislauf nach Fig. 1 unterscheidet sich derjenige nach Fig. 5 durch folgendes:1 differs from the media circuit according to FIG. 5 by the following:
Die Leitung (2) besitzt zwei weitere Entnahmestellen (28) und (29). Zwischen Förderpumpe (9) und Behälter (1) ist in der Rücklaufleitung (7) ein Rückschlagventil (30) angeordnet.The line (2) has two further tapping points (28) and (29). A check valve (30) is arranged in the return line (7) between the feed pump (9) and the container (1).
Statt eines der vorbeschriebenen Zirkulationsregelventile ist der letzten Entnahmestelle (29) hier eine Baueinheit (31) aus Zirkulationsregelventil (32) und druckbelasteten Ventil (33) zugeordnet, das unter Bezugnahme auf Fig. 7 bis 9 näher beschrieben wird.Instead of one of the circulation control valves described above, the last removal point (29) here is assigned a structural unit (31) comprising a circulation control valve (32) and a pressure-loaded valve (33), which is described in more detail with reference to FIGS. 7 to 9.
Nach den Fig. 7 bis 9 sind Zirkulationsregelventil (32) und druckbelastetes Ventil (33) zu einer Baueinheit (31) zusammengebaut. Die Eintrittsöffnung für das Medium (11) ist mit (35), die Austrittsöffnung mit (36) bezeichnet.7 to 9, circulation control valve (32) and pressure-loaded valve (33) are assembled to form a structural unit (31). The inlet opening for the medium (11) is designated by (35), the outlet opening by (36).
In Strömungsrichtung des Mediums (11), kenntlich gemacht durch nicht mit Bezugsziffern versehene Pfeile, ist konzentrisch zur Mittelachse (38) des Gehäuses (34) ein gehäusefester Ventilsitz (39) des druckbelasteten Ventils (33) angeordnet.A valve seat (39) of the pressure-loaded valve (33) fixed to the housing is arranged concentrically to the central axis (38) of the housing (34) in the direction of flow of the medium (11), indicated by arrows not provided with reference numbers.
Auf den Ventilsitz (39) folgt der den Dichtring (70) für das druckbelastete Ventil (33) tragende, zentral perforierte, längs der Mittelachse (38) bewegbare Dichtkörper (40).The valve seat (39) is followed by the centrally perforated sealing body (40), which carries the sealing ring (70) for the pressure-loaded valve (33) and is movable along the central axis (38).
Der Dichtkörper (40) trägt zugleich den Dichtring (71) für das Zirkulationsregelventil (32). Der Dichtkörper (40) stellt zugleich den Boden eines umströmbaren Käfigs (43) dar.The sealing body (40) also carries the sealing ring (71) for the circulation control valve (32). The sealing body (40) also represents the bottom of a flowable cage (43).
Der Käfig (43) dient der Axialführung eines in Richtung der Mittelachse (38) bewegbaren Ventildeckels (18) des Zirkulationsregelventils (32) sowie der Aufnahme des temperaturempfindlichen Elements (10) des Zirkulationsregelventils (32).The cage (43) is used for the axial guidance of a valve cover (18) of the circulation control valve (32) which can be moved in the direction of the central axis (38) and for accommodating the temperature-sensitive element (10) of the circulation control valve (32).
Das temperaturempfindliche Element (10) besteht aus den bereits aus Fig. 3 und 4 bekannten Bimetallscheiben (23) und (24).The temperature-sensitive element (10) consists of the bimetallic disks (23) and (24) already known from FIGS. 3 and 4.
Ein zweiter, in Richtung der Mittelachse (38) bewegbarer und durch das Medium (11) umströmbarer Käfig (72) dient der Axialführung des druckbelasteten Ventils (33) im Gehäuse (34). Der Boden (73) des Käfigs (72) dient einerseits als Widerlager des temperaturempfindlichen Elements (10), andererseits als Widerlager des Federelementes (42).A second cage (72), which can be moved in the direction of the central axis (38) and flows around by the medium (11), serves to axially guide the pressure-loaded valve (33) in the housing (34). The bottom (73) of the cage (72) serves on the one hand as an abutment for the temperature-sensitive element (10) and on the other hand as an abutment for the spring element (42).
Die Kraft des Federelementes (42) wird über den Boden (73) des Käfigs (72) und über die vier Flügel, von denen in Fig. 7 bis 9 nur zwei Flügel (19) und (20) sichtbar sind, auf den Dichtring (70) für das druckbelastete Ventil (33) und somit auf den Ventilsitz (39) übertragen.The force of the spring element (42) is applied to the sealing ring (via the bottom (73) of the cage (72) and the four wings, of which only two wings (19) and (20) are visible in FIGS. 70) for the pressure-loaded valve (33) and thus to the valve seat (39).
Der Käfig (72) weist zwecks Führung im Gehäuse (34) vier gleichmäßig am Umfang verteilte Flügel auf, von denen in Fig. 7 bis 9 die Flügel (48, 49) und (50) sichtbar sind. Die Aussparungen zwischen den Flügeln ermöglichen ein gutes Umströmen der Bimetallscheiben (23) und (24) mit dem Medium (11).For the purpose of guidance in the housing (34), the cage (72) has four wings distributed evenly around the circumference, of which in 7 to 9 the wings (48, 49) and (50) are visible. The recesses between the wings allow the medium (11) to flow around the bimetallic discs (23) and (24).
Der das Gehäuse (34) abschließende Deckel (37) ist das zweite Widerlager für das Federelement (42).The cover (37) which closes the housing (34) is the second abutment for the spring element (42).
Wenn gemäß Fig. 5 sämtliche Entnahmestellen geschlossen sind, die Bimetallscheiben (23) und (24) aber noch erwärmt sind, ergibt sich für die Baueinheit (31) der in Fig. 7 dargestellte Zustand. Das Federelement (10) drückt über den Boden des Käfigs (72) und über die vier Flügel des strömbaren Käfigs (43) den im Dichtkörper (40) befindlichen Dichtring (70) auf den Ventilsitz (39), so daß das druckbelastete Ventil (33) geschlossen ist. Die beiden Bimetallscheiben (23) und (24) des temperaturempfindlichen Elements (10) haben den Ventildeckel (45) gegen den Dichtring (71) angelegt, so daß auch das Zirkulationsregelventil (32) geschlossen ist. Demzufolge kann die Baueinheit (31) nicht durchströmt werden. Wird nun aus diesem Zustand heraus die Entnahmestelle (29) geöffnet, so hält das Federelement (42) dem anstehenden Differenzdruck des Mediums nicht mehr stand, so daß der Ventildeckel (40) und somit der Dichtring (70) vom Ventilsitz (39) abhebt, wie es Fig. 9 zeigt. Fast ungehindert kann nun das Medium (11) die Baueinheit (31) durchströmen, obwohl das Zirkulationsregelventil (32) geschlossen ist.5, when all the tapping points are closed, but the bimetallic discs (23) and (24) are still heated, the state shown in FIG. 7 results for the structural unit (31). The spring element (10) presses over the bottom of the cage (72) and over the four wings of the flowable cage (43) the sealing ring (70) located in the sealing body (40) onto the valve seat (39), so that the pressure-loaded valve (33 ) closed is. The two bimetal disks (23) and (24) of the temperature-sensitive element (10) have the valve cover (45) against the sealing ring (71), so that the circulation control valve (32) is closed. As a result, the unit (31) cannot be flowed through. If the removal point (29) is now opened from this state, the spring element (42) no longer withstands the differential pressure of the medium, so that the valve cover (40) and thus the sealing ring (70) lifts off the valve seat (39), as shown in FIG. 9. The medium (11) can now flow through the assembly (31) almost unhindered, although the circulation control valve (32) is closed.
Wird aber die stromab gelegene Entnahmestelle (29) nicht geöffnet, so kühlen sich im Absperrzustand die beiden Bimetallscheiben (23) und (24) ab, so daß sie in die konvexe Durchbiegung zurückspringen, so wie es Fig. 8 zeigt. Dadurch wird der Ventildeckel (45) durch das temperaturempfindliche Element (10) nicht mehr angedrückt, so daß das Medium (11) zwischen Dichtring (71) und Ventildeckel (45) hindurchtreten und somit die ganze Baueinheit (31) durchströmen kann, bis infolge der Wiedererwärmung der Bimetallscheiben (23) und (24) nach deren Umspringen in den konkaven Zustand die Schließstellung nach Fig. 7 erneut erreicht wird.However, if the downstream tapping point (29) is not opened, the two bimetallic discs (23) and (24) cool in the shut-off state, so that they spring back into the convex deflection, as shown in FIG. 8 shows. As a result, the valve cover (45) is no longer pressed by the temperature-sensitive element (10), so that the medium (11) can pass between the sealing ring (71) and the valve cover (45) and thus flow through the entire assembly (31) until, as a result of the Reheating the bimetallic discs (23) and (24) after their jumping into the concave state, the closed position according to FIG. 7 is reached again.
Von dem Medienkreislauf nach Fig. 5 unterscheidet sich derjenige nach Fig. 6 durch folgendes:5 differs from the media circuit according to FIG. 6 by the following:
Die Leitung (2) besitzt lediglich die Entnahmestellen (3, 4) und (29). Von der Leitung (2) zweigt eine Leitung (2ʹ) ab, die Entnahmestellen (3ʹ, 4ʹ) und (29ʹ) besitzt. Stromauf der letzten Entnahmestelle (29ʹ) befindet sich eine Baueinheit (31ʹ) aus Zirkulationsregelventil und druckbelastetem Ventil, die so ausgebildet ist, wie in den Fig. 7 bis 9 beschrieben. Hinter der letzten Entnahmestelle (29ʹ) beginnt eine Rücklaufleitung (7ʹ), die sich mit der Rücklaufleitung (7) zu einer Rücklaufleitung (7ʺ) vereinigt. Die Förderpumpe (9) befindet sich im Zug der Rücklaufleitung (7ʺ). Die Rücklaufleitungen (7, 7ʹ) sind mit Rückschlagventilen (54, 55) versehen.The line (2) has only the tapping points (3, 4) and (29). From the line (2) branches off a line (2ʹ) which has tapping points (3ʹ, 4ʹ) and (29ʹ). Upstream of the last extraction point (29ʹ) there is a structural unit (31ʹ) comprising a circulation control valve and a pressure-loaded valve, which is designed as described in FIGS. 7 to 9. Behind the last extraction point (29,) begins a return line (7ʹ), which combines with the return line (7) to form a return line (7ʺ). The feed pump (9) is in the train of the return line (7ʺ). The return lines (7, 7ʹ) are provided with check valves (54, 55).
Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 11 ist auf dem Zirkulationsregelventil (6) über einen Haltebügel (60) eine Zeitschaltuhr (61) befestigt. Diese kann zum Beispiel aus einem Synchronmotor bestehen, der im vierundzwanzig-Stunden-Rhytmus einen Magneten (62), der auf einer Scheibe (63) befestigt ist, in Umlauf bringt. Die Magnetkräfte des Magneten (62) wirken auf einen Magneten (64), der fest mit einem Stößel (65) verbunden ist. Dieser wiederum wirkt über das temperaturempfindliche Element (10) auf den Ventildeckel (18) ein und drängt diesen gegen den Ventilsitz (17). Damit wird das Zirkulationsregelventil (6) geschlossen, obwohl das temperaturempfindliche Element mit seinen abgekühlten Bimetallscheiben (23, 24) an sich den Durchfluß für das Medium (11) freigeben würde. Sobald der Magnet (62) aus dem Wirkbereich zum Magnet (64) durch die Zeitschaltuhr (61) herausgeschwenkt wird, bestimmt wieder das temperaturempfindliche Element (10) die Zirkulation in dem Medienkreislauf.In the exemplary embodiment according to FIG. 11, a timer (61) is fastened on the circulation control valve (6) via a holding bracket (60). This can consist, for example, of a synchronous motor which circulates a magnet (62), which is fastened on a disk (63), in a twenty-four hour cycle. The magnetic forces of the magnet (62) act on a magnet (64) which is firmly connected to a plunger (65). This in turn acts via the temperature-sensitive element (10) on the valve cover (18) and urges it against the valve seat (17). The circulation control valve (6) is thus closed, although the temperature-sensitive element with its cooled bimetallic discs (23, 24) would in itself release the flow for the medium (11). As soon as the magnet (62) is pivoted out of the effective range to the magnet (64) by the timer (61), the temperature-sensitive element (10) again determines the circulation in the media circuit.
Für alle Ausführungsbeispiele gilt, daß sich durch die Reduzierung der Umwälzmengen beziehungsweise durch die Umwälzung auf geringerem Temperaturniveau erhebliche Energieeinsparungen ergeben. Das gilt sowohl für den Pumpbetrieb, als auch für den Schwerkraftbetrieb.It applies to all the exemplary embodiments that considerable energy savings result from the reduction of the circulation quantities or from the circulation at a lower temperature level. This applies to both pump operation and gravity operation.
Die in aller Regel einen geringeren Querschnitt aufweisenden Rücklaufleitungen sind infolge des niedrigeren Temperaturniveaus und des geringeren Durchsatzes besser vor Erosionsschäden und Verschmutzung beziehungsweise Ablagerung geschützt.The return lines, which generally have a smaller cross-section, are better protected against erosion damage and contamination or deposits due to the lower temperature level and the lower throughput.
Wegen der geringeren Umwälzmengen und wegen der zeitlichen Strömungspausen tritt in dem Behälter (1), wenn er als Wärmereservoir, beispielsweise als Nachtspeicher dient, keine Zerstörung seiner Temperaturschichtung auf, was dagegen bei ununterbrochenem Rückströmbetrieb durch auftretende Turbulenzen der Fall wäre.Because of the lower circulating quantities and because of the time pauses in flow, there is no destruction of its temperature stratification in the container (1) when it serves as a heat reservoir, for example as a night storage, which would be the case if the backflow operation was uninterrupted due to turbulence.
Wird das Zirkulationsregelventil hinter der letzten Entnahmestelle angeordnet, so ist es ebenfalls gegen Verschmutzung, Ablagerungen und Erosionsschäden verhältnismäßig gut geschützt. Außerdem kann es an diesem Einbauort einen Rückfluß verhindern, so daß beim Öffnen einer Entnahmestelle das Medium nicht über die Rücklaufleitungen der Entnahmestelle zuströmen kann. Unabhängig von der Stellung des Zirkulationsregelventils würde nämlich beispielsweise der Ventildeckel (18) sich auf den Ventilsitz (17) legen und die Rückströmung verhindern (Fig. 10).If the circulation control valve is arranged behind the last extraction point, it is also relatively well protected against contamination, deposits and erosion damage. In addition, it can prevent backflow at this installation location, so that when opening the medium can not flow to a tapping point via the return lines of the tapping point. Regardless of the position of the circulation control valve, for example the valve cover (18) would lie on the valve seat (17) and prevent the backflow (FIG. 10).
Die durch die Rücklaufleitung strömende Umwälzmenge und die sich daraus ergebenden Wärmeverluste sind so gering, daß es beispielsweise bei einer Brauchwasseranlage in einem Mietshaus infolge der Erfindung sinnvoll wird, bei verzweigten Leitungssystemen in die Vorläufe zum Zweck der Warmwasser-Kostenberechnungen Mengenzähler einzubauen, ohne daß die Leitungszweige, die den geringeren Strömungswiderstand insgesamt aufweisen, dabei unzulässig benachteiligt werden.The circulating volume flowing through the return line and the resulting heat losses are so small that it makes sense, for example, in a domestic water system in a tenement building as a result of the invention, to incorporate quantity meters in branched line systems in the feeds for the purpose of hot water cost calculations without the line branches , which have the lower flow resistance as a whole, are impermissibly disadvantaged.
Die Erfindung ermöglicht auch die automatische Abstimmung verzweigter Kreisläufe bei Einbau nur einer Pumpe in den gemeinsamen Teil der Rücklaufleitung.The invention also enables the automatic tuning of branched circuits when only one pump is installed in the common part of the return line.
Claims (10)
dadurch gekennzeichnet,
daß wenigstens ein die Strömung im Rücklaufabschnitt (7; 7ʹ) regelndes Zirkulationsregelventil (6; 32) in der Nähe einer Entnahmestelle (3, 4, 5; 28, 29), vorzugsweise der letzten Entnahmestelle (5; 5ʹ; 29; 29ʹ) vorgesehen ist, das mit einem temperaturempfindlichen Element (10) im Kontakt mit dem Medium (11) steht und durch die Temperatur im Medium (11) gesteuert bei einer oberen Grenztemperatur schließbar und bei einer unteren Grenztemperatur öffenbar ist.1. Device for regulating the circulation in a media circuit which is subject to temperature and has tapping points and has a section which contains the hot process water and contains the tapping points and a section which guides the return of the process water.
characterized by
that at least one circulation control valve (6; 32) regulating the flow in the return section (7; 7ʹ) is provided in the vicinity of an extraction point (3, 4, 5; 28, 29), preferably the last extraction point (5; 5ʹ; 29; 29ʹ) which is in contact with the medium (11) with a temperature-sensitive element (10) and, controlled by the temperature in the medium (11), can be closed at an upper limit temperature and can be opened at a lower limit temperature.
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