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Die Erfindung betrifft eine Spiegelungsheizung gemäß Oberbegriff des Anspruchs 1.
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Spiegelungsheizungen der hier angesprochenen Art sind bekannt. Sie sind typischerweise als Flächenheizungen ausgebildet, und können beispielsweise zur Beheizung eines Innenraums eines Kraftfahrzeugs in der kalten Jahreszeit verwendet werden. Bei einer Beheizung des Innenraums mit einer bekannten Spiegelungsheizung entstehen teilweise inhomogene und stark lokalisierte Wärmefelder an einem Insassen. Hierdurch wird die durch die Spiegelungsheizung erzeugte Wärme von dem Insassen nicht als komfortabel und insbesondere als stehende Wärme empfunden. Bei bekannten Spiegelungsheizungen ist es überdies nicht möglich, diese auch zur Kühlung und/oder Klimatisierung in der warmen Jahreszeit einzusetzen. Um diese Funktionalität bereitzustellen, müssen zusätzliche Vorrichtungen vorgesehen werden, welche zusätzliche Komponenten und zusätzlichen Bauraum benötigen.
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Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine Spiegelungsheizung bereitzustellen, welche die genannten Nachteile nicht aufweist.
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Die Aufgabe wird gelöst, indem eine Spiegelungsheizung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 geschaffen wird.
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Die Spiegelungsheizung umfasst ein Heizelement und ein Spiegelungselement, wobei das Heizelement und das Spiegelungselement so relativ zueinander angeordnet sind, dass von dem Heizelement emittierte Wärmestrahlung in einen zu erwärmenden Bereich reflektierbar ist. Die Spiegelungsheizung zeichnet sich dadurch aus, dass eine Fluidförderungseinrichtung vorgesehen ist. Diese ist so ausgebildet und/oder angeordnet, dass durch sie ein Fluid durch einen Bereich förderbar ist, in welchem das Heizelement und das Spiegelungselement angeordnet sind. Das Fluid ist weiter in den zu erwärmenden Bereich förderbar. Durch den Fluidstrom wird die Wärme in dem zu erwärmenden Bereich großflächig verteilt und dynamisiert, so dass das Gefühl einer stehenden Wärme vermieden wird. Damit wird insbesondere der Langzeitkomfort verbessert, welcher von einer sich in dem zu erwärmenden Bereich aufhaltenden Person empfunden wird. Diese kann beispielsweise ein Insasse eines Fahrzeuginnenraums sein, wenn das Fahrzeug die Spiegelungsheizung umfasst.
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Es wird eine Spiegelungsheizung bevorzugt, die sich dadurch auszeichnet, dass die Fluidförderungseinrichtung als Lüfter ausgebildet ist. Bevorzugt ist das durch die Fluidförderungseinrichtung geförderte Fluid Luft. Die Ausbildung als Lüfter bedingt eine sehr einfache und kostengünstige Gestaltung der Fluidförderungseinrichtung.
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Es wird auch eine Spiegelungsheizung bevorzugt, die sich dadurch auszeichnet, dass das Heizelement und das Spiegelungselement vorzugsweise symmetrisch auf einer gemeinsamen Achse angeordnet sind. Dabei ist auch die Fluidförderungseinrichtung vorzugweise symmetrisch auf derselben Achse angeordnet. Insbesondere ist die Fluidförderungseinrichtung vorzugsweise zentral in der Spiegelungsheizung vorgesehen, um einen möglichst symmetrischen, gleichmäßigen Fluidstrom durch die Spiegelungsheizung zu erzeugen.
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Auch wird eine Spiegelungsheizung bevorzugt, die sich dadurch auszeichnet, dass das Spiegelungselement eine Spiegelungsfläche aufweist. Die Spiegelungsfläche ist bevorzugt so ausgebildet, dass an ihr Wärmestrahlung reflektierbar ist. Dabei ist nicht notwendig vorgesehen, dass die Spiegelungsfläche auch für andere Wellenlängenbereiche, beispielsweise für sichtbares Licht, spiegelnd ausgebildet ist. Es ist jedoch möglich, die Spiegelungsfläche so auszubilden, dass sie für einen weiten Wellenlängenbereich, der insbesondere den Bereich der Infrarotstrahlung umfasst, spiegelnd ausgebildet ist.
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Es wird auch eine Spiegelungsheizung bevorzugt, die sich dadurch auszeichnet, dass die Fluidförderungseinrichtung – in Strömungsrichtung des geförderten Fluids gesehen – vor dem Heizelement und auch vor dem Spiegelungselement angeordnet ist. Besonders bevorzugt ist die Fluidförderungseinrichtung – in Strömungsrichtung gesehen – vor dem Spiegelungselement angeordnet, wobei dieses vor dem Heizelement angeordnet ist. Die Fluidförderungseinrichtung ist also bevorzugt am weitesten von dem zu erwärmenden Bereich weg angeordnet, quasi hinter dem Heizelement und dem Spiegelungselement. Hierdurch ist es möglich, den von der Fluidförderungseinrichtung geförderten Fluidstrom durch den Bereich, in welchem das Heizelement und das Spiegelungselement angeordnet sind, in den zu erwärmenden Bereich zu fördern. Bei einem anderen Ausführungsbeispiel ist es möglich, dass die Fluidförderungseinrichtung zwischen dem Spiegelungselement und dem Heizelement angeordnet ist. Bei wieder einem anderen Ausführungsbeispiel ist es möglich, dass die Fluidförderungseinrichtung zwischen dem Heizelement und dem zu erwärmenden Bereich angeordnet ist.
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Es wird auch eine Spiegelungsheizung bevorzugt, bei welcher das Spiegelungselement verstellbare Lamellen umfasst, durch welche ein Bereich, in welchem die Fluidförderungseinrichtung angeordnet ist, von einem Bereich, in welchem das Heizelement angeordnet ist, abteilbar ist. Durch die Lamellen, deren Stellung vorzugsweise steuerbar, besonders bevorzugt regelbar ist, kann der Fluidstrom reguliert, insbesondere verstärkt und/oder abgeschwächt werden. Bevorzugt ist es möglich, die Lamellen komplett zu schließen, so dass keine Fluidverbindung mehr zwischen dem Bereich, in welchem die Fluidförderungseinrichtung angeordnet ist, und dem Bereich, in welchem das Heizelement angeordnet ist, besteht. In diesem Fall wird bevorzugt die Fluidförderungseinrichtung abgeschaltet. Bevorzugt ist es auch möglich, die Lamellen in eine Stellung zu bringen, in welcher quasi kein Strömungshindernis zwischen dem Bereich der Fluidförderungseinrichtung und dem Bereich des Heizelements gegeben ist.
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Vorzugsweise umfassen die Lamellen einen Bereich der Spiegelungsfläche. Insbesondere sind sie bevorzugt im Bereich einer Fläche, welche in geschlossenem Zustand der Lamellen dem Heizelement zugewandt ist, zumindest für Wärmestrahlung verspiegelt ausgebildet. Dies erhöht die Effizienz der Spiegelungsheizung.
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Es wird auch eine Spiegelungsheizung bevorzugt, die sich durch ein Kühlelement auszeichnet, welches der Kühlung eines von der Fluidförderungseinrichtung geförderten Fluids dient. Die Spiegelungsheizung kann dann in der warmen Jahreszeit für eine aktive Kühlung des Bereichs, auf den sie wirkt, eingesetzt werden. Eine passive Kühlung ist auch möglich, wenn die Spiegelungsheizung kein Kühlelement umfasst. Ist das Heizelement ausgeschaltet, wird durch die Fluidförderungseinrichtung ein Luftstrom erzeugt, welcher großflächig in dem Bereich verteilt wird, auf welchen die Spiegelungsheizung wirkt. Aufgrund des bewegten Fluidstroms entsteht insbesondere mittels Verdunstungskälte bei einer Person, die sich in dem Bereich aufhält, beispielsweise dem Insassen eines Kraftfahrzeugs, ein Kühleffekt. Schließlich wird eine Spiegelungsheizung bevorzugt, die sich durch ein dem zu erwärmenden Bereich zugewandtes Schutzelement auszeichnet. Hierdurch wird effizient verhindert, dass beispielsweise ein Insasse eines Fahrzeugs in die Spiegelungsheizung hineingreift und versehentlich das Heizelement und/oder die Fluidförderungseinrichtung berührt, wodurch Verletzungen entstehen könnten.
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Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Zeichnung näher beschrieben. Dabei zeigen:
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1 eine schematische Längsschnittansicht eines Ausführungsbeispiels einer Spiegelungsheizung;
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2 eine schematische Draufsicht auf das Ausführungsbeispiel gemäß 1, und
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3 eine schematische Längsschnittansicht durch ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Spiegelungsheizung.
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1 zeigt einen schematischen Längsschnitt durch ein Ausführungsbeispiel einer Spiegelungsheizung 1. Diese umfasst ein Heizelement 3 und ein Spiegelungselement 5. Dieses ist hier als Teil eines Gehäuses 7 ausgebildet, so dass die Spiegelungsheizung 1 quasi ein Spiegelungsgehäuse umfasst. Das Spiegelungselement 5 weist eine Spiegelfläche 9 auf. Diese ist zumindest für Wärmestrahlung reflektierend ausgebildet. Es ist möglich, dass die Spiegelfläche 9 auch für andere Wellenlängenbereiche reflektierend beziehungsweise spiegelnd ausgebildet ist.
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Das Spiegelungselement 5 und das Heizelement 3 sind so relativ zueinander angeordnet, dass von dem Heizelement 3 emittierte Wärmestrahlung in einen Bereich 11 reflektierbar ist, auf den die Spiegelungsheizung 11 wirkt. Dieser wird auch als zu erwärmender Bereich 11 bezeichnet, auch wenn es bei einem Ausführungsbeispiel der Spiegelungsheizung 1 möglich ist, den Bereich 11 zu kühlen.
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Von dem Bereich 11 aus gesehen, ist das Spiegelungselement 5 hinter dem Heizelement 3 angeordnet, so dass von diesem emittierte Wärmestrahlung sowohl direkt als auch vermittelt durch eine Reflexion an der Spiegelfläche 9 in den Bereich 11 gelangt.
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Es ist ein Schutzelement 13 vorgesehen, welches bevorzugt als Schutzgitter ausgebildet ist. Dieses verhindert, dass ein Benutzter der Spiegelungsheizung 1, beispielsweise ein Insasse eines Kraftfahrzeugs, versehentlich in das Innere des Gehäuses 7 greift.
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Die Spiegelungsheizung 1 weist eine Fluidförderungseinrichtung 15 auf, die bei dem dargestellten Ausführungsbeispiels als Lüfter ausgebildet ist. Die Fluidförderungseinrichtung 15 ist hier so ausgebildet und angeordnet, dass durch sie ein Fluid durch einen Bereich, in welchem das Heizelement 3 und das Spiegelungselement 5 angeordnet sind, in den Bereich 11 förderbar ist. Insbesondere wird kaltes Fluid, vorzugsweise Luft, welche her durch drei Pfeile 17 dargstellt ist, von der Fluidförderungseinrichtung 15 angesaugt, durch den Bereich des Heizelements 3 und des Spiegelungselements 5 geleitet und schließlich als erwärmtes Fluid, welches durch Pfeile 19 dargestellt ist, in den Bereich 11 gefördert. Selbstverständlich wird das Fluid nur dann erwärmt, wenn das Heizelement 3 aktiviert ist.
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Das Heizelement 3, das Spiegelungselement 5 und vorzugsweise auch die Fluidförderungseinrichtung 15 sind auf einer gemeinsamen Achse angeordnet. Vorzugsweise sind sie symmetrisch auf dieser Achse angeordnet, so dass die Spiegelungsheizung 1 möglichst homogen von dem Fluid durchströmt wird. Das dargestellte Ausführungsbeispiel ist bevorzugt zylindersymmetrisch ausgebildet, wobei die genannten Elemente bevorzugt auf einer gemeinsamen Symmetrieachse angeordnet sind.
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Die Fluidförderungseinrichtung 15 ist bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel – in Strömungsrichtung des Fluids gesehen – vor dem Spiegelungselement 5 angeordnet, wobei dieses – ebenfalls in Strömungsrichtung gesehen – vor dem Heizelement 3 angeordnet ist. Bei einem anderen Ausführungsbeispiel ist es möglich, dass die Fluidförderungseinrichtung 15 zwischen dem Spiegelungselement 5 und dem Heizelement 3 angeordnet ist. Bei wieder einem anderen Ausführungsbeispiel ist es möglich, dass die Fluidföderungseinrichtung 15 auf einer dem Bereich 11 zugewandten Seite des Heizelements 3, also – in Strömungsrichtung gesehen – hinter dem Heizelement 3 und dem Spiegelungselement 5 angeordnet ist.
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Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel weist das Spiegelungselement 5 verstellbare Lamellen 21 auf. Durch diese ist der Bereich der Fluidförderungseinrichtung 15 von dem Bereich des Heizelements 3 abteilbar. Die Lamellen 21 sind bezüglich ihrer Stellung bevorzugt steuerbar, besonders bevorzugt regelbar. Hierdurch ist es möglich, den von der Fluidförderungseinrichtung 15 geförderten Fluidstrom stärker oder schwächer zu gestalten, insbesondere auch ganz zu unterdrücken, indem die Lamellen 21 geschlossen werden.
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Die Lamellen 21 umfassen bevorzugt einen Bereich der Spiegelungsfläche 9. Insbesondere wenn sie ganz geschlossen sind, ist die Effizienz der Spiegelungsheizung 1 erhöht, wenn eine dem Heizelement 3 zugewandte Oberfläche der Lamellen 21 jedenfalls für Wärmestrahlung reflektierend beziehungsweise spiegelnd ausgebildet ist. Bevorzugt ist es auch möglich, die dem Heizelement 3 zugewandte Oberfläche der Lamellen 21 für einen größeren Wellenlängenbereich reflektierend beziehungsweise spiegelnd auszubilden. Auch wenn die Lamellen 21 – wie dargestellt – sich in einer nicht vollständig geöffneten aber auch nicht vollständig geschlossenen Positionen angeordnet sind, wird vorzugsweise Wärmestrahlung von deren dem Heizelement 3 zugewandten Oberfläche in den Bereich 11 reflektiert, so dass ein Wärmeverlust in den Bereich der Fluidförderungseinrichtung 15 hinein vermieden beziehungsweise minimiert wird.
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Sind die Lamellen 21 in der Darstellung gemäß 1 quasi horizontal angeordnet, ergibt sich ein minimaler Strömungswiderstand für den von der Fluidförderungseinrichtung 15 geförderten Fluidstrom.
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Es zeigt sich, dass der von der Fluidförderungseinrichtung 15 in den Bereich 11 geförderte Fluidstrom, der dort durch die Pfeile 19 dargestellt ist, dynamisiert wird, so dass das Gefühl stehender Wärme vorzugsweise für die Insassen eines Kraftfahrzeuginnenraums, welcher mit der Spiegelungsheizung 1 beheizt wird, vermieden wird. Die durch die Spiegelungsheizung 1 erzeugte dynamisierte, warme Luftströmung wird als besonders angenehm empfunden.
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In 1 sind noch Befestigungselemente 23 dargestellt, durch welche vorzugsweise das Heizelement 3 an dem Gehäuse 7 beziehungsweise an dem Spiegelungselement 5 befestigt ist. Die Befestigungselemente 23 sind bevorzugt wärmeisolierend ausgebildet.
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2 zeigt eine schematische Draufsicht auf das Ausführungsbeispiel gemäß 1. Gleiche und funktionsgleiche Elemente sind mit gleichen Bezugszeichen versehen, so dass insofern auf die vorangegangene Beschreibung verwiesen wird. Der Bereich 11 befindet sich auf der dem Betrachter zugewandten Seite von 2, beziehungsweise der Betrachter schaut aus dem Bereich 11 auf die Spiegelungsheizung 1. Das Schutzgitter 13 ist hier als hexagonale Wabenstruktur dargestellt. Das Heizelement 3 ist vorzugsweise als elektrischer Heizdraht, als Heizschlange oder in anderer geeigneter Weise ausgebildet.
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In 2 ist auch die Fluidförderungseinrichtung 15 dargestellt, welche hier als Lüfter ausgebildet ist. Ebenso sind die Lamellen 21 dargestellt, hier allerdings im Unterschied zu 1 in vollständig geöffneter Stellung. Sie erscheinen daher als Striche, weil sie sich im Wesentlichen in eine Richtung erstrecken, die senkrecht auf der Bildebene von 2 steht.
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3 zeigt eine schematische Längsschnittdarstellung eines weiteren Ausführungsbeispiels einer Spiegelungsheizung 1. Gleiche und funktionsgleiche Elemente sind mit gleichen Bezugszeichen versehen, so dass insoweit auf die vorangegangene Beschreibung verwiesen wird. Es ist grundsätzlich möglich, auch mit dem in 1 dargestellten Ausführungsbeispiel der Spiegelungsheizung 1 den Bereich 11 zu kühlen, in dem die Fluidförderungseinrichtung 15 aktiviert ist, während zugleich das Heizelement 3 nicht aktiviert ist. In dem Bereich 11 wird dann ein dynamisierter Fluidstrom erzeugt, welcher hauptsächlich aufgrund des Effekts der Verdunstungskälte von sich in dem Bereich 11 aufhaltenden Personen, beispielsweise den Insassen eines Kraftfahrzeugs, als kühlend empfunden wird. Dies entspricht einer passiven Kühlung.
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Das in 3 dargestellte Ausführungsbeispiel umfasst zusätzlich ein Kühlelement 25 zur Kühlung des von der Fluidförderungseinrichtung 15 geförderten Fluids. Dieses ist vorzugsweise als Kältering, besonders bevorzugt als Peltierring ausgebildet. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel weist es zusätzlich Kältelamellen 27 auf. Mithilfe des Kühlelements 25 kann der durch die Fluidförderungseinrichtung 15 in den Bereich 11 geförderte Fluidstrom aktiv gekühlt werden, so dass beispielsweise der Innenraum eines Kraftfahrzeugs, welches mit der Spiegelungsheizung 1 ausgestattet ist, durch diese aktiv gekühlt und/oder klimatisiert werden kann. Die Spiegelungsheizung 1 ist dann bevorzugt in der kalten Jahreszeit zur Erwärmung des Bereichs 11, insbesondere des Innenraums des Kraftfahrzeugs, und in der warmen Jahreszeit zur Kühlung desselben einsetzbar. Es bedarf dann keiner zusätzlichen Elemente für eine Kühlung und/oder Klimatisierung.
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Ohne weiteres ist es möglich, dass die Spiegelungsheizung 1 weitere Klimatisierungselemente, zum Beispiel zusätzliche Wärme- und/oder Kälteringe oder andere geeignete Elemente umfasst. Insbesondere können die verschiedenen Klimatisierungselemente, bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel das Heizelement 3 und das Kühlelement 25 gemeinsam so betrieben, vorzugsweise gesteuert und/oder geregelt werden, dass die Temperatur in dem Bereich 11, vorzugsweise in dem Innenraum eines Kraftfahrzeugs, steuer- und/oder regelbar ist. Auf diese Weise ist mit der Spiegelungsheizung 1 eine Klimaautomatik realisierbar.
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Insgesamt zeigt sich, dass mithilfe der Fluidförderungseinrichtung 15 eine größere räumliche Ausdehnung des Bereichs 11 erzielbar ist, auf welchen die Spiegelungsheizung 1 wirkt. Insbesondere ist in dem Bereich 11 eine dynamisierte Luftströmung erzeugbar, was als besonders angenehm empfunden wird. Darüber hinaus ist die Spiegelungsheizung 1 sowohl in der kalten Jahreszeit zur Erwärmung als auch in der warmen Jahreszeit zur passiven oder auch aktiven Kühlung, vorzugsweise zur Klimatisierung des Bereichs 11 einsetzbar. Besonders bevorzugt ist die Spiegelungsheizung 1 zur Klimatisierung des Innenraums eines Kraftfahrzeugs einsetzbar.
