DE102021122235B4 - Stationärer Infrarotstrahler - Google Patents

Stationärer Infrarotstrahler Download PDF

Info

Publication number
DE102021122235B4
DE102021122235B4 DE102021122235.4A DE102021122235A DE102021122235B4 DE 102021122235 B4 DE102021122235 B4 DE 102021122235B4 DE 102021122235 A DE102021122235 A DE 102021122235A DE 102021122235 B4 DE102021122235 B4 DE 102021122235B4
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
reflector
radiator
infrared
infrared radiator
component
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
DE102021122235.4A
Other languages
English (en)
Other versions
DE102021122235A1 (de
Inventor
Thomas Kübler
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
KUEBLER GmbH
Original Assignee
KUEBLER GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by KUEBLER GmbH filed Critical KUEBLER GmbH
Priority to DE102021122235.4A priority Critical patent/DE102021122235B4/de
Publication of DE102021122235A1 publication Critical patent/DE102021122235A1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE102021122235B4 publication Critical patent/DE102021122235B4/de
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24HFLUID HEATERS, e.g. WATER OR AIR HEATERS, HAVING HEAT-GENERATING MEANS, e.g. HEAT PUMPS, IN GENERAL
    • F24H3/00Air heaters
    • F24H3/02Air heaters with forced circulation
    • F24H3/04Air heaters with forced circulation the air being in direct contact with the heating medium, e.g. electric heating element
    • F24H3/0405Air heaters with forced circulation the air being in direct contact with the heating medium, e.g. electric heating element using electric energy supply, e.g. the heating medium being a resistive element; Heating by direct contact, i.e. with resistive elements, electrodes and fins being bonded together without additional element in-between
    • F24H3/0411Air heaters with forced circulation the air being in direct contact with the heating medium, e.g. electric heating element using electric energy supply, e.g. the heating medium being a resistive element; Heating by direct contact, i.e. with resistive elements, electrodes and fins being bonded together without additional element in-between for domestic or space-heating systems
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24HFLUID HEATERS, e.g. WATER OR AIR HEATERS, HAVING HEAT-GENERATING MEANS, e.g. HEAT PUMPS, IN GENERAL
    • F24H3/00Air heaters
    • F24H3/02Air heaters with forced circulation
    • F24H3/04Air heaters with forced circulation the air being in direct contact with the heating medium, e.g. electric heating element
    • F24H3/0488Air heaters with forced circulation the air being in direct contact with the heating medium, e.g. electric heating element using fluid fuel
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24HFLUID HEATERS, e.g. WATER OR AIR HEATERS, HAVING HEAT-GENERATING MEANS, e.g. HEAT PUMPS, IN GENERAL
    • F24H9/00Details
    • F24H9/18Arrangement or mounting of grates or heating means
    • F24H9/1854Arrangement or mounting of grates or heating means for air heaters
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24HFLUID HEATERS, e.g. WATER OR AIR HEATERS, HAVING HEAT-GENERATING MEANS, e.g. HEAT PUMPS, IN GENERAL
    • F24H9/00Details
    • F24H9/20Arrangement or mounting of control or safety devices
    • F24H9/2064Arrangement or mounting of control or safety devices for air heaters
    • F24H9/2071Arrangement or mounting of control or safety devices for air heaters using electrical energy supply
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24HFLUID HEATERS, e.g. WATER OR AIR HEATERS, HAVING HEAT-GENERATING MEANS, e.g. HEAT PUMPS, IN GENERAL
    • F24H9/00Details
    • F24H9/20Arrangement or mounting of control or safety devices
    • F24H9/2064Arrangement or mounting of control or safety devices for air heaters
    • F24H9/2085Arrangement or mounting of control or safety devices for air heaters using fluid fuel
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05BELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B3/00Ohmic-resistance heating
    • H05B3/0033Heating devices using lamps
    • H05B3/0071Heating devices using lamps for domestic applications
    • H05B3/008Heating devices using lamps for domestic applications for heating of inner spaces
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05BELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B3/00Ohmic-resistance heating
    • H05B3/40Heating elements having the shape of rods or tubes
    • H05B3/42Heating elements having the shape of rods or tubes non-flexible
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05BELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B2203/00Aspects relating to Ohmic resistive heating covered by group H05B3/00
    • H05B2203/032Heaters specially adapted for heating by radiation heating

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Resistance Heating (AREA)

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf einen stationären und dezentral zu betreibenden Infrarotstrahler 1 zum Beheizen von Gebäuden, mit einem Reflektor 2 und zumindest zwei unterschiedlichen IR-Strahlung emittierende Komponenten 30, 40 zum Heizen, wobei der Reflektor 2 eine Längsachse L und eine rechtwinklig zur Längsachse L und parallel zu dem Reflektor verlaufende Querachse Q sowie eine Reflektorfläche 20 aufweist. Die erste Komponente 30 ist als Hellstrahler oder als Dunkelstrahler ausgebildet und weist einen Anschluss zum Zuführen von Brenngas auf. Die zweite Komponente 40 ist als elektrische Widerstandsheizung 4 mit mindestens einem Heizelement ausgebildet. Aufgabe ist es, die Temperatur präziser zu regeln und gleichzeitig den Infrarotstrahler einfacher herzustellen. Die erste Komponente 30 und die zweite Komponente 40 sind jeweils in einer Richtung der Querachse Q und in einer Richtung rechtwinklig zu beiden Achsen L, Q zueinander versetzt vor der Reflektorfläche 20 angeordnet.

Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf einen stationären und dezentral zu betreibenden Infrarotstrahler zum Beheizen von Gebäuden, mit einem Reflektor und zumindest zwei unterschiedlichen IR-Strahlung emittierenden Komponenten zum Heizen, wobei der Reflektor eine Längsachse und eine rechtwinklig zur Längsachse und parallel zu dem Reflektor verlaufende Querachse sowie eine Reflektorfläche aufweist. Die erste Komponente ist als Hellstrahler oder als Dunkelstrahler ausgebildet und weist einen Anschluss zum Zuführen von Brenngas auf. Die zweite Komponente ist als elektrische Widerstandsheizung mit mindestens einem Heizelement ausgebildet. Der Infrarotstrahler wird bevorzugt an einer Decke hängend montiert.
  • Unter einem stationär und dezentral zu betreibenden Infrarotstrahler ist eine Heizvorrichtung insbesondere für Hallen zu verstehen, die vornehmlich als Deckengerät ausgebildet und direkt mit Brenngas und/oder mit elektrischer Energie betrieben wird. Solche dezentralen Infrarotstrahler erzeugen die thermische Energie selbst und geben sie überwiegend in Form von IR-Strahlung an die Umgebung ab. Sie arbeiten mit Brennstoff betrieben in einem Temperaturbereich zwischen 300 °C und 900 °C und elektrisch betrieben bei bis zu 1200 °C. Unter Brennstoff sind Brenngas und auch Brennöl zu verstehen. Im Unterschied zu dezentralen Strahlern wird bei zentral betriebenen Strahlern die thermische Energie extern, außerhalb des jeweiligen Strahlers zentral erzeugt und hydraulisch mittels Wärmetauschern den Strahlern zugeführt.
  • Infrarotstrahler mit einem Brenner und in Kombination indirekt mit elektrischer Energie zu betreiben, sind bereits bekannt. In der EP 2 492 600 B1 wird beschrieben, die Verbrennungsluft vor dem Einleiten in den Brenner mit Hilfe von Solarenergie zu erwärmen, wobei neben thermischer Energie auch elektrische Energie zum Einsatz kommt.
  • Die EP 3 239 616B1 beschreibt ein System eines Infrarotstrahlers, bei dem das Strahlungsrohr aus rostfreiem Stahl hergestellt sowohl mit Brenngas als auch mit einer elektrischen Widerstandsheizung beheizbar ist.
  • Die DE10 2009 021158 A1 beschreibt den grundsätzlichen Aufbau eines Infrarotstrahlers mit einem als Gehäuse aufgebauten Reflektor mit einer Reflektorfläche sowie einem zwischen dem Strahlungsrohr und der Reflektorfläche angeordneten zusätzlichen Rohrreflektor. Ein alternativer Aufbau gattungsgemäßer Infrarotstrahler ist aus der DE10 2012 025299 A1 bekannt, bei dem ein Reflektor durch ein separates Gehäuse aufgenommen wird und auch zusätzliche Rohrreflektoren vorgesehen sind. Der jeweilige Reflektor bildet eine Haube für die von den Infrarotstrahlern erzeugte Warmluft. Die CN 2 03 605 313 U beschreibt einen Strahler, der eine elektrische Komponente mit einer Brenngaskomponente kombiniert und bei der der elektrischen Komponente eine separate Reflektorfläche zugewiesen ist.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Infrarotstrahler, der mit unterschiedlichen Energiemedien betrieben werden kann, derart auszubilden und anzuordnen, dass er hinsichtlich seiner Temperatur präziser regelbar und gleichzeitig einfacher herzustellen ist.
  • Gelöst wird die Aufgabe erfindungsgemäß dadurch, dass die erste Komponente und die zweite Komponente jeweils in einer Richtung der Querachse und in einer Richtung rechtwinklig zu beiden Achsen zueinander versetzt vor der Reflektorfläche angeordnet sind.
  • Durch den Versatz erwärmt das elektrische Heizelement während des rein elektrischen Betriebs teilweise das zum Emittieren vorgesehene Bauteil des Dunkel- oder Hellstrahlers. Die insbesondere bei Dunkelstrahlern durch das als Strahlungsrohr ausgebildete Abgasrohr aufgenommene beziehungsweise absorbierte Strahlungsenergie der elektrischen Heizelemente wird wieder als Strahlungswärme abgegeben beziehungsweise emittiert. Da sich der Dunkel- oder Hellstrahler ebenfalls vollständig unter dem Reflektor befindet, wirkt sich die sogenannte Verschattung der elektrisch erzeugten IR-Strahlung somit nicht negativ auf den Strahlungsfaktor oder den Wirkungsgrad des Infrarotstrahlers aus. Der Vorteil der Verschattung wird bei einer Leistungsanpassung durch Pulsweitenmodulation der elektrischen Heizelemente deutlich. Hierbei bewirkt der Dunkel- oder Hellstrahler mit seiner Masse eine zusätzliche Trägheit, was eine günstige Vergleichmäßigung des zeitlichen Strahlungsprofils zur Folge hat. Der erfindungsgemäße Vorteil ist aufgrund des Aufbaus und der Geometrie bei Dunkelstrahlern größer als bei Hellstrahlern. Ein weiterer Vorteil der diesen Effekt unterstützt, ist die gewöhnlich durch den Reflektor gebildete Konvektionswanne oder Haube des Reflektors, in der sich die warme Luft sammelt und der somit etwaige Konvektionsverlust durch die Verschattung verhindert.
  • Ungeachtet des Vorteils für die Pulsweitenmodulation wird durch die bauliche Trennung des Strahlungsrohrs oder Glühkörpers für das Energiemedium Brenngas von der Widerstandsheizung für das Energiemedium Strom erreicht, dass die Strahlungstemperaturen gezielt für jedes Medium isoliert geregelt werden können. Aufgrund der baulichen Trennung beeinflussen sich die jeweiligen Oberflächentemperaturen im bivalenten Betrieb des Infrarotstrahlers, also wenn mit Brenngas und gleichzeitig mit Strom geheizt wird, nicht wesentlich. Dabei entfällt gegenüber dem relevanten Stand der Technik auch die Notwendigkeit einer elektrischen Isolierung des Strahlungsrohrs und die Verarbeitung von rostfreiem Stahl für das Strahlungsrohr.
  • Erfindungsgemäß ist auch das Verfahren zum Betreiben eines Infrarotstrahlers vorteilhaft, bei dem das Strahlungsrohr die Strahlungsenergie des elektrischen Heizelements durch Absorption aufnimmt und bei einer Pulsweitenmodulation des elektrischen Heizelements die Massenträgheit des Strahlungsrohrs zur Vergleichmäßigung des zeitlichen Strahlungsprofils des Infrarotstrahlers eingesetzt wird. Das Strahlungsrohr bewirkt einen Schatten für die Strahlung des Heizelements beziehungsweise eine Verschattung der elektrisch erzeugten IR-Strahlung, die vorteilhaft ausgenutzt wird.
  • Hierbei kann es auch vorteilhaft sein, wenn beide Komponenten konstruktiv getrennt oder unabhängig voneinander an dem Infrarotstrahler befestigt sind. Dadurch kann jede Komponente isoliert für sich konstruiert und verbaut werden, ohne auf konstruktive Merkmale der jeweils anderen Komponente Rücksicht nehmen zu müssen. Der Infrarotstrahler weist eine Aufnahme auf, die beispielsweise als Reflektor, Gehäuse und/oder als Schottwand ausgebildet ist, wobei die jeweilige Komponente an der Aufnahme befestigt werden kann.
  • Ferner kann es vorteilhaft sein, wenn zwischen dem Reflektor und der Komponente ein separater Rohrreflektor vorgesehen ist. Durch den Rohrreflektor ist es möglich, den Strahlungssektor und die Strahlungsrichtung der jeweiligen Komponente im Hinblick auf den Wirkungsgrad und die Verschattung einzustellen. Hierzu kann die Oberfläche des Rohrreflektors unterschiedliche Krümmungsradien sowie eine Asymmetrie relativ zu der jeweiligen Komponente aufweisen. Der Reflektor ist doppelwandig ausgebildet und reflektiert die von allen Komponenten emittierte IR-Strahlung. Auf der der Reflektorfläche gegenüberliegenden Seite des Reflektors ist eine parallel zum Reflektor verlaufende Außenwand vorgesehen, die zum Reflektor luftspaltisoliert ist.
  • In Bezug auf den Wirkungsgrad kann es vorteilhaft sein, wenn zwischen dem Reflektor und dem Rohrreflektor eine Isolation vorgesehen ist. Dadurch wird gegenüber der reinen Luftspaltisolierung die durch den Rohrreflektor reflektierte Strahlungsmenge optimiert.
  • In Bezug auf die elektrische Komponente kann es vorteilhafterweise vorgesehen sein, dass das Heizelement eine Heizspirale aufweist, die mit einem metallischen und/oder keramischen Mantel ummantelt ist. Die beiden Materialien werden in der Regel alternativ eingesetzt. Es hat sich gezeigt, dass der Vorteil der Pulsweitenmodulation für beide Arten von Heizelementen, also für die aus Metall und für die aus Keramik, genutzt werden kann. Als Alternative zu einem umlaufend symmetrischen Mantel kann die Heizspirale mäanderförmig oder in Schleifen nebeneinander verlegt, in ein metallisches und/oder keramisches Material eingebettet oder von diesem ummantelt sein.
  • Für die weitere Verbesserung des Wirkungsgrades kann es von Vorteil sein, wenn auch zwischen dem Heizelement und dem Reflektor eine Isolation vorgesehen ist. Dadurch wird bei einer Anwendung ohne einen separaten Rohrreflektor, der nach oben bzw. der hinter das Heizelement gerichtete Strahlungsanteil zugunsten des nach unten bzw. nach vorne gerichteten Strahlungsanteils minimiert. Dieser Vorteil kann nicht nur für keramische Heizelemente sondern auch für Heizelemente mit einem metallischen Mantel genutzt werden.
  • In Bezug auf eine einfache Konstruktion kann es von Vorteil sein, wenn das Heizelement an dem Reflektor gelagert ist. Der Reflektor dient dabei als tragendes Bauteil und eine Verbindung für das Heizelement durch den Reflektor hindurch in ein hinter dem Reflektor vorhandenes und tragendes Gehäuse kann dadurch vermieden werden.
  • Für die Pulsweitenmodulation kann es ferner vorteilhaft sein, wenn die erste Komponente als Dunkelstrahler ausgebildet einen Brenner für Brennstoff und zumindest ein an den Brenner gekoppeltes und als Strahlungsrohr ausgebildetes Abgasrohr aufweist. Das Abgasrohr bildet einen sehr guten Puffer zur Absorption der vom Heizelement emittierten Strahlung und das Abgasrohr weist sehr gute Eigenschaften auf, diese absorbierte Strahlung wieder abzugeben beziehungsweise zu emittieren. Neben der Materialeigenschaft ist auch die große Oberfläche und die große Masse eines Abgasrohres maßgebend für den Vorteil, als Puffer eingesetzt zu werden.
  • Für den Betrieb eines Infrarotstrahlers mit Brennstoff kann es vorteilhaft sein, wenn am Ende des Abgasrohrs ein Sauggebläse angeordnet ist, sodass das Abgasrohr den Brenner mit dem Sauggebläse verbindet. Der Brennstoff strömt nicht frei in das Abgasrohr ein und verbrennt vollständig im Abgasrohr.
  • Für einen Dunkelstrahler kann es vorteilhaft sein, wenn das Abgasrohr zumindest einen linear verlaufenden Abschnitt oder zumindest zwei über ein den Abgasstrom umlenkendes Verbindungsrohr gekoppelte linear verlaufende Abschnitte aufweist, wobei die linear verlaufenden Abschnitte parallel zur Längsachse an dem Reflektor angeordnet sind. Der Verlauf des Abgasrohres ist maßgeblich von der Geometrie der Flamme abhängig, die auch durch das Sauggebläse gesteuert wird.
  • Als Alternative zu einem Dunkelstrahler kann es von Vorteil sein, wenn die erste Komponente als Hellstrahler ausgebildet zumindest einen Glühkörper und einen Anschluss zum Zuführen von Brenngas zu dem Glühkörper aufweist. Solche bevorzugt aus einer Keramik hergestellten Kühlkörper bilden eine sehr große Oberfläche für den Brennstoff und können auch katalytische Eigenschaften aufweisen.
  • Die Kombination von elektrischen Komponenten mit Komponenten, die mit Brennstoff betrieben sind, hat zum Vorteil, dass der Infrarotstrahler nur einen elektrischen Anschluss aufweist, der zur Versorgung und/oder Regelung aller Komponenten vorgesehen ist. Die Ergänzung einer zweiten Komponente macht es demnach nicht erforderlich, den Installationsaufwand vergrößern zu müssen.
  • Für einen Dunkelstrahler kann es vorteilhaft sein, wenn der Reflektor auf zumindest zwei parallel zur Querachse angeordneten Schottwände aufgelegt ist, wobei die Schottwände Befestigungspunkte zum Aufhängen des Infrarotstrahlers aufweisen. Gleichzeitig weisen die Schottwände mehrere Ausnehmungen auf, die als Lager für das Abgasrohr dienen.
  • Hinsichtlich einer Vielseitigkeit kann es vorteilhaft sein, wenn in zumindest einer Richtung einer der Achsen an die Reflektorfläche anschließend oder in zumindest einer Richtung einer der Achsen an den Reflektor anschließend zumindest eine elektrische Deckenleuchte mit einem Leuchtmittel als Arbeitslicht vorgesehen ist. Durch eine derart integrierte Deckenleuchte lässt sich die vorhandene Installation in Form von elektrischen Kabeln und Trägern für den Infrarotstrahler gleichzeitig für die Beleuchtung einsetzen.
  • Auch kann es von Vorteil sein, wenn der Anschluss für Dreiphasenwechselstrom ausgebildet ist und an jede Phase des Anschlusses die gleiche Anzahl von Heizelementen und/oder von Leuchtmitteln angeschlossen sind. Dadurch wird eine gleichmäßige Netzbelastung erreicht.
  • Hinsichtlich einer einfacheren Herstellung kann es von besonderer Bedeutung für die vorliegende Erfindung sein, wenn eine gemeinsame Steuereinheit zum Regeln der beiden Komponenten vorgesehen ist und die beiden Komponenten wahlweise unabhängig voneinander oder gleichzeitig regelbar sind.
  • Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung sind in den Patentansprüchen und in der Beschreibung erläutert und in den Figuren dargestellt. Es zeigt:
    • 1 eine Schnittansicht rechtwinklig zur Längsachse eines Infrarotstrahlers mit einem elektrischen Heizelement aus Metall und einem mit Brenngas zu betreibenden Dunkelstrahler;
    • 1a ein elektrisches Heizelement mit einem symmetrisch um die Heizspirale umlaufenden Mantel aus Metall;
    • 2 eine Schnittansicht rechtwinklig zur Längsachse eines Infrarotstrahlers mit einem elektrischen Heizelement aus Keramik und einem mit Brenngas zu betreibenden Dunkelstrahler;
    • 3 eine Schnittansicht eines Infrarotstrahlers mit einem elektrischen Heizelement aus Metall und einem elektrischen Heizelement aus Keramik sowie einem mit Brenngas zu betreibenden Dunkelstrahler;
    • 4 eine Schnittansicht eines Infrarotstrahlers durch eine Schottwand;
    • 5 eine Ansicht von unten auf einen Infrarotstrahler gemäß 1;
    • 6 eine Ansicht von unten auf einen Infrarotstrahler gemäß 2;
    • 7 eine Schnittansicht in Richtung der Längsachse auf einen Infrarotstrahler gemäß 6;
    • 8 eine Prinzipskizze eines Infrarotstrahlers in einer Ansicht von unten.
  • Die in den folgenden Figuren dargestellten und jeweils gleichen Bauteile sind aus Gründen der Übersichtlichkeit nicht in allen Figuren durchgehend beziffert. Die jeweilige Bezugsziffer eines bestimmten Bauteils lässt sich aus der jeweils ersten Figur einer bestimmten Ansicht ermitteln. Das sind im Wesentlichen die 1, 5 und 7.
  • In 1 sind zahlreiche Details eines Infrarotstrahlers 1 in einer Schnittansicht dargestellt. Zentraler konstruktiver Bestandteil ist ein luftspaltisoliertes Reflektorgehäuse, das aus einem trapezförmigen Reflektor 2 mit einer inneren Reflektorfläche 20 und einer durch einen Luftspalt 10 beabstandeten Außenwand 23 gebildet ist. Der Reflektor 2 und die Außenwand 23 sind über Stege 11 miteinander verbunden.
  • Der Reflektor 2 bildet eine nach oben geschlossene Haube 26, in der mehrere Komponenten 30, 40 zum Erzeugen von Wärme in Form von Infrarotstrahlung angeordnet sind. Der Luftspalt 10 ist über Löcher 29 im Reflektor 2 zugänglich, sodass über den Luftspalt 10 Luft aus der Haube 26 abgesaugt und einem Brenner 3 (7) zugeführt werden kann. Der Reflektor 2 liegt auf einer in 4 im Schnitt dargestellten Schottwand 25 auf, welche Laschen 27 zum Aufhängen aufweist. Beidseitig, jeweils am Ende des Reflektors 2 schließt ein Gehäuse 24 an, das zur Aufnahme der Technik dient und das wie in den 5-7 dargestellt als Leuchtengehäuse 5 zur Aufnahme einer Deckenleuchte 50 ausgebildet sein kann.
  • Unter dem Reflektor 2 ist in allen Ausführungsbeispielen identisch eine als Strahlungsrohr 30 ausgebildete Komponente zum Heizen positioniert. Das Strahlungsrohr 30 weist zwei parallel in Richtung der Längsachse L verlaufende Abschnitte A1 und A2 (8) auf. Für jedes der beiden Strahlungsrohre 30 ist zwischen dem Strahlungsrohr 30 und der Reflektorfläche 20 ein zusätzlicher Rohrreflektor 21 vorgesehen, der die Infrarotstrahlen präziser reflektiert und auch fokussiert als die Reflektorfläche 20. Zwischen dem Rohrreflektor 21 und dem Reflektor 2 ist eine Isolation 6 eingebracht.
  • Eine zweite Komponente zum Heizen ist in Form einer elektrischen Widerstandsheizung 4 vorgesehen. Diese umfasst drei in Richtung der Längsachse L verlaufende Heizelemente 40, die wie in 1a näher dargestellt eine Heizspirale 41 mit einem metallischen Mantel 42 aufweisen. Auch hier ist oberhalb der Heizelemente 40 ein zusätzlicher Rohrreflektor 22 vor der Reflektorfläche 20 vorgesehen, der die Infrarotstrahlen präziser reflektiert und auch fokussiert als die Reflektorfläche 20. Auch hier kann durch eine zusätzliche Isolation 6 der Wirkungsgrad erhöht werden.
  • Die elektrische Widerstandsheizung 4 ist mittig oberhalb der beiden Abschnitte des Strahlungsrohrs 30 angeordnet. In Richtung der Querachse Q ist die elektrische Widerstandsheizung 4 dabei ebenso gegenüber dem Strahlungsrohr 30 versetzt, wie in vertikaler Richtung rechtwinklig zur Querachse Q noch oben. Durch den Versatz liegt das Strahlungsrohr 30 im Strahlungssektor der Heizelemente 40, was auf der linken Seite beispielhaft für ein Heizelement 40 mit gestrichelten Linien dargestellt ist. Dadurch entsteht immer ein Strahlungsschatten, unabhängig ob das Strahlungsrohr 30 kälter oder wärmer ist als die Heizelemente 40.
  • Nach 2 sind als Alternative zu den Heizelementen 40 aus Metall Heizelemente 40 mit einem Mantel 42 aus Keramik vorgesehen, von dem die Heizspirale 41 eingebettet ist. Aufgrund der gegenüber dem Heizelement 40 aus Metall größeren Grundfläche des keramischen Heizelements 40, ist zwischen dem keramischen Heizelement 40 und dem Rohreflektor 22 eine Isolation 60 eingebracht. Auch durch das keramische Heizelement 40 entsteht ein Strahlungsschatten, der beispielhaft für den linken Abschnitt des Strahlungsrohrs 30 dargestellt ist.
  • In 3 ist eine Kombination von metallischen und keramischen Heizelementen 40 in Verbindung mit einem Dunkelstrahler dargestellt. In diesem Ausführungsbeispiel sind die keramischen Heizelemente 40 seitlich an den Flanken des Reflektors 2 positioniert.
  • Unabhängig von der Wahl des Materials für die elektrische Widerstandsheizung 4 ist nach allen dargestellten Ausführungsbeispielen ein Versatz zu dem Strahlungsrohr 30 gegeben, der erfindungsgemäß eine einfachere Leistungsanpassung durch Pulsweitenmodulation der elektrischen Heizelemente ebenso ermöglicht wie eine unabhängige Montage.
  • Wie in 4 zu erkennen ist, sind in der Schottwand 25 zwei Ausnehmungen 28 zum Lagern des Strahlungsrohrs 30 ebenso vorgesehen, wie drei Ausnehmungen 28 für die drei Heizelemente 40 aus Metall.
  • Nach der Ansicht gemäß 5 von unten ist das Ausführungsbeispiel entsprechend 1 mit den Heizelementen 40 aus Metall dargestellt, die symmetrisch mittig zu den beiden geraden Abschnitten A1 und A2 des Strahlungsrohrs 30 verlaufen. Die beiden Abschnitte A1 und A2 des Strahlungsrohrs 30 sind an ihrem dem Brenner 3 gegenüberliegenden Ende über ein Verbindungsrohr 32 strömungstechnisch miteinander verbunden. Bis auf die Art des Heizelements 40 sind die beiden Ausführungsbeispiele gemäß den 5 und 6 baugleich und mit Deckenleuchten 50 ausgestattet. Hierzu schließt in Richtung der Längsachse L beidseitig am Reflektor 2 ein Leuchtengehäuse 5 an, durch das der Reflektor 2 in seiner Länge vergrößert wird. Das Leuchtengehäuse 5 schließt, wie in 7 verdeutlicht ist, nach unten hin mit einer lichtdurchlässigen Abdeckung 52 ab. Hinter der Abdeckung 52 ist ein Leuchtmittel 51 als Arbeitslicht mit einem Lichtstrom von mindestens 5.000 Lumen und bis zu 150.000 Lumen im Leuchtengehäuse 5 vorgesehen.
  • In dem Ausführungsbeispiel nach 7 dient das Gehäuse 5 zur Aufnahme des Brenners 3, des Sauggebläses 31 und des Flammrohrs 33 gleichzeitig als Leuchtengehäuse. In der Schnittansicht ist zu erkennen, dass im linken Leuchtengehäuse 5 diese Technik untergebracht ist. Über das an den Brenner 3 anschließende Flammrohr 33 wird die Flamme in das Strahlungsrohr 30 eingebracht. Mit Hilfe des Sauggebläses 31 wird die Flamme und das Abgas aus dem ebenfalls als Abgasrohr dienenden Strahlungsrohr 30 herausgesaugt. Unterhalb der Technik sind das Leuchtmittel 51 und die Abdeckung 52 im Leuchtengehäuse 5 vorgesehen. Durch die Verbreiterung des Reflektors 2 in Richtung der Längsachse L auf beiden Seiten wird die Konvektion der Warmluft aus der Haube 26 gebremst. Dies wird durch gestrichelte Pfeile verdeutlicht, die zeigen, dass die Warmluft, die aus der Haube 26 nach unten austritt, aufgrund der beiden Leuchtengehäuse 5 nicht nach oben aufströmen kann. Gleichzeitig ist es möglich, die durch das Leuchtmittel 51 erzeugte Warmluft, die im Leuchtengehäuse 5 wie mit einem gestrichelten Pfeil angedeutet zirkuliert, abzusaugen und dem Brenner als Verbrennungsluft zuzuführen. Dies wird durch den Luftspalt 10 zwischen dem Reflektor 2 und der Außenwand 23 erreicht, der als Luftkanal dient. In den 1 und 5 sowie in 7 ist mit Pfeilen die Strömung für die abgesaugte Luft in dem Luftkanal grafisch angedeutet. Abgesehen von der Warmluft aus dem Leuchtengehäuse 5 wird auch die seitlich aus der Haube 26 austretende Warmluft über die Löcher 29 und den Luftkanal 10 abgesaugt und dem Brenner 3 zugeführt.
  • In 8 sind weitere Ausführungsbeispiele skizziert, bei denen durch unterschiedlich angeordnete und dimensionierte Leuchtengehäuse 5 der Reflektor 2 verbreitert und dadurch die Konvektion gebremst wird. Eine erste Möglichkeit ist es in Richtung der Längsachse L einseitig oder wie mit der gestrichelten Linie angedeutet auch beidseitig parallel zur Längsachse L weitere Leuchtengehäuse 5 anzuordnen, damit der Reflektor 2 auch in seiner Breite, also in Richtung der Querachse Q vergrößert wird. Zusätzlich könnten die Leuchtengehäuse 5 als Modul 54 aufgebaut sein und an das schon vorhandene Gehäuse 24 oder an ein erstes Leuchtengehäuse 5 an- oder aufgesteckt werden. Durch entsprechende, nicht näher dargestellte Kontakte zwischen den Modulen und dem Leuchtengehäuse 5 oder Gehäuse 24 wird die Stromversorgung zur Steuerung und für die Leuchtmittel 51 beim An- oder Aufstecken bereitgestellt. Eine weitere Möglichkeit sieht vor, den Reflektor 2 und die Technik in einem gemeinsamen Gehäuse 24 anzuordnen und in dieses gemeinsame Gehäuse 24 auch die beiden Deckenleuchten 50 zu montieren, die in Richtung der Längsachse L beidseitig vorgesehen sind.
  • Bezugszeichenliste
  • 1
    Infrarotstrahler
    10
    Luftspalt
    11
    Stege
    2
    Reflektor
    20
    Reflektorfläche
    21
    Rohrreflektor
    22
    Rohrreflektor
    23
    Außenwand
    24
    Gehäuse
    25
    Schottwand
    26
    Haube
    27
    Lasche
    28
    Ausnehmungen
    29
    Löcher
    3
    Brenner
    30
    Komponente / Strahlungsrohr / Abgasrohr
    31
    Sauggebläse
    32
    Verbindungsrohr
    33
    Flammrohr
    4
    elektrische Widerstandsheizung
    40
    Heizelement
    41
    Heizspirale
    42
    Mantel
    5
    Leuchtengehäuse
    50
    Deckenleuchte
    51
    Leuchtmittel
    52
    Abdeckung
    54
    Modul
    6
    Isolation
    60
    Isolation
    A1
    Abschnitt
    A2
    Abschnitt
    L
    Längsachse
    Q
    Querachse

Claims (18)

  1. Stationärer und dezentral zu betreibender Infrarotstrahler (1) zum Beheizen von Gebäuden, mit einem Reflektor (2) und zumindest zwei unterschiedlichen IR-Strahlung emittierende Komponenten (30, 40) zum Heizen, wobei b) der Reflektor (2) eine Längsachse (L) und eine rechtwinklig zur Längsachse (L) und parallel zu dem Reflektor (2) verlaufende Querachse (Q) sowie eine Reflektorfläche (20) aufweist, c) die erste Komponente (30) als Hellstrahler oder als Dunkelstrahler ausgebildet ist und einen Anschluss zum Zuführen von Brenngas aufweist, d) die zweite Komponente (40) als elektrische Widerstandsheizung (4) mit mindestens einem Heizelement ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Komponente (30) und die zweite Komponente (40) jeweils in einer Richtung der Querachse (Q) und in einer Richtung rechtwinklig zu beiden Achsen (L, Q) zueinander versetzt vor der Reflektorfläche (20) angeordnet sind.
  2. Infrarotstrahler (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Komponenten (30, 40) konstruktiv getrennt oder unabhängig voneinander an dem Infrarotstrahler (1) befestigt sind.
  3. Infrarotstrahler (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Reflektor (2) und der Komponente (30, 40) ein separater Rohrreflektor (21, 22) vorgesehen ist.
  4. Infrarotstrahler (1) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Reflektor (2) und dem Rohrreflektor (21, 22) eine Isolation (6) vorgesehen ist.
  5. Infrarotstrahler (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Heizelement (40) eine Heizspirale (41) aufweist, die mit einem metallischen und/oder keramischen Mantel (42) ummantelt ist.
  6. Infrarotstrahler (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Heizelement (40) und dem Reflektor (2) eine Isolation (60) vorgesehen ist.
  7. Infrarotstrahler (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Heizelement (40) an dem Reflektor (2) gelagert ist.
  8. Infrarotstrahler (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Komponente (30) als Dunkelstrahler ausgebildet einen Brenner (3) für Brennstoff und zumindest ein an den Brenner gekoppeltes und als Strahlungsrohr ausgebildetes Abgasrohr aufweist.
  9. Infrarotstrahler (1) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass am Ende des Abgasrohrs (30) ein Sauggebläse (31) angeordnet ist, sodass das Abgasrohr (30) den Brenner mit dem Sauggebläse (31) verbindet.
  10. Infrarotstrahler (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Abgasrohr (30) zumindest einen linear verlaufenden Abschnitt (A1) oder zumindest zwei über ein den Abgasstrom umlenkendes Verbindungsrohr (32) gekoppelte linear verlaufende Abschnitte (A1, A2) aufweist, wobei die linear verlaufende Abschnitte parallel zur Längsachse (L) an dem Reflektor (2) angeordnet sind.
  11. Infrarotstrahler (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Komponente (30) als Hellstrahler ausgebildet zumindest einen Glühkörper und einen Anschluss zum Zuführen von Brenngas zu dem Glühkörper aufweist.
  12. Infrarotstrahler (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Infrarotstrahler (1) einen elektrischen Anschluss aufweist, der zur Versorgung und/oder Regelung aller Komponenten (30, 40) vorgesehen ist.
  13. Infrarotstrahler (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Reflektor (2) auf zumindest zwei parallel zur Querachse (Q) angeordnete Schottwände (25) aufgelegt ist, wobei die Schottwände (25) Befestigungspunkte zum Aufhängen des Infrarotstrahlers (1) aufweisen.
  14. Infrarotstrahler (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in zumindest einer Richtung einer der Achsen (L, Q) an die Reflektorfläche (20) anschließend oder in zumindest einer Richtung einer der Achsen (L, Q) an den Reflektor (2) anschließend zumindest eine elektrische Deckenleuchte (50) mit einem Leuchtmittel (51) als Arbeitslicht vorgesehen ist.
  15. Infrarotstrahler (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Anschluss für Dreiphasenwechselstrom ausgebildet ist und an jede Phase des Anschlusses die gleiche Anzahl von Heizelementen (40) und/oder von Leuchtmitteln (51) angeschlossen sind.
  16. Infrarotstrahler (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine gemeinsame Steuereinheit zum Regeln der beiden Komponenten (30, 40) vorgesehen ist und die beiden Komponenten (30, 40) wahlweise unabhängig voneinander oder gleichzeitig regelbar sind.
  17. System bestehend aus mehreren Infrarotstrahlern (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche und Leitungen für Brennstoff sowie elektrische Kabel zur Versorgung der Infrarotstrahler (1) und einer Deckenvorrichtung (6) zum Befestigen der Infrarotstrahler (1) und zum Befestigen der Leitungen und der Kabel.
  18. Verfahren zum Betreiben eines Infrarotstrahlers (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Strahlungsrohr (30) derart positioniert ist, dass es Strahlungsenergie des elektrischen Heizelements (40) durch Absorption aufnimmt und bei einer Pulsweitenmodulation des elektrischen Heizelements (40) die Massenträgheit des Strahlungsrohrs (30) zur Vergleichmäßigung des zeitlichen Strahlungsprofils des Infrarotstrahlers (1) eingesetzt wird.
DE102021122235.4A 2021-08-27 2021-08-27 Stationärer Infrarotstrahler Active DE102021122235B4 (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102021122235.4A DE102021122235B4 (de) 2021-08-27 2021-08-27 Stationärer Infrarotstrahler

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102021122235.4A DE102021122235B4 (de) 2021-08-27 2021-08-27 Stationärer Infrarotstrahler

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE102021122235A1 DE102021122235A1 (de) 2023-03-02
DE102021122235B4 true DE102021122235B4 (de) 2023-03-16

Family

ID=85175530

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102021122235.4A Active DE102021122235B4 (de) 2021-08-27 2021-08-27 Stationärer Infrarotstrahler

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE102021122235B4 (de)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102009021158A1 (de) 2009-05-13 2010-11-18 Kübler Gmbh Infrarot-Heizung, insbesondere zum Beheizen von Hallen
EP2492600B1 (de) 2011-02-28 2013-10-09 GoGas Goch GmbH & Co Anordnung zum Beheizen eines Raumes
CN203605313U (zh) 2013-10-21 2014-05-21 胡东升 一种带电热器的燃气取暖器
DE102012025299A1 (de) 2012-12-28 2014-07-03 Helmut Haimerl Heizstrahler mit Heizrohrelement
EP3239616B1 (de) 2016-04-29 2018-08-01 Kübler GmbH Infrarot-heizeinrichtung zum beheizen eines gebäudes sowie verfahren zum beheizen eines gebäudes mit einer solchen infrarot-heizeinrichtung

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102009021158A1 (de) 2009-05-13 2010-11-18 Kübler Gmbh Infrarot-Heizung, insbesondere zum Beheizen von Hallen
EP2492600B1 (de) 2011-02-28 2013-10-09 GoGas Goch GmbH & Co Anordnung zum Beheizen eines Raumes
DE102012025299A1 (de) 2012-12-28 2014-07-03 Helmut Haimerl Heizstrahler mit Heizrohrelement
CN203605313U (zh) 2013-10-21 2014-05-21 胡东升 一种带电热器的燃气取暖器
EP3239616B1 (de) 2016-04-29 2018-08-01 Kübler GmbH Infrarot-heizeinrichtung zum beheizen eines gebäudes sowie verfahren zum beheizen eines gebäudes mit einer solchen infrarot-heizeinrichtung

Also Published As

Publication number Publication date
DE102021122235A1 (de) 2023-03-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE2519091C2 (de) Vorrichtung zur Beheizung eines Raumes
EP0157893B1 (de) Heizgerät für eine Wasserheizung für Kleinräume
DE102021122235B4 (de) Stationärer Infrarotstrahler
WO2023025879A1 (de) Stationärer infrarotstrahler
EP0936420B1 (de) Heizgerät, insbesondere für Wohnwagen, Caravans, etc. mit Elektrozusatzheizung
DE102021122239A1 (de) Infrarotstrahler
DE202015106256U1 (de) Blendarme Lichttechnik
DE102011052267B4 (de) Hallendeckenheizsystem mit brennwerttechnik
CH655994A5 (de) Deckenstrahlungsheizung.
DE4223799C2 (de) Gasheizgerät
DE102018107842B4 (de) Rauchfreie sichere Verbrennungsvorrichtung
DE202009007426U1 (de) Anordnung zur Lichtabgabe mit Leuchtelementen
EP1956298B1 (de) Einzelfeuerungsstätte
DE3422298C2 (de) Heizaggregat für eine Warmluftheizung
EP0249087B1 (de) Wärmestrahler zur Grossraumbeheizung
EP1077348B1 (de) Gasbeheizter Wärmestrahler
DE2137839A1 (de) Vorrichtung und Verfahren zum Ver brennen von Abgasen
EP0399245B1 (de) Kachelofen mit Gasheizvorrichtung.
EP0099505B1 (de) Warmwasserheizung
EP0332039A2 (de) Heizeinrichtung
EP2682688B1 (de) Warmluftheizung
DE102005024240B4 (de) Strahlungsbrenner
DE1501969A1 (de) Rekuperativer Vorwaermer fuer ein Brennmittel-insbesondere die Verbrennungsluft-eines Gasbrenners,z.B. zur Anwendung in keramischen OEfen
DE102010018427B4 (de) Festbrennstoffofen sowie Heizungsanlage und Brauchwasseraufheizanlage mit einem Festbrennstoffofen
EP0877208A2 (de) Strahlungswärme-Raumheizsystem

Legal Events

Date Code Title Description
R012 Request for examination validly filed
R016 Response to examination communication
R018 Grant decision by examination section/examining division
R020 Patent grant now final