DE19529343A1 - Vorrichtung zur Raumheizung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft Abstrahlrohr-Vorrichtungen zur Raumheizung, enthaltend ein Abstrahlrohr oder eine Ab­ strahlröhre, die üblicherweise in dem zu beheizenden Raum Überkopf aufgehängt ist, ferner enthaltend einen Ventilator oder eine andere Pumpe zur Erzeugung einer Gasströmung längs der verwendeten Röhre, und wenigstens einen mit Fluid gespeisten, üblicherweise mit Gas be­ feuerten und automatisch gesteuerten Brenner zur Ein­ speisung heißen Gases in die Strömung. Diese Vorrich­ tungen werden nachfolgend als "Abstrahlrohr-Heizvor­ richtungen" bezeichnet.

Um die von der Röhrenoberfläche ausgehende Strahlungs­ wärme zu richten und zu konzentrieren, werden herkömm­ licherweise Reflektoren, üblicherweise aus Metallblech, angrenzend an der Röhre befestigt, also oberhalb der Röhre, sofern die Vorrichtung Überkopf aufgehängt ist, um die Wärme nach unten zu leiten.

Es ist auch bekannt, Körper aus wärmedämmendem Material zur Abschirmung der Röhre auf der Seite anzuordnen, die dem zu beheizenden Raum abgewandt ist. Beispiele derar­ tiger Konstruktionen sind aus GB-A-2119075, GB-A- 2108260, GB-A-1448073, EP-A-0261639 und US-A-4727854 bekannt.

Aufgabe der Erfindung ist es, Verbesserungen an Ab­ strahlrohr-Heizvorrichtungen im Interesse eines höheren Wirkungsgrads zu entwickeln.

Erfindungsgemäß ist eine Abstrahlrohr-Heizvorrichtung entsprechend Anspruch 1 der beigefügten Ansprüche vor­ gesehen.

Im Fall einer im Querschnitt kreisförmigen Röhre kann die genannte Abschirmung einen Umfangsbereich von etwa 180° (d. h. des halben Umfangs) bis zu etwa 90° umfas­ sen; üblicherweise deckt sie einen Bereich von etwa 140° ab.

Die Abschirmung kann aus Keramikfaser-Material gefer­ tigt werden, vorzugsweise mit wenig oder keinerlei or­ ganischem Bindemittel oder ohne ein Beschichten und/oder Hinterlegen mit Metallblech o. ä.

Eine einzige Abschirmung kann sich über die gesamte hänge der Röhre oder einer geraden Zone oder eines Schenkels davon erstrecken. Es kann aber auch eine An­ zahl von Abschirmungen über die gesamte Länge vorgese­ hen sein, die jeweils aneinander angrenzen oder aber mit Abstand zueinander angeordnet sind. Schließlich kann die Abschirmung bzw. die Abschirmungen auch allein in einem ausgewählten Bereich oder in ausgewählten Be­ reichen der Röhre angeordnet werden.

Die Abschirmung bzw. die Abschirmungen können mit einem Abstand von 6 mm bis zu etwa 25 mm von der Außenfläche der Röhre entfernt angeordnet werden.

Vorzugsweise weist die Vorderseite des Blechmaterials der Verkleidung eine schwarze oder andere dunkle, die Strahlungswärme gut abstrahlende Oberfläche oder Ober­ flächenendversiegelung auf.

Eine oder mehrere Abschirmungen der oben beschriebenen Art können in Verbindung mit der Verkleidung verwendet werden, beispielsweise kann bzw. können sie nahe der Außenfläche der Röhre innerhalb einer herkömmlichen Verkleidung und mit Abstand dazu befestigt werden.

Das für die Verkleidung verwendete, wärmedämmende Mate­ rial kann gleichfalls das oben erwähnte Keramikfaserma­ terial oder Schlackenwolle sein.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung im ein­ zelnen erläutert. In der Zeichnung zeigen

Fig. 1 eine schematische, teilweise aufgebrochene Per­ spektivansicht einer Abstrahlrohr-Heizvorrich­ tung und

Fig. 2 einen vertikalen Querschnitt dieser Vorrichtung.

Dieses Ausführungsbeispiel einer Abstrahlrohr-Heizvor­ richtung ist für eine Überkopfaufhängung zur Beheizung eines Raumbereichs, wie beispielsweise eines Teiles ei­ nes Fabrikgebäudes oder eines öffentlichen Raums konzi­ piert. Die wärmeerzeugenden Teile der Vorrichtung sind von im wesentlichen herkömmlicher Bauweise und enthal­ ten ein Stück eines im Querschnitt kreisförmigen Ab­ strahlrohrs 10, durch das von einem Brenner 12 an einem Eingangsende des Stücks erzeugte heiße Gase durch einen Abzugsventilator 14 am Ausgangsende des Stücks gezogen werden. Automatische Zündungs-, Betriebs- und Siche­ rungssteuerungen sind in herkömmlicher Art und Weise eingebaut.

In diesem Ausführungsbeispiel ist das Rohr 10 in der Ebene U-förmig, so daß es mit Abstand zueinander lie­ gende, Aufström- und Abströmschenkel 10a bzw. 10b auf­ weist. Diese Anordnung erweist sich insoweit als gün­ stig, als eine kompakte Baueinheit zur Verfügung steht, die auf leichte Art und Weise dort installiert werden kann, wo sie benötigt wird. Auch werden der Brenner 12 und der Ventilator 14 nebeneinander geführt, was die Steuerung, die Konstruktion und die Wartung erleich­ tert.

Um große Flächen zu beheizen, können mehrere dieser Vorrichtungen verwendet werden.

Im Einsatz wird ein Gemisch aus gasförmigem Kraftstoff und Luft dem Brenner 12 zur Verbrennung zugeführt, wo­ bei der Brennvorgang in Form einer vom Eingangsende des Rohrs 10 strömungsabseitig gerichteten Flamme erfolgt. Damit wird der Teil des Rohrs, der an dieses Ende an­ grenzt, der heißeste Teil sein, wobei üblicherweise Temperaturen in der Größenordnung von 250 bis 800°C in der unmittelbaren Nähe dieses Teils des Rohrs erzielt werden. Um eine Verformung in diesem Aufströmschenkel 10a des Rohrs zu vermeiden, wird eine Expansionskupp­ lung 16 vorgesehen. Die Strömung heißen Gases erhitzt das gesamte Rohr 10, so daß die Strahlungswärme von seiner Außenfläche abgestrahlt wird.

Bei einigen Vorrichtungen kann ein gedrehtes Metall­ blech oder ein anderer Turbulator 1 innerhalb des Rohrs 10 oder innerhalb eines Teils oder innerhalb von Teilen des Rohrs angeordnet werden, um auf die Gasströmung in herkömmlicher Weise einzuwirken und auf diese Weise die Wärmeableitung auf die Rohrwände zu verbessern.

Eine bekannte Vorrichtung dieser Art könnte üblicher­ weise mit einem Metallblech-Reflektor in Form einer nach unten offenen Haube versehen werden, die oberhalb und über die Seiten des Paars parallel zueinander ver­ laufender Rohrschenkel 10a und 10b sich erstreckend an­ geordnet ist, und die eine mehr oder weniger polierte, leuchtende oder helle Oberflächenversiegelung aufweist, die dazu dient, vom Rohr 10 nach oben abgestrahlte Strahlungswärme wieder nach unten zu leiten, um auf diese Weise den Bereich unterhalb der eingesetzten Vor­ richtung wirksam zu erwärmen. Derartige Reflektoren sind nur begrenzt wirksam hinsichtlich der Konzentra­ tion der nach unten gerichteten Wärmeausgangsleistung, da sie sich selbst durch Wärmeleitung von der Oberflä­ che erwärmen und da diese Wärme ihrerseits von der obe­ ren oder rückseitigen Fläche des Reflektors abgestrahlt wird, wo sie weitgehend verschwendet ist.

Sofern nicht regelmäßige Wartungsarbeiten zur Reinigung der unteren Oberfläche des Reflektors vorgenommen wer­ den, der ganz besonders die Ansammlung von Schmutz und Staub, insbesondere in industriell genutzten Gebäuden, begünstigt, werden weiterhin Reflektionseigenschaften mit der Verdunkelung und Verschmutzung der Reflekto­ roberfläche weitgehend verloren gehen. Damit wird die Vorrichtung auch unansehnlich, was unter Umständen in bestimmten Gebäuden, wie beispielsweise in öffentlich genutzten Gebäuden, nicht akzeptabel ist. Der Zugang zu den Überkopf angeordneten Heizvorrichtungen zu War­ tungszwecken ist üblicherweise erschwert; so mag dieser beispielsweise nur dann möglich sein, wenn die Anlagen unbenutzt sind, beispielsweise während der Ferien oder außerhalb der üblichen Arbeitszeiten, was allerdings die zu Wartungszwecken eingesetzten Arbeitskräfte teu­ rer macht. Damit erweisen sich Einsparungen hinsicht­ lich der Wartungserfordernisse als großer Vorteil.

Im Falle der nachfolgend zu beschreibenden Heizvorrich­ tung wird der Platz des üblichen Reflektors von einer Heizvorsprungsverkleidung 20 eingenommen. Der Boden dieser Verkleidung ist offen und dessen untere Kanten in etwa auf einer Ebene mit der untersten Umfangskante des Rohrs 10. Die Verkleidung hat nach oben zusammen­ laufende Seitenwände 22 und eine flache, horizontal verlaufende obere Wand 24, wobei diese Wände mit Ab­ stand zum Rohr 10 angeordnet sind, um einen Hohlraum zu bilden, der in diesem Fall etwa die Hälfte bis zu Drei­ viertel des Rohrdurchmessers mißt.

Die Verkleidung 20 erstreckt sich über die volle Länge des Rohrs 10 und ist mit vertikalen Abschlußwänden aus­ gestattet, von denen eine (26) mit einer Öffnung verse­ hen ist, um die Enden des Rohrs aufzunehmen, wo dieses mit dem Brenner 12 und dem Ventilator 14 verbunden ist. Diese Abschlußwände können bei manchen Konstruktionen weggelassen werden.

Die Verkleidung 20 ist innerhalb von Hängerahmen 28 ge­ lagert, die auch die beiden Rohrschenkel 10a und 10b tragen und anordnen. Diese Rahmen sind ihrerseits an Ketten oder anderen (nicht dargestellten) Aufhängeorga­ nen befestigt, um die Vorrichtung in horizontaler Lage in der geeigneten Überkopfhöhe zu tragen.

Die Innen- oder Unterseite der Verkleidung 20, die in Richtung auf das Rohr 10 und den zu erwärmenden Bereich gerichtet ist, ist ein beschichtetes Metallblech 30, beispielsweise weiches Stahlblech, das mit einer in ho­ hem Maße temperaturbeständigen Versiegelung vorbe­ schichtet ist, wie beispielsweise mit einem Silikon-Po­ lyester-Verbund, und die vorzugsweise schwarz oder in einer anderen dunklen Farbe gehalten ist, um die Ab­ strahlung von Strahlungswärme zu maximieren. Ein mit Aluminium beschichteter Stahl oder ein Alustahl in schwarzer oder dunkler Farbe könnte ebenfalls verwendet werden.

Die Verkleidung 20 enthält ferner eine Schicht 32 aus wärmedämmendem Verstärkungsblech 30, beispielsweise ein 25 mm starkes Keramikfaser- oder Schlackenwolle-Dämm­ material mit wenig oder keinerlei organischem Bindemit­ tel. Die Schicht 32 reduziert ganz erheblich die Ab­ strahlung bzw. den Verlust von Wärme von der Ober- oder Rückseite der Verkleidung 20. Das Blech 30 wird somit höhere Temperaturen erreichen und, aufgrund seiner schwarzen oder dunklen Versiegelung, selbst als Strah­ lungskörper von Strahlungswärme in Richtung auf das Rohr 10 und den Bereich dienen, in dem die Wärme er­ wünscht ist.

Dabei tritt als Vorteil weiterhin zutage, daß weniger Wärme nach oben über die Vorrichtung gelangt, was die Beschädigung und Verfärbung von Decken und anderen Dachbereichen reduziert und auch die Feuersicherheit erhöht bzw. es ermöglicht, die Vorrichtung näher an der Decke oder näher am Dach zu befestigen, als dies sonst möglich wäre. Damit ermöglicht es die Erfindung, daß diese Art von Heizvorrichtungen in Räumen oder Raumbe­ reichen Verwendung finden kann, bei denen der begrenzte Kopfbereich die Verwendung von Überkopf anzuordnenden Heizvorrichtungen herkömmlicher Bauart ausschließt.

Die Verkleidung 20 dient auch der gleichmäßigen Vertei­ lung der Abstrahlwärme über einen größeren Bereich. Ihre dunkle Farbe läßt Farbveränderungen durch Schmutz und Staub weniger auffallen und da die Leistung der Vorrichtung dadurch nicht wesentlich beeinflußt wird, verringert sich die Notwendigkeit von Wartung und Reini­ gung ganz erheblich.

Um weiterhin die Wirksamkeit und die die Konzentration der Wärmeabstrahlung in Richtung auf den gewünschten Bereich zu erhöhen, ist jeder Rohrschenkel 10a und 10b mit einem gesonderten Schild 34 versehen. Diese Schilde sind vollständig oder in ihrer Hauptsache aus wärmedäm­ mendem Material gefertigt, beispielsweise aus Keramik­ faser mit wenig oder keinerlei organischem Bindemittel. Sie weisen typischerweise eine Wandstärke von etwa 6 mm auf und sind mit geringem Abstand oberhalb der oberen Umfangshälfte des betreffenden Rohrschenkels angeord­ net, üblicherweise in einem Abstand von 6 bis 25 mm. Das wärmedämmende Material kann eine Vorder- oder Rück­ seite aus Metallblech im Interesse einer verlängerten Lebensdauer aufweisen.

Die Seiten der Schilde 34 sind nach unten abgewinkelt, so daß jedes Schild einen Winkelbereich der oberen Um­ fangsfläche des Rohrs umfaßt, der im vorliegenden Bei­ spiel etwa 140° beträgt. Bei einigen Vorrichtungen kön­ nen die Schilde bis zur Hälfte der Umfangsfläche umfas­ sen, also 180°, oder aber weniger, beispielsweise bis zu 90°.

In diesem Beispiel sind mehrere Schilde 34 aneinander anstoßend hintereinander längs eines jeden Schenkels 10a und 10b angeordnet. Es ist jedoch - in Abhängig­ keit von der Größe der Heizvorrichtung - auch möglich, daß ein einziger Schild die gesamte Länge eines Schen­ kels abdeckt. In einigen Vorrichtungen können Schilde auch lediglich für spezielle Bereiche über die Rohr­ länge Verwendung finden. Der Abstand vom Rohr bedeutet, daß die Schilde 34 nicht der gesamten Wärme des Rohrs ausgesetzt sind, insbesondere nicht am Eingangsende mit besonderes hoher Temperatur, wie es der Fall wäre, wenn sie in unmittelbarem Kontakt mit dem Rohr stünden, so daß sie sich durch unmittelbare Wärmeleitung erwärmen würden.

Wie im Falle der Verkleidung 20 fangen die Schilde 34 vom Rohr nach oben abgestrahlte Wärme ab, womit das Rohr auf einer höheren Temperatur gehalten und die Ab­ strahlung auf die nach unten weisende Richtung konzen­ triert wird.

Es versteht sich, daß die Verkleidung 20 in einer Ab­ strahl-Heizvorrichtung verwendet werden könnte, ohne daß es eines Schilds 34 bedürfte. Im Gegenzug ist es auch möglich, daß eines oder mehrere der Schilde ver­ wendet werden könnte, ohne daß es einer Verkleidung 30, beispielsweise einer Verkleidung mit oder ohne einen herkömmlichen Metallblechreflektor oder einen anderen Reflektor, bedürfte.

Die Verwendung von Schild und Verkleidung bringt maxi­ male Vorteile hinsichtlich der Wirksamkeit mit sich, wobei vorläufige Tests unter Verwendung des zuletzt dargelegten europäischen Meßstandards DD ENV1259-1 : 1994 in Verbindung mit einem Qualitätsbrenner, einem Venti­ lator und einem Rohr einen Anstieg der Strahlungswirk­ samkeit von 63% netto zu 79% erzielen ließen.

Es versteht sich von selbst, daß die Erfindung auch in Abstrahlrohr-Heizvorrichtungen Verwendung finden kann, die nicht dem oben beschriebenen, separaten, mit einem einzigen Brenner ausgestatteten Typ mit U-Rohr entspre­ chen. Beispielsweise können die Verkleidung und/oder die Schilde gleichfalls in Verbindung mit größeren Ein­ richtungen verwendet werden, die mehrere Brenner auf­ weisen, die einen einzigen Schenkel oder mehrere Schen­ kel von geteilten oder anderen wärmeabstrahlenden Lei­ tungen für Gebäude o. ä. mit großen Bodenflächen bedie­ nen.

Claims (12)

1. Abstrahlrohr-Heizvorrichtung, enthaltend ein Ab­ strahlrohr (10), Einrichtungen (14) zur Erzeugung einer Gasströmung längs des verwendeten Rohrs, we­ nigstens einen mit Fluid befeuerten Brenner (12) zur wirksamen Zuführung heißen Gases in die Strömung, und eine Wärmeleiteinrichtung, die wärmedämmendes Material enthält und die längs wenigstens eines Teils des Rohrs auf der Seite angeordnet ist, die dem Bereich abgewandt ist, auf den Wärme im Einsatz geleitet werden soll,
dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmeleiteinrichtung enthält:

• a) wenigstens einen Schild (34), der eine Schicht des wärmedämmenden Materials enthält und der nahe eines zugehörigen Umfangsbereichs des Rohrs befestigt ist, wobei dieser Bereich wenigstens einen Hauptteil des Halbumfangs auf dieser Seite des Rohrs umfaßt, wobei dem Wärmeverlust von diesem Bereich und über den Schild Widerstand entgegengebracht und Abstrahlwärme in Richtung auf den Bereich im Einsatz zurückgeführt wird; und
• b) eine Wärmevorsprungsverkleidung (20), die im we­ sentlichen die Seite des Rohrs und des Schilds einschließt, jedoch demgegenüber mit wesentli­ chem Abstand und mit einer offenen Vorderseite in Richtung auf den Bereich im Einsatz angeord­ net ist, wobei die Innenwand oder die Innenwände der Verkleidung, die in Richtung auf das Rohr und das Schild weisen, aus durchgängigem, stei­ fem Blechmaterial (30) bestehen, die von einer anderen Schicht (32) des wärmedämmendem Materi­ als hinterlegt sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohr (10) von kreisförmigem Querschnitt ist, wobei der Schild (34) einen Winkelbereich der Um­ fangsfläche in der Größenordnung von etwa 180° bis zu 90° umfaßt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Schild (34) einen Winkelbereich von etwa 140° umfaßt.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Schild (34) in einem Abstand von etwa 6 mm bis etwa 25 mm von der Außenfläche der Rohrumfangsfläche angeordnet ist.

5. Vorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein Schild (34) aus Keramikfaser gefertigt ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Material wenig oder keinerlei organisches Bindemittel aufweist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Material mit Metallblech abgedeckt und/oder hinterlegt ist.

8. Vorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß die Schicht (32) der Verkleidung aus wärmedämmendem Material ein wär­ medämmendes Material aus Keramikfaser oder Schlac­ kenwolle ist, das wenig oder keinerlei organische Bindemittel enthält.

9. Vorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß das Blechmaterial (30) der Verkleidung (20) ein Metallblech ist, und zwar eines mit einer schwarzen oder anderen dunklen, in hohem Maße Strahlungswärme abstrahlenden Oberflä­ che oder Oberflächenversiegelung.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Blechmaterial (30) weiches Stahlblech ist, das mit einem Silikonpolyesterverbund oder mit einer Aluminiumbeschichtung beschichtet oder mit einer Aluminiumoberflächenversiegelung versehen ist.

11. Vorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß bei mehr als einem Schenkel des Rohrs (10) ein Schild (34) einem jedem dieser Schenkel, innerhalb und von der Verkleidung (20) umfaßt, zugeordnet ist.

12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeich­ net, daß das Rohr (10) in der Ebene U-förmig ist, so daß zwei parallele Schenkel (10a, 10b) vorliegen und zugehörige Schilde (34) von der Verkleidung (20) um­ faßt sind.