DE19601590A1

DE19601590A1 - Heizkörperelement

Info

Publication number: DE19601590A1
Application number: DE19601590A
Authority: DE
Inventors: Franz Dipl Ing Koppe
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1996-01-18
Filing date: 1996-01-18
Publication date: 1997-07-24

Description

Die Erfindung betrifft ein Heizkörperelement, insbesondere für Warmwasserheizungen, zur vertikalen Befestigung an Wänden oder in Heizkörpernischen eines Gebäudes mit den sonstigen Merkmalen des Oberbegriffs des Patentanspruchs 1.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Heizkörperelement anzubieten, welches einfach aufgebaut ist und einen besonders wirkungsvollen Wärmeübergang von wärme führenden Elementen auf die wärmespeichernden und/oder wärmeabstrahlenden Bestand teile des Heizkörperelements gewährleistet.

Die Aufgabe wird durch die Merkmalskombination des Patentanspruchs 1 gelöst. Vor teilhafte Ausführungsformen der Erfindung werden durch die Unteransprüche 2 - 27 rea lisiert.

Das erfindungsgemäße Heizkörperelement zeichnet sich durch mindestens ein schlangen förmig verlaufendes Rohrelement oder einen plattenartigen Hohlkörper mit einem Zuflu ßelement und einem Abflußelement oder Mitteln zum Befüllen aus, wobei das Rohrele ment oder der Hohlkörper in mindestens einem Basiselement, welches an den Verlauf des Rohrelements oder des Hohlkörpers angepaßte Ausnehmungen aufweist, aufgenommen wird. Auf letzterem wird mindestens ein keramisches Deckelement zur Abdeckung auf dem Basiselement befestigt.

Das erfindungsgemäße Heizkörperelement besteht also im wesentlichen aus drei Elemen ten, nämlich einem Rohrelement bzw. Hohlkörper, einem Basiselement und einem Deck element. Das Basiselement dient in erster Linie zur Aufnahme und sicheren Halterung des Rohrelementes oder Hohlkörpers und ist an seiner dem eingelegten Rohrelement ab gewandten Oberfläche der Wand oder der Heizkörpernische zugewandt, an welcher das Heizkörperelement befestigt ist.

Die dem Rohrelement bzw. Hohlkörper, insbesondere durch Warmwassereinspeisung zugeführte Wärme wird nun im wesentlichen an das Deckelement abgegeben und von dessen Oberfläche in den Raum abgestrahlt. Das keramische Deckelement speichert die eingespeiste Wärme und gibt diese über eine besonders behaglich wirkende Wärmestrah lung in den Raum ab.

Erfindungsgemäß wird ein besonders sicherer und flächig wirkender Wärmeübergang vom Rohrelement bzw. Hohlkörper auf das Deckelement durch ein Wärmeübertragungs element gewährleistet, welche zwischen Basiselement und Deckelement angebracht ist und welches durch das Rohrelement bzw. den Hohlkörper erwärmt wird.

Hierdurch gibt das Rohrelement bzw. den Hohlkörper besonders wirkungsvoll und groß flächig Wärme an das aufliegende Deckelement ab, wodurch sich letzteres besonders schnell und wirkungsvoll bis in die Randbereiche hinein aufheizt.

Das Wärmeübertragungselement sichert somit eine weitflächige Verteilung der im we sentlichen lokal nur in der unmittelbaren Umgebung des Rohrelements bzw. des Hohl körpers eingebrachten Wärme auf die gesamte Fläche des Deckelements, wodurch sich der Abstrahlwinkel des erfindungsgemäßen Heizkörperelements deutlich vergrößert.

Vorteilhafterweise sind mehrere modular verbindbare Basiselemente vorgesehen, in wel che in verbundenem Zustand das Rohrelement bzw. den Hohlkörper einlegbar ist. Das Heizkörperelement kann somit flexibel und individuell an unterschiedliche bauliche Ge gebenheiten und Freiräume angepaßt werden.

Die durch das Rohrelement erfolgende Aufheizung des Basiselement wird in einer be sonders vorteilhaften Ausführungsform über ein in das Basiselement eingebrachten Kon vektionskanal, der vorteilhafterweise nach oben und/oder nach unten geöffnet ist, zur Erwärmung der durch diesen Konvektionskanal strömenden Raumluft verwendet, wo durch eine zusätzliche Wirkungsgradsteigerung der Wärmeübertragung vom Rohrele ment bzw. den Hohlkörper auf die Raumluft erreicht wird.

Durch Anbringung von Seitkonvektionskanälen, welche das Basiselement und/oder das Wärmeübertragungselement und/oder das Deckelement durchsetzen, entstehen Kontakt flächen zur Wärmeübertragung auf die Raumluft.

In einer besonders einfachen und dennoch wirkungsvollen Ausführungsform sind derarti ge Seitkonvektionskanäle als Bohrungen ausgeführt und können somit mit geringem Fertigungsaufwand in das Heizkörperelement eingebracht werden.

Falls die Seitkonvektionskanäle das Deckelement sowie das Wärmeübertragungselement bis hin zu einem Konvektionskanal des Basiselementes vollständig durchsetzen, empfiehlt es sich, in einer besonders vorteilhaften Ausführungsform, die Seitkonvektionskanäle verschließbar auszubilden, wodurch der durch Konvektion erwärmte Luftstrom dosiert werden kann.

Insbesondere empfiehlt es sich, die verschließbaren Seitkonvektionskanäle durch im Deckelement integrierte oder an diesen angebrachte Verschlußelemente zu verschließen. Die Verschlußelemente können als abnehmbarer oder abklappbarer Deckel oder auch als Klappen ausgeführt werden.

Durch Verwendung verstellbarer Klappen kann die durch die Seitkonvektionskanäle strömende Luftmenge reguliert und individuell an die Komfortwünsche der Personen, die sich in dem jeweiligen Raum befinden, etwa durch unterschiedliche Schrägstellung der Klappen angepaßt werden.

Indem eine Vielzahl derartiger Klappen an den Deckelementen des Heizkörperelements angebracht werden, kann die durch die Konvektion übertragene Luftmenge besonders variabel dosiert und gegebenenfalls in ihrer Wirkrichtung beeinflußt werden.

Vorteilhafterweise umfassen die Ausnehmungen des Basiselementes das Rohrelement bzw. den Hohlkörper teilumfänglich. Beim Zusammensetzen des Heizkörperelements kann somit das Rohrelement bzw. der Hohlkörper mit geringem Fertigungsaufwand di rekt auf das Basiselement aufgelegt werden.

In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform umfassen die Ausnehmungen das Roh relement bzw. den Hohlkörper etwa hälftig, wodurch sowohl eine Führung und Halte rung des Rohrelements als auch eine leichte Einlegbarkeit des Rohrelements bzw. des Hohlkörpers in das Basiselement erreicht werden. Der Einsatz mehrerer modular ver bindbarer Deckelemente ermöglicht eine Anpassung der Gesamtabmessungen des Heiz körperelements an unterschiedliche räumliche Gegebenheiten.

Es wurde bereits darauf hingewiesen, daß durch das zwischen Basiselement und Deck element bzw. dem Hohlkörper angebrachte Wärmeübertragungselement eine besonders wirkungsvolle und bis in die Randbereiche des Deckelements erfolgende Übertragung der Wärme vom Rohrelement auf das Deckelement erzielt wird. Durch Ausführung des Wärmeübertragungselements als Wärmeleitblech mit guter Wärmeleitfähigkeit werden diese Eigenschaften des Heizkörperelements nochmalig verstärkt.

Eine flächige Ausführungsform des Wärmeübertragungselements, welches im wesentli chen parallel zum Deckelement verläuft, hält über den gesamten Flächenbereich des Deckelements Wärmekontakt mit diesem und kann die durch die Rohrelemente bzw. den Hohlkörper eingebrachte Wärme somit auch vollständig und großflächig an das Deck element abgeben.

Bei direktem Kontakt des Rohrelements bzw. des Hohlkörpers, welches beispielsweise aus Eisen, Kupfer oder Kunststoff ausgeführt ist, mit dem Wärmeübertragungselement entsteht eine unmittelbare Wärmeübertragung durch Wärmeleitung ohne Zwischenkon vektion.

Die Wärmeübertragung vom Rohrelement bzw. dem Hohlkörper auf das Wärmeübertra gungselement wird nochmals dadurch gesteigert, daß das Wärmeübertragungselement Sicken aufweist, in welche das Rohrelement bzw. der Hohlkörper unter teilumfänglicher Umfassung einlegbar ist. Derartige Sicken liegen am Umfangsbereich des Rohrelements bzw. des Hohlkörpers an, wodurch sich ein besonders großflächiger Materialkontakt und hieraus resultierend eine besonders wirkungsvolle Wärmeleitung ergibt.

Die Wärmeübertragung vom Rohrelement bzw. dem Hohlkörper auf das Wärmeübertra gungselement wird zusätzlich durch die wärmeleitende Zusatzelemente, insbesondere durch eine Wärmeleitpaste gesteigert, wobei letztere sowohl mit dem Rohrelement bzw. dem Hohlkörper als auch mit dem Wärmeübertragungselement in Wärmekontakt steht.

Zur Ausfüllung etwaiger Zwischenräume zwischen dem Basiselement und/oder Wärme übertragungselement und/oder dem Deckelement sowie zum Toleranzausgleich sind dem Heizkörperelement vorteilhafterweise wärmeleitende Füllstoffe, die eine Zwischenschicht bilden, beigefügt.

In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform besteht das Basiselement aus Umguß masse und umschließt das aufgenommene Rohrelement bzw. den Hohlkörper vollständig. Damit wird Wärme vom Rohrelement bzw. dem Hohlkörper auf das Basiselement über tragen und ausgehend von diesem an das Wärmeübertragungselement durch unmittelbare Kontaktierung weitergeleitet.

Vorteilhafterweise weist ein derartiges aus Umgußmasse bestehendes Basiselement hochwärmeleitfähige Partikel (z. B. Aluminiumnitrid, Bornitrid, Graphit) auf, wodurch sich die Wärmeübertragungseigenschaften des Basiselementes nochmals steigern lassen.

Eine störende Wärmeabstrahlung der Heizkörperelemente in Richtung der Befestigungs wand wird durch eine in Richtung Wand hinter dem Basiselement angebrachte Isolier schicht weitgehend unterbunden.

Zusätzlich weist das Heizkörperelement noch ein insbesondere schichtartig ausgebildetes Befestigungselement mit zusätzlichen Befestigungsvorrichtungen auf, an welchen das Heizkörperelement vertikal an den Wänden oder in den Heizkörpernischen des jeweiligen Gebäudes befestigt und aufgehängt werden kann.

Zum Schutz insbesondere der keramischen und stoßempfindlichen Bestandteile des Heizkörperelements weist letzteres eine (umlaufende) Stoßkante auf, welche in einer be sonders vorteilhaften Ausführung neben ihrer stoßabsorbierenden Funktion das Heizkör perelement vollständig umfaßt und gleichzeitig den Zusammenhalt der einzelnen Bauele mente des Heizkörperelements gewährleistet.

Die Erfindung ist anhand von Ausführungsbeispielen in den Zeichnungsfiguren näher er läutert. Es zeigen:

Fig. 1a eine Gesamtansicht des Heizkörperelements mit schlangenförmigem Rohr element,

Fig. 1b eine schematische Ansicht eines gitterartigen Rohrelements,

Fig. 1c eine schematische Ansicht eines plattenförmigen Hohlkörpers,

Fig. 2 ein Schnitt A-A nach Fig. 1 durch eine erste Ausführungsform des Heizkör perelements,

Fig. 3 ein Schnitt A-A nach Fig. 1 durch eine zweite Ausführungsform des Heiz körperelements sowie

Fig. 4 ein Schnitt A-A nach Fig. 1 durch eine dritte Ausführungsform des Heizkör perelements.

Das in Fig. 1a in einer Gesamtansicht schematisch abgebildete Heizkörperelement 1 be steht aus vier modular verbundenen Basiselementen 5 sowie Deckelementen 7, in welche das gestrichelt gezeichnete schlangenförmig verlaufende Rohrelement 2 mit einem Zu flußelement 3 und einem Abflußelement 4 eingebettet ist. In die Deckelemente 7 sind Klappen 11 integriert, welche Mündungen von nicht abgebildeten Seitkonvektionskanä len 10 darstellen. Die Klappen 11 können (teilweise) geöffnet oder geschlossen sein (nicht detailliert abgebildet).

Fig. 1b zeigt ein gitterartig ausgebildetes Rohrelement 2 mit einem Zuflußelement 3 und einem Abflußelement 4, wobei der obere und der untere Rohrkanal durch mehrere Paral lelrohre 21 in Verbindung stehen.

Fig. 1c zeigt anstelle eines Rohrelements 2 einen plattenförmigen Hohlkörper 20 mit ei nem Zuflußelement 3 und einem Abflußelement 4.

Fig. 2 zeigt eine Schnittdarstellung einer ersten Ausführungsform des Heizkörperele ments 1 mit einem Befestigungselement 15 an dem Befestigungsvorrichtungen 16 ange bracht sind sowie einer Isolierschicht 14, einem Basiselement 5, einem Wärmeübertra gungselement 8 sowie einem Deckelement 7. Zwischen Wärmeübertragungselement 8 und Basiselement 5 ist ein Füllstoff 13 angeordnet, in welchen auch das Rohrelement 2 eingebettet ist.

Das in Ausnehmungen 6 eingelegte Rohrelement 2 gibt in den Kontaktbereichen 18 Wärme über die Wärmeleitung an das Wärmeübertragungselement 8 ab, wodurch die Wärme großflächig innerhalb des Wärmeübertragungselement 8 und auf die gesamte Flä che des Deckelements 7 übertragen wird.

Das gesamte Heizkörperelement 1 wird ober- und unterseitig von Stoßkanten 17 umge ben, welche einerseits einen Stoßschutz bieten sowie zusätzlich zur Halterung aller Bau elemente des Heizkörperelements 1 beitragen.

Während über die Isolierschicht 14 eine Wärmeabstrahlung der durch das Rohrelement 2 in das Heizkörperelement 1 eingebrachten Wärme in Richtung der Befestigungsvorrich tungen 16 - also der nicht eingezeichneten Befestigungswand - unterbunden wird, erfolgt durch das Deckelement 7 eine großflächige Wärmeabstrahlung in den Raumbereich.

Die Schnittdarstellung einer zweiten Ausführungsform eines Heizkörperelements 1 nach Fig. 3 weist zusätzlich einen in das Basiselement 5 integrierten Konvektionskanal 9 auf, der die umgebenden Stoßkanten 17 an den Auslaßöffnungen 19 durchsetzt. Letztere können auch durch Klappen 11 verschließbar sein (nicht abgebildet).

Da das Basiselement 5 ebenfalls über das Rohrelement 2 erwärmt wird, ist für eine zu sätzliche Erwärmung der den Konvektionskanal 9 durchströmenden Raumluft gesorgt wodurch über die Auslaßöffnungen 19 erwärmte Luft in den Raum geleitet und die Raumtemperatur damit zusätzlich zur Abstrahlung des Deckelements 7 erhöht wird.

Durch den Konvektionskanal 9 wird somit auch die unvermeidlicherweise durch das Rohrelement 2 in das Basiselement 5 eingebrachte Wärme nutzbar gemacht.

Mittels eines Seitkonvektionskanals 10, welcher nach Fig. 3 sowohl das Basiselement 5 als auch den Füllstoff 13, das Wärmeübertragungselement 8 und schließlich das Deck element 7 durchsetzt, kann die erwärmte Luft des Konvektionskanals 9 auch direkt nach vorne in Raumrichtung durch das Deckelement 7 hindurch in den Raum abgegeben wer den. In der abgebildeten Ausführungsform nach Fig. 2 mündet der Seitkonvektionskanal 10 in den Konvektionskanal 9.

Über das Rohrelement 2 wird der Seitkonvektionskanal 10 durchströmende Luft er wärmt und - gegebenenfalls durch Verschlußelemente oder Klappen 11 nach Fig. 1 (in Fig. 3 nicht abgebildet) - dosierbar und steuerbar in Raumrichtung abgegeben.

Eine dritte Ausführungsform des Heizkörperelements 1 nach Fig. 4 weist ein Wärme übertragungselement 8 mit Sicken 12 auf, welche in die Ausnehmungen 6 des Basisele ments 5 eingreifen und das Rohrelement 2 teilumfänglich umfassen.

Ein derartig ausgebildetes Wärmeübertragungselement 8 erfaßt über die Sicken 12 auch die in Richtung der Befestigungsvorrichtungen 16 abgestrahlte Wärme des Rohrelements 2 über Wärmeleitung und überträgt die somit in das Wärmeübertragungselement 8 einge speiste Wärme flächig auf das gesamte Deckelement 7, wodurch die vom Rohrelement 2 abgegebene Wärme in sämtlichen Raumrichtungen - nämlich in Richtung der Befesti gungsvorrichtung 16 durch die Sicken 12 sowie in Raumrichtung direkt durch das Deck element 7 - nutzbar gemacht wird.

Bezugszeichenliste

1 Heizkörperelement
2 Rohrelement
3 Zuflußelement
4 Abflußelement
5 Basiselement
6 Ausnehmung
7 Deckelement
8 Wärmeübertragungselement
9 Konvektionskanal
10 Seitkonvektionskanal
11 Klappe
12 Sicke
13 Füllstoff
14 Isolierschicht
15 Befestigungselement
16 Befestigungsvorrichtung
17 Stoßkante
18 Kontaktbereich
19 Auslaßöffnung
20 Hohlkörper
21 Parallelrohre

Claims

1. Heizkörperelement für Heizungen mit flüssigem Wärmeträger, insbesondere Warmwasserheizungen, Ölradiatoren oder dgl., zur vertikalen Befestigung an Wänden oder in Heizkörpernischen eines Gebäudes mit folgenden Merkmalen:

- mindestens einem etwa schlangenförmig oder gitterartig verlaufenden Rohr element (2) oder einem plattenartigen Hohlkörper (20) mit ggf. einem Zu flußelement (3) und einem Abflußelement (4) oder Mitteln zum Befül len/Entleeren,
- mindestens einem Basiselement (5) mit an den Verlauf des Rohrelements (2) oder die Form des Hohlkörpers (20) angepaßten Ausnehmungen (6) zur Aufnahme des Rohrelementes (2) oder des Hohlkörpers (20),
- mindestens einem keramischen Deckelement (7) zur Befestigung auf dem Basiselement (5) mit aufgenommenem Rohrelement (2) oder Hohlkörper (20) und
- mindestens einem, das Rohrelement (2) oder den Hohlkörper (20) wärme kontaktierenden Wärmeübertragungselement (8), welches zwischen Basis element (5) und Deckelement (7) angeordnet ist.

2. Heizkörperelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere modular verbindbare Basiselemente (5) vorgesehen sind, welche im verbundenen Zustand das Rohrelement (2) oder den Hohlkörper (20) aufnehmen.

3. Heizkörperelement nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Basiselement (5) mindestens einen Konvektionskanal (9) aufweist.

4. Heizkörperelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Seitkonvektionskanal (10) vorgesehen ist, der das Basiselement (5) und/oder das Wärmeübertragselement (8) und/oder das Deckelement (7) durchsetzt.

5. Heizkörperelement nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Seitkonvektionskanal (10) als Bohrung ausgebildet ist.

6. Heizkörperelement nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Seitkonvektionskanal (10) verschließbar ausgebildet ist.

7. Heizkörperelement nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Seitkonvektionskanal (10) über ein in das Deckelement (7) integriertes bzw. an diesem angebrachtes Verschlußelement verschließbar ist.

8. Heizkörperelement nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Verschlußelement als abnehmbarer oder abklappbarer Deckel ausgebildet ist.

9. Heizkörperelement nach einem der Ansprüche 4-8, dadurch gekennzeichnet, daß die durch den Seitkonvektionskanal (10) strömende Luftmenge durch minde stens ein Dosierelement regulierbar ist.

10. Heizkörperelement nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Dosierelement als verstellbare Klappe (11) ausgebildet ist.

11. Heizkörperelement nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Dosierelement in das Deckelement (7) integriert ist.

12. Heizkörperelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausnehmungen (6) des Basiselements (5) das Rohrelement (2) oder den Hohlkörper (20) teilumfänglich umfassen.

13. Heizkörperelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausnehmungen (6) das Rohrelement (2) oder den Hohlkörper (20) etwa hälftig umfassen.

14. Heizkörperelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere modular verbindbare Deckelemente (7) vorgesehen sind, welche im verbundenen Zustand auf dem Basiselement (5) mit aufgenommenem Rohrelement (2) oder Hohlkörper (20) befestigbar sind.

15. Heizkörperelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Wärmeübertragungselement (8) als Wärmeleitblech ausgebildet ist.

16. Heizkörperelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Wärmeübertragungselement (8) flächig ausgebildet ist und im wesentlichen parallel zum Deckelement (7) verläuft.

17. Heizkörperelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohrelement (2) direkt am Wärmeübertragungselement (8) anliegt.

18. Heizkörperelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Wärmeübertragungselement (8) Sicken (12) aufweist, in welche das Rohr element (2) unter teilumfänglicher Umfassung einlegbar ist.

19. Heizkörperelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Wärmeübertragungselement (8) über wärmeleitende Zusatzelemente mit dem Rohrelement (2) in Verbindung steht.

20. Heizkörperelement nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß als Zusatzelement Wärmeleitpaste verwendet wird.

21. Heizkörperelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sich zwischen Basiselement (5) und/oder Wärmeübertragungselement (8) und/oder Deckelement (7) ein wärmeleitender Füllstoff (13) befindet.

22. Heizkörperelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Basiselement (5) aus Umgußmasse besteht und das Wärmeübertragungse lement (8) unmittelbar kontaktiert.

23. Heizkörperelement nach einem Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß das Basiselement (5) aus Umgußmasse hochwärmeleitfähige Partikel (z. B. Aluminiumnitrid, Bornitrid, Graphit) aufweist.

24. Heizkörperelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Heizkörperelement (1) eine Isolierschicht (14) aufweist.

25. Heizkörperelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Heizkörperelement (1) ein Befestigungselement (15) mit gegebenenfalls zusätzlichen Befestigungsvorrichtungen (16) zur Anbringung an Wänden oder in Heizkörpernischen aufweist.

26. Heizkörperelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Heizkörperelement (1) eine Stoßkante (17) aufweist.

27. Heizkörperelement nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, daß die Stoßkante (17) das Heizkörperelement (1) vollständig umschließt und den Zusammenhalt der einzelnen Bauelemente des Heizkörperelements (1) gewährlei stet.