DE19653440A1 - Heizvorrichtung, bevorzugt aus Kunststoff - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Heizvorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 bzw. gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 29.

Im Stand der Technik sind diverse Heizvorrichtungen, nachfolgend Heizkörper genannt, bekanntgeworden. So werden Gliederheizkörper wie auch Plattenheizkörper verwendet, während in jüngerer Zeit auch Röhrenheizkörper Einzug in den Stand der Technik gehalten haben. Auch Elektroheizradiatoren sind bekannt, die losgelöst von einer Zentralheizungsanlage bzw. Fernwärmheizanlage zum Einsatz gelangen können.

All diesen bekannten Heizkörpern ist es gemeinsam, daß sie relativ schwer herstellbar sind und aus komplex herstellbaren Materialien bestehen, so daß die bekannten Heizkörper bzw. Heizvorrichtungen allesamt wenigstens teuer, in der Regel aber auch vom Gewicht und vom Aussehen her grob sind.

Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Heizvorrichtung bzw. einen Heizkörper zur Verfügung zu steilen, der die obigen Nachteile des Standes der Technik nicht aufweist und insbesondere kostengünstiger herstellbar ist.

Diese Aufgabe wird durch eine Heizvorrichtung mit den in den Patentansprüchen 1 und 29 aufgeführten Merkmalen gelöst.

Zweckmäßige Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Heizvorrichtungen gehen aus den Unteransprüchen hervor.

Die gemäß der vorliegenden Erfindung zu erzielenden Vorteile beruhen darauf, daß bei einer erfindungsgemäßen Heizvorrichtung zwischen dem Vor- und dem Rücklauf eine Heizleitung verläuft, durch die ein Heizfluid hindurchzufließen vermag, wobei in einem Hohlraum des Heizkörpers bzw. der Heizvorrichtung ein Wärmeleitungs­ fluid enthalten ist.

Durch diese Ausbildung ergeben sich ganz erhebliche Kosteneinsparungen. Ist nämlich die Heizleitung vollkommen dicht ausgebildet, so kann durch diese Heizlei­ tung ein Heizfluid selbst unter hohem Druck hindurchgeleitet werden, während der Heizkörper selbst nahezu oder vollständig druckfrei bleibt. So kann der Heizkörper aus einem relativ instabilen Material hergestellt werden, da die Heizleitung aus druckbeständigem Material ist. Diese Ausbildung ist insbesondere für Fernwärme­ heizleitungsnetze aber auch für Zentralheizungsnetze selbst in Einfamilienhäusern bzw. Eigentumswohnungen und dergleichen sehr vorteilhaft, da der Heizkörper kostengünstig herstellbar ist und sämtlichen Sicherheitsanforderungen genügen kann.

So kann der erfindungsgemäße Heizkörper beispielsweise in seinem Hohlraum mit einem Wärmeleitungsfluid in Form von Wasser, mit antibakteriellen Zusätzen verse­ henen Wasser oder einer anderen Heizflüssigkeit versehen sein, wobei diese über eine Befüllungsöffnung, die dichtend oder nicht dichtend verschließbar sein kann, einge­ füllt werden kann.

Dabei ist es besonders günstig, wenn der Heizkörper der erfindungsgemäßen Heizvor­ richtung selbst kostengünstig aus Kunststoff hergestellt wird. So kann ein beliebiger, ausreichend schlagfester und biegesteifer Kunststoff herangezogen werden, um daraus den Heizkörper insbesondere unter Zuhilfenahme thermoplastischer Kunststoffe, durch eine Blastechnik oder durch Strangpressen bzw. anderweitige bekannte Kunst­ stoffverarbeitungstechniken herzustellen. Dabei kann der Heizkörper aus mehreren Abschnitten bestehen. Insbesondere kann der Heizkörper aus zwei Kunststoffhälften aufgebaut werden, die später miteinander verbunden werden, beispielsweise durch Verkleben, um sodann an entsprechenden Ausnehmungen einen Vor- sowie einen Rücklaufanschluß vorzusehen. Natürlich können diese Anschlüsse auch unmittelbar angeformt werden, insbesondere aus Kunststoff, da insbesondere bei der Verwendung eines Rohres für die Heizleitung durch den Heizkörper an die Vor- und Rücklaufein­ führungen nur die Anforderung gestellt wird, daß diese als Ein- bzw. Ausgang für die Heizleitung dienen sollen und nur dicht gegenüber einem etwa in dem Heizkörper enthaltenen flüssigen Heizmedium bzw. Heizfluid sein müssen.

Falls es nicht erforderlich ist, daß die erfindungsgemäße Heizvorrichtung gegenüber hohen Drücken stabil sein muß, sondern die Heizleitung selbst auch nur geringen Drücken ausgesetzt ist, ist es möglich, in den den Heizkörper ausbildenden Bestand­ teilen zugleich auch die Heizleitung mit einzuprägen, falls es sich um Metall- bzw. Blechbestandteile handelt bzw. diese sogleich mit in den Kunststoff einzuformen. Wenn die Bestandteile, vorzugsweise Hälften, dann später verbunden werden, bei­ spielsweise durch Verkleben oder dergleichen, können die vorgegebenen Leitungs­ hälften ebenfalls miteinander verbunden werden, um eine dichte Leitung für das Heizfluid abzugeben, das getrennt von einem Wärmeleitungsfluid im Heizkörper gehalten wird.

Als Wärmeleitungsfluid im Heizkörper selbst kommen nicht nur Flüssigkeiten in Betracht, sondern auch Gase, insbesondere die Umgebungsluft.

Da bei heutigen Bauvorschriften für Gebäude eine Wärmeisolierung vorgeschrieben wird, die für einen sehr geringen Wärmeverlust sorgt, ist es problemlos möglich, einen erfindungsgemäßen Heizkörper aus Kunststoff heranzuziehen, selbst wenn die Wärmeleitung durch das Kunststoffmaterial nicht ganz so ausgeprägt ist, wie die Wärmeleitung durch die Wandungen eines aus Metall gefertigten Heizkörpers. Da jedoch aus Metall gefertigte Heizkörper regelmäßig mit Farbe beschichtet sind, verringert sich die Kapazität bekannter, aus Metall gefertigter Heizkörper ebenfalls und aus Kunststoff gefertigte Heizkörper stellen, wie Vergleichsversuche ergeben haben, keine Verschlechterung dar. Lediglich in der Aufheizphase kann es zu kurzen Verzögerungen kommen, während jedoch im Dauerbetrieb keine Nachteile bezüglich der Leistung des Kunststoffheizkörpers auftreten. Insofern es nicht erforderlich ist, das Wärmeaustauschfluid streng von dem Heizfluid zu trennen und folglich eine Leckrate bei der Heizleitung akzeptiert werden kann, können als Heizleitung bei­ spielsweise engmaschige Siebe, Bleche oder dergleichen eine Leitungsbahn vorgebend in dem Heizkörper vorgesehen werden.

Jedenfalls kann die Heizleitung vorteilhafterweise in der Form wenigstens einer Heizschlange, vorzugsweise mehrerer Heizschlangen, vorgesehen sein, damit ein ausreichender Austausch an Wärme zwischen dem Heizfluid und dem Wärmeleitungs­ fluid möglich ist.

Um in dem Heizkörper mit dem Wärmeleitungsfluid einen noch besseren Wärme­ austausch zwischen dem Heizmedium bzw. Heizfluid und dem Wärmeleitungsfluid und damit mit der Umgebung zu ermöglichen, kann die Heizleitung den Heizkörper derart durchziehen, daß wenigstens eine Konvektionsbewegung des Wärmeleitungs­ fluids begünstigt wird. Dabei kann die Heizleitung vorteilhafterweise derart vor­ gesehen sein, daß sich wenigstens zwei Konvektionszirkulationen ergeben, wobei im unteren Bereich des Heizkörpers eine längserstreckte Heizleitungsschlaufe vorhanden ist. Diese Schlaufe sollte in etwa in deren Mitte mit wenigstens einer vertikal er­ streckten Schlaufe überlagert sein, die sich vom unteren Bereich des Heizkörpers zu dessen oberen Bereich erstreckt.

Des weiteren können an dem lateralen Endbereich des Heizkörpers vertikal erstreckte Heizleitungsschlaufen vorgesehen sein.

Bei langen Heizkörpern bzw. Heizvorrichtungen gemäß der Erfindung ist es ferner vorteilhaft, wenn über den Heizkörper lateral verteilt mehrere vertikal erstreckte Schlaufen in vorgegebenen Abständen angeordnet sind, so daß sich immer jeweils zwischen der mindestens einen im unteren Bereich vorhandenen Heizleitungsschlaufe und den sich jeweils vertikal erstreckenden Heizleitungsschlaufen Konvektionskamine für das Wärmeleitungsfluid ergeben.

Eine besonders günstige Art einer Heizleitung durch den erfindungsgemäßen Heizkör­ per ergibt sich, wenn die Heizleitung in der Form eines Heizleitungsregisters in­ nerhalb des Heizkörpers vorgesehen ist. Ein derartiges Heizleistungsregister ins­ besondere aus Kunststoff, vermag ebenfalls großen Drücken des Heizfluids stand­ zuhalten, läßt sich leicht und effektiv zu günstigen Kosten, beispielsweise durch Strangpressen, herstellen und eignet sich für die Montage bzw. Fertigung in großen Stückzahlen ganz besonders, wobei die Baulänge einer Heizvorrichtung äußerst variabel gehalten werden kann. Insofern der erfindungsgemäße Heizkörper aus Kunststoff gefertigt wird, ist es möglich, diesen einstückig mit Konvektionsschächten für die Umgebungsluft auszubilden. Dabei können diese Konvektionsschächte im Kunststoffkörper des Heizkörpers beispielsweise als Hohlzylinder, als rechteckige oder sonstwie ausgebildete Kamine vorgesehen sein, so daß aufgrund der integral vorgesehenen Konvektionsschächte einerseits eine zusätzliche Heizleistung zur Verfügung gestellt wird, die einen erfindungsgemäßen Heizkörper aus Kunststoff ohne weiteres mit einem Metallheizkörper vergleichbar werden läßt, und andererseits stellen die zusätzlichen Konvektionsschächte eine zusätzliche mechanische Stabilität zur Verfügung.

Darüber hinaus kann an einer Außenfläche der Heizvorrichtung ein Konvektions­ körper vorgesehen sein. Dieser Konvektionskörper kann einen oder mehrere Konvek­ tionsschächte zur Verfügung stellen. Diese Konvektionsschächte müssen nicht not­ wendigerweise in sämtlichen horizontalen Richtungen geschlossen sein, sondern können auch rippenartig ausgebildet sein. Insofern als Wärmeleitungsfluid ein Gas innerhalb des Heizkörpers verwendet wird, kann auch innerhalb des Heizkörpers ein Konvektionskörper vorgesehen sein.

Der aus Kunststoff gefertigte Heizkörper kann beispielsweise durch wenigstens zwei, vorzugsweise in Längsrichtung des Heizkörpers erstreckte Metallbleche verstärkt sein, um zusätzliche mechanische Stabilität zu erhalten, wobei die Metallbleche mit einem Profil versehen sein können. Die Metallbleche können beispielsweise ein stranggepreßtes Heizleistungsregister an der Vorderseite und der Rückseite verkleiden bzw. mechanisch versteifen oder nur an der Vorderseite verkleiden und gegen Schläge und vergleichbare Belastungen absichern. Vorteilhafterweise sind die Metall­ bleche gegenüber dem Heizkörper bzw. Heizregister mechanisch verspannt, um an dem Heizkörper bzw. Heizregister gehalten zu werden. Auch Klebstoffe oder der­ gleichen können zur Fixierung der Bleche verwendet werden. Der erfindungsgemäße Heizkörper kann an seiner Innenseite, insofern er insbesondere aus Kunststoff ge­ fertigt ist, Verstärkungsabschnitte aufweisen, die die vordere Wandung des Heizkör­ pers gegenüber der hinteren Wandung des Heizkörpers abstützen können. Die Ver­ stärkungsabschnitte, beispielsweise in der Form von Stiften, Rippen, Warzen oder dergleichen, können gleichzeitig dazu herangezogen werden, um eine sich durch den Heizkörper hindurchziehende Heizleitung mechanisch abzustützen.

Vorteilhafterweise kann der erfindungsgemäße Heizkörper mit einem Zusatzheiz­ abschnitt versehen sein, der parallel oder in Reihe mit der Heizleitung bzw. dem Heizregister angeschlossen sein kann. Dieser Zusatzheizabschnitt kann zu- und wegschaltbar ausgebildet sein, so daß in Zeiten, wenn eine größere Heizleistung erforderlich ist, der Zusatzheizabschnitt mit in Betrieb genommen werden kann, um die Heizleistung des erfindungsgemäß ausgebildeten Heizkörpers zu erhöhen.

Der Zusatzheizabschnitt kann auch auf einem Konvektionskörper aufgesetzt sein, in diesen eingepreßt, eingelötet oder sonstwie daran befestigt sein. So kann beispiels­ weise auf der Rückseite eines entsprechenden Heizkörpers ein Konvektionskörper mit Rippen aufgesetzt sein bzw. einstückig mit der aus Kunststoff ausgebildeten Rückseite ausgebildet sein und auf diesen Konvektionskörper können eine oder mehrere Heizlei­ tungen aufgesetzt sein, um die zusätzliche Heizleistung wahlweise bereitstellen zu können.

Eine bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Heizvorrichtung ergibt sich, wenn der Heizkörper nur zu einem Bruchteil mit Wärmeleitungsfluid gefüllt ist, wobei dieses Fluid vorteilhafterweise einen niedrigen Dampfdruck aufweisen sollte. Durch die Verdampfung des Wärmeleitungsfluids aufgrund der über die Heizleitung zugeführten Wärme ist es möglich, durch Niederschlag des verdampften Wärmelei­ tungsfluids eine besonders gleichmäßige und effektive Erwärmung der erfindungs­ gemäßen Heizvorrichtung zu bewerkstelligen. Um zu vermeiden, daß die in der erfindungsgemäßen Heizvorrichtung vorgesehene Heizleitung eventuell Kontakt zu den Außenwänden des Heizkörpers erhält, kann die Heizleitung beispielsweise über Abstandshalter von den Wandungen der erfindungsgemäßen Heizvorrichtung fern­ gehalten werden.

Wie in der Beschreibungseinleitung angedeutet, kann eine entsprechender Heizvor­ richtung, insbesondere aus Kunststoff, auch als mobiler Heizkörper in Frage kommen, der beispielsweise über eine elektrische Heizeinrichtung, insbesondere Widerstands­ heizung, betrieben wird. Bei dieser Art der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann eine elektrische Widerstandsheizung in einem Hohlkörper aus Kunststoff vorgesehen sein, der ein darin befindliches Heizfluid auf eine vorbestimmte Temperatur erhitzt, um diese in einem bestimmten Temperaturbereich mittels eines Raumthermostaten bzw. eines Thermostaten innerhalb des Volumens des Heizfluids zu halten. Auch diese Art von Heizkörper kann Konvektionskörper und Konvektionsschächte aufweisen, wie sie voranstehend in Verbindung mit dem vorausstehend ausgeführten Aspekt der Erfin­ dung angegeben worden sind.

Nachfolgend wird die vorliegende Erfindung unter Bezugnahme auf die im folgenden dargestellten bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung im Hin­ blick auf die beigefügten Darstellungen näher erläutert. Dabei werden weitere Merk­ male, Aufgaben sowie Vorteile der Erfindung bzw. Nachteile des Standes der Tech­ nik offenbart. Die Merkmale der dargestellten Ausführungsformen können unterein­ ander zu neuen Ausführungsformen kombiniert werden, indem beispielsweise eine Zusatzheizvorrichtung einer anderen Ausführungsform hinzugefügt wird, ein Heiz­ register anstelle einer Heizleitungsschlaufe verwendet wird, und dergleichen mehr. In den Zeichnungen läßt

Fig. 1 eine bevorzugte Ausführungsform gemäß der Erfindung in einem Längsschnitt sowie einem Querschnitt erkennen;

Fig. 2 eine zweite bevorzugte Ausführungsform gemäß der Erfindung in einem Längs- und einem Querschnitt erkennen;

Fig. 3 eine dritte Ausführungsform gemäß der Erfindung in einem vertikalen wie auch einem horizontalen Längsschnitt erkennen;

Fig. 4 eine weitere Ausführungsform einer Heizvorrichtung gemäß der Erfindung in einem Längsschnitt sowie einem Querschnitt erkennen;

Fig. 5 eine fünfte Ausführungsform gemäß der Erfindung in einer Darstellung gemäß Fig. 4 erkennen;

Fig. 6 eine sechste Ausführung gemäß der vorliegenden Erfindung entsprechend der Fig. 4 erkennen;

Fig. 7 bis 11 weitere bevorzugte Ausführungsformen gemäß der vorliegenden Erfindung in Darstellungen gemäß den Fig. 4 bis 6; und

Fig. 12 eine letzte bevorzugte Ausführungsform in teilweisen Längs- und Querschnitten sowie einer Draufsicht.

In den Darstellungen sind gleiche oder wenigstens funktionsgleiche Merkmale gemäß der Erfindung durch gleiche Bezugszeichen bezeichnet worden.

In der Fig. 1 wird eine erste Ausführungsform einer erfindungsgemäß ausgebildeten Heizvorrichtung 10 dargestellt. In einem bevorzugt aus Kunststoff bestehenden Gehäuse bzw. Heizkörper ist eine Heizleitung 12, 14 vorgesehen. Diese Heizleitung besteht aus einer näherungsweise kreuzweise verlegten Heizschlange, die dafür sorgt, daß sich rechts und links des vertikal erstreckten Heizleitungsanteils 14 Konvektions­ zirkulationsbereiche aufbauen können, die für einen besonders vorteilhaften Wärme­ transport und Wärmeaustausch sorgen können. Über den Vor- und den Rücklauf 22, 24 ist die Heizleitung 12, 14 an eine Heizanlage angeschlossen, beispielsweise eine Zentralheizungsanlage oder eine Fernwärmeanlage.

Die Heizvorrichtung 10 weist in dem Heizkörper ein Wärmeleitungsfluid auf, das, insofern es flüssig ist, die Heizvorrichtung bis zu einem Stand 18 ausfüllen kann. Insofern das Wärmeleitungsfluid gasförmig ist, kann dies aus Luft bestehen, so daß die Befüllungslinie 18 bedeutungslos werden kann.

Zwischen dem Heizfluid in der Heizleitung 12, 14 und dem bis zu einer Befüllungs­ linie 18 im Heizkörper enthaltenen Wärmeleitungsfluid kann der Austausch noch verbessert werden, wenn die Heizleitung 12 und gegebenenfalls auch 14 mit Rippen versehen werden. Diese Rippen können, insofern sie beispielsweise zwischen die Wandungen des Heizkörpers 10 eingepreßt bzw. eingepaßt werden, dem Heizkörper zusätzliche Stabilität verleihen.

Ein etwa zu verwendendes flüssiges Wärmeleitungsfluid kann über eine verschließ­ bare Öffnung 20 in die erfindungsgemäß ausgebildete Heizvorrichtung 10 eingefüllt werden. Dabei kann hiermit zugleich ein Mittel in die erfindungsgemäße Heizvor­ richtung eingefüllt wird, das die Bildung von Bakterien, Pilzen, Algen, Gerüchen usw. in dem Wärmeleitungsfluid zu verhindern vermag.

Der Freiraum im Heizkörper oberhalb der Befüllungslinie 18 kann erforderlich sein, um eine Wärmeausdehnung des Fluids abzufangen.

Wie sich aus der obigen Erörterung der ersten Ausführungsform gemäß der Erfin­ dung ergibt, ist der eigentliche Heizkörper im wesentlichen oder sogar vollständig durch Druck unbeaufschlagt, wobei lediglich der durch die Schwerkraft vorgegebene Druck des Wärmeleitungsfluids zu beachten sein könnte. Der den Heizkörper 10 bildende Behälter, der bevorzugt aus Kunststoff gefertigt sein kann, kann beliebig geformt und gefärbt sein, da die heutige Kunststoffertigungstechnologie enorme Spielräume zuläßt. Die Heizleitung 12, 14 im Inneren der erfindungsgemäßen Heiz­ vorrichtung 10 kann beliebig und ästhetisch ausgebildet sein, da ihr nur technische Funktionen zukommen. Die Heizleitung 12, 14 kann in entsprechende Ausnehmungen bzw. Muffen oder dergleichen an dem Heizkörper der Heizvorrichtung 10 eingepreßt, eingeklebt oder dergleichen sein, so daß das Wärmeleitungsfluid nicht aus dem Heizkörper der Heizvorrichtung 10 heraustropfen kann.

Wird das Volumen des Heizfluids innerhalb der erfindungsgemäßen Heizvorrichtung 10 klein gehalten, so kann trotz einer eventuell nicht ganz vorteilhaften Wärmelei­ tungseigenschaft des Kunststoffes, aus dem der Heizkörper gefertigt ist, eine schnelle Reaktion garantiert werden, so daß die erfindungsgemäße Heizvorrichtung auch gute Regelungsmöglichkeiten zur Verfügung stellt.

Die in Fig. 1 dargestellte Heizvorrichtung kann insbesondere aus Kunststoff auch insofern verwirklicht werden, als diese mit einer Widerstandsheizung oder der gleichen ausbildbar ist, um daraus einen relativ leichten aber mobilen elektrisch beheizbaren Heizkörper auf einem Transportmittel, etwa Rollen zu machen.

Die in Fig. 2 dargestellte zweite Ausführungsform 10' gemäß der vorliegenden Erfindung ist ebenfalls mit einer Heizleitung 12 ausgebildet, die sich zwischen dem Vorlauf 22 und dem Rücklauf 24 der Heizvorrichtung 10', die ebenfalls bevorzugt aus Kunststoff hergestellt ist, erstreckt.

Die erfindungsgemäß ausgebildete Ausführungsform 10' weist mechanische Stabilisie­ rungen 23 bzw. Abstandshalter 23 auf, die zum einen die Vorderwand gegenüber der Hinterwand der Heizvorrichtung 10' abstützen, was zu verbesserten mechanischen Eigenschaften der erfindungsgemäß ausgebildeten Ausführungsform 10' führt und andererseits dazu herangezogen werden kann, um die Heizleitung 12 in ihrem Verlauf durch die Heizvorrichtung 10' zu halten und damit zu stabilisieren.

Aus dem Schnitt B-B ist zu erkennen, daß die Stabilisierungseinrichtungen 23 sich über den gesamten Zwischenraum zwischen der Front- und der Rückplatte der erfindungsgemäßen Heizvorrichtung 10' erstrecken.

Hier wie auch bei der Ausführungsform gemäß Fig. 1 kann die Heizleitung 12, 14 vollkommen dicht ausgebildet sein oder aber kann eine gewisse Leckrate, d. h. einen Masseaustausch zwischen dem Heizfluid und dem Wärmeleitungsfluid zulassen, wobei jedoch die beiden Fluide miteinander übereinstimmen sollten, und das Heiz­ fluid wenigstens im wesentlichen druckfrei sein sollte.

Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 3 enthält der Heizkörper der Heizvorrichtung 10'' ein Heizregister 25 für das Heizfluid, vorzugsweise Heizwasser. Das Heizregister 25, das bevorzugt aus Kunststoff ausgebildet sein kann, wird durch stabilisierende Rippen in einem Kunststoffgehäuse 26 der Heizvorrichtung 10'' gehalten, wobei in dem Kunststoffgehäuse 26 ein Wärmeaustauschfluid enthalten sein kann.

Andererseits ist es auch möglich, daß das Heizregister 25 auf seiner Vorder- und seiner Rückseite einfach durch Kunststoffplatten, Aluminium oder Stahlplatten oder dergleichen abgedeckt ist und als Heizfluid die zwischen den Platten befindliche Luft als Transportmedium für die Wärme des in dem Heizregister 25 beförderten Heiz­ fluids eingesetzt wird.

Die in Fig. 4 dargestellte Ausführungsform 10''' einer erfindungsgemäß ausge­ bildeten Heizvorrichtung, die insbesondere aus Kunststoff gefertigt ist, umfaßt einen Leitungsmechanismus für eine Heizleitung 12, die sich dadurch ergibt, daß innerhalb des Heizkörpers dieser Ausführungsform 10''' eine Führung des Heizmediums über zwei im Abstand zueinander verlegte Drähte 12a bewirkt wird. Dabei kann sich ein Austausch zwischen dem in dem Heizkörper befindlichen Wärmeleitungsfluid und dem zwischen den Drähten strömenden Heizfluid ergeben, so daß hier bevorzugt für beide Fluide die gleiche Flüssigkeit, etwa Wasser mit oder ohne Zusätzen, verwendet werden sollte.

Bei den Ausführungsformen gemäß den Fig. 1 bis 3 ist es möglich, ein eventuell aggressives Heizfluid, wie es z. B. in Fernheizungsnetzen vorkommt, von dem Heizkörper fernzuhalten. Insofern ist es hier möglich, den Heizkörper aus billigem Blech bzw. Kunststoff zu fertigen, während die relativ kostengünstige und kaum materialaufwendige Heizleitung 12 aus einem hochwertigen Material ausgebildet sein kann, das Korrosion und anderen Angriffen problemlos widerstehen kann. Natürlich kann auch in diesem Fall der Heizkörper aus Kunststoff ausgebildet sein, da die Heizleitung den Druck, der über ein Fernheizungsnetz in Heizkörper eingebracht werden kann, von dem eigentlichen Heizkörper abkoppelt.

Die in der Fig. 5 dargestellte Ausführungsform läßt sich besonders einfach und mit geringem Aufwand herstellen. Insofern sie aus Kunststoff gefertigt ist, können den Heizkörper der Heizvorrichtung 10a unterteilende Platten 28 vorgesehen werden, um eine Zwangsführung für das Heizfluid zu bilden. Diese Platten 28 können beispiels­ weise aus Blech gefertigt sein und zwischen die Hälften bzw. die Wände der Heizvor­ richtung 10a eingesetzt werden. Andererseits können diese Platten 28, die auch eine Schlangenlinienform oder eine beliebige andere Form aufweisen können, bei der Verwendung von Kunststoff sogleich einstückig mit den Bestandteilen der Heizvor­ richtung 10a hergestellt werden. Am oberen und unteren Ende der Platten 28 sind jeweils abwechselnd oben Freiräume 28a oder unten Freiräume 28b vorgesehen, um das Heizmedium in einen benachbarten Gang hinüberströmen zu lassen.

Die Platten 28, insbesondere Blechstreifen oder Kunststoffplatten dienen dabei zugleich auch als Distanzhalter zwischen den großflächigen Wandungen der Heizvor­ richtungen 10''' und 10a und verleihen diesen zusätzliche mechanische Stabilität.

Die aufgezeigten Heizvorrichtungen 10''' sowie 10a sollten Entlüftungseinrichtungen aufweisen und die Heizkörper dieser Heizvorrichtungen sollten flüssigkeitsdicht sein.

Die dargestellten Heizvorrichtungen gemäß den Fig. 4 und 5 ermöglichen eine besonders schmale Bauweise, wobei derartig ausgebildete Heizvorrichtungen aufgrund ihres geringen Volumens relativ schnell und gut regelbar sind.

Die in der Fig. 6 dargestellte Ausführungsform stimmt in wesentlichen Punkten mit der Ausführungsform in Fig. 1 überein. Abweichend von der Ausführungsform gemäß Fig. 1 weist die Ausführungsform 10b gemäß Fig. 6 jedoch eine anders verlaufende Heizleitung 12 auf. Zudem ist in dieser Heizvorrichtung 10b ein Wärme­ leitungsfluid 30 bis zu einer relativ niedrigen Befüllungslinie 18 enthalten, wobei dieses Wärmeleitungsfluid 30 einen relativ niedrigen Dampfdruck hat. Der niedrige Dampfdruck sorgt dafür, daß das Wärmeleitungsfluid verdampft wird und sich innerhalb des Heizkörpers der Heizvorrichtung 10b niederschlägt, und somit einen Wärmetransport zur Verfügung stellt. Dabei ist die Erwärmung dieser Art von Heizvorrichtung 10b besonders gleichmäßig, da die Kondensation immer bevorzugt an den kältesten Stellen der Heizvorrichtung 10b stattfinden wird.

Insofern Wasser als Wärmeleitungsfluid verwendet wird, muß innerhalb der Heizein­ richtung 10b ein Unterdruck vorhanden sein, um die Siedetemperatur des Wassers herabzusetzen. Entsprechend kann auch mit anderen Wärmeleitungsfluiden verfahren werden.

Auch bei dieser Ausführungsform ist das Heizfluid von dem Wärmeleitungsfluid vollkommen entkoppelt und das Heizfluid kann mit hohen Drücken beaufschlagt sein, während das Wärmeleitungsfluid und damit der Heizkörper der Heizvorrichtung 10b selbst praktisch druckfrei verbleibt. Durch die Einflechtung eines Phasenübergangs beim Wärmetransport lassen sich zusätzliche Wärmemengen transportieren, so daß diese Art von Heizvorrichtung 10b besonders effektiv eingesetzt werden kann.

Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 6, wie auch bei der Ausführungsform gemäß Fig. 1, ergibt sich darüber hinaus der Vorteil, daß eine Entlüftung der Heizleitung 12 bzw. 12, 14 unmittelbar in die angebundene Heizanlage, beispielsweise Zentralhei­ zungsanlage oder Fernheizungsanlage, ermöglicht wird.

Die Ausführungsformen 10c, 10d gemäß den Fig. 7 und 8 sind prinzipiell Spielarten der Ausführungsformen gemäß den Fig. 1 und 6. Dabei ist der Verlauf der Heizlei­ tung 12 abgewandelt worden, um verschiedene Heizleitungskonfigurationen und Anordnungen des Vor- und des Rücklaufes 22, 24 vor Augen zu führen.

In diesen Fällen ist das Wärmeleitungsfluid wiederum bis zu einem relativ hohen Befüllungsstand 18 vorhanden. Jedoch kann wenigstens bei der Ausführungsform gemäß Fig. 8 auch eine Befüllung vorgenommen werden, wie sie aus Fig. 6 ersicht­ lich ist.

Die in der Fig. 9 dargestellte Ausführungsform 10e ist mit der Ausführungsform gemäß Fig. 5 vergleichbar. Dabei sind jedoch in den einzelnen Strömungsräumen Konvektionskamine 32 eingeformt worden, was insbesondere dann sehr wohl möglich ist, wenn der Heizkörper in einer entsprechenden Heizvorrichtung 10e mit Kunststoff beispielsweise durch Strangpressen hergestellt wird. Dabei wird, um das Heizmedium von einem Heizleitungsabschnitt in den anderen Heizleitungsabschnitt der Heizleitung 12 überzuleiten, ein Verbindungsbereich 34 entweder am oberen oder aber am unteren Ende eines jeweiligen Konvektionskamins 32 vorgesehen. Die zu erwärmende Umgebungsluft kann dabei sowohl an den Außenflächen des Heizkörpers gemäß der Heizvorrichtung 10e, wie auch durch die Konvektionskamine 32 aufsteigen.

Die Ausführungsform gemäß Fig. 9 kann auch als mobiler Heizkörper etwa mit einer elektrischen Widerstandsheizung ausgebildet sein, wobei die Konvektionskamine 32 einen geringeren Durchmesser haben können bzw. die Quererstreckung des Heizkör­ pers der Heizvorrichtung 10e größer sein kann.

Die Konvektionskamine 32 können nicht nur einen runden Querschnitt aufweisen, sondern können auch ovale, elliptische, reckteckige, schlitzförmige oder sonstwie ausgebildete Querschnitte haben, was für heutige Kunststofformungstechnologien ohne weiteres im Bereich des möglichen liegt.

Die Ausführungsform 10f gemäß Fig. 10 zeigt ebenfalls eine bevorzugt aus Kunst­ stoff herstellbare Heizvorrichtung, bei der registerartig angeordnete Heizleitungen 12 zwischen einem oberen Verteilerrohr 25a und einem unteren Verteilerrohr 25b angeordnet sind und der gesamte Heizkörper der Heizvorrichtung 12f Konvektions­ kamine bzw. -schächte 32 zur Verfügung stellt, die mit Heizwasser im wesentlichen umgeben werden können, so daß sich ein besonders effektiver Austausch von Wärme mit der Umgebung ergibt.

Die Ausführungsform gemäß Fig. 11 zeigt lediglich eine Heizplatte einer Heizvor­ richtung 10g, an der Konvektionserstreckungen angebracht sind. Diese können beispielsweise durch Reibschweißen oder andere Verbindungstechniken angebracht werden. Die Konvektionserstreckungen 40 bzw. Konvektionsstifte oder -rippen können beispielsweise dadurch hergestellt werden, daß in ein Blech Formen einge­ stanzt werden, die sich aufrichten, wenn nach dem Einstanzen der Form in Längser­ streckungsrichtung an dem Blech gezogen wird. Derartige mit aufgestellten Konvek­ tionserstreckungen versehene Bleche können an der Heizplatte angebracht werden, um die Wärmeabstrahlungseigenschaften bzw. Konvektionseigenschaften eines beliebigen Heizkörpers, etwa eines Heizkörpers gemäß den Fig. 1 bis 10 und gemäß der Fig. 12, zu verbessern.

Bei der Heizvorrichtung 10h gemäß Fig. 12 ist ein Zusatzheizabschnitt 13 vor­ gesehen, der an die Heizleitung 12 angesetzt ist. Im vorliegenden Fall ist der Zu­ satzheizabschnitt 13 parallel mit der Heizleitung 12 an dem Vorlauf und dem Rück­ lauf 22, 24 angeschlossen.

Ein zusätzlicher Konvektionskörper 13a an dem Zusatzheizabschnitt 13 kann die Wärmeabgabeleistung des Zusatzheizabschnitts 13 weiter erhöhen. Ein derartiger Zusatzheizabschnitt 13 kann an jede der voranstehend erläuterten Ausführungsformen gemäß der Erfindung zu- und wegschaltbar angeschlossen werden, um höhere Lei­ stungsanforderungen bewältigen können als diese ohne den Zusatzheizabschnitt bewältigt werden können.

Durch die Ausbildung gemäß Fig. 12 kann unter Ausklammerung des Zusatzheiz­ abschnitts 13 eine angenehme Strahlungswärme bereitgestellt werden, während zur Bewältigung von Leistungsspitzen der Zusatzheizabschnitt als Konvektionsteil bevor­ zugt automatisch mit in den Kreislauf einbezogen werden kann, um den zeitweise zusätzlich abzudeckenden Wärmebedarf zu bewältigen.

Die erfindungsgemäß ausgebildete Heizvorrichtung 10h gemäß Fig. 12 ist ansonsten nur teilweise abgebildet, d. h. während die Vorderwand 34 der entsprechend ausge­ bildeten Heizvorrichtung dargestellt wird, ist die Rückwand weggelassen worden, wobei sich zwischen der Vorderwand 34 und der Rückwand der Ausführungsform 10h ein Wärmeleitungsfluid befinden kann. Die Heizleitung 12 kann wiederum dicht und gegenüber hohen Drücken widerstandsfähig ausgebildet sein, wie dies insbeson­ dere gemäß den Fig. 1 und 6 der Fall ist.

Festzuhalten bleibt, daß der erfindungsgemäße Heizkörper, insofern er aus Kunststoff ausgebildet wird, erhebliche Designspielräume mit sich bringt und der Kostenaufwand einer entsprechend ausgebildeten erfindungsgemäßen Heizvorrichtung gegenüber Heizvorrichtungen nach dem Stand der Technik ganz wesentlich verringert ist.

Insbesondere verringert sich der Kostenaufwand, wenn eine erfindungsgemäße Heizvorrichtung zur Einbindung in ein Fernwärmenetz herangezogen wird, egal ob der Heizkörper selbst aus Kunststoff oder einem Blech, etwa Stahlblech, ausgebildet ist.

Zur Herstellung der Heizvorrichtungen gemäß der vorliegenden Erfindung können aber vorteilhaft auch andere Techniken eingesetzt werden.

So ist es möglich einen Heizkörper mit oder ohne Heizregister, bzw. komplizierterem Heizregister auch mittels einer Stahlblastechnik bzw. einer Metall- oder konkreten Aluminiumblastechnik herzustellen.

Bei der Aluminiumblastechnik werden zwei Aluminiumbleche mittels einer Lot­ schicht, bevorzugt einer durchgehenden Lotschicht, miteinander verbunden. Das Alu-Lot-Alu-Sandwich wird in eine Form gelegt, die die Außenkontouren des herzustel­ lenden Heizkörpers in sich birgt. Die Form weist in der Regel zwei zusammenführ­ bare Hälften auf, zwischen denen das Sandwich zu liegen kommt. Die Hälften der Form werden mit hohem Druck zusammengepreßt und das Lot wird durch eine entsprechende Wärmezufuhr verflüssigt. Anschließend wird mit einer Injektionsnadel eine der Aluminiumplatten durchstochen und durch die Injektionsnadel wird ein Gas unter hohem Druck zwischen die beiden Aluminiumplatten geleitet, wo das ver­ flüssigte Lot keinen weiteren Widerstand entgegenzusetzen vermag. Die Aluminium­ platten werden sodann verformt, bis sie sich an die Form angelegt haben, und somit die Form eines Heizkörpers angenommen haben.

Daraufhin wird der Heizkörper abgekühlt und das Lot zwischen den Aluminium­ platten erhärtet. Die Formhälften können nun den Heizkörper freigeben, da er nunmehr ohne äußere Hilfe selbsttragend und stabil ist.

Entsprechend ist es auch möglich beispielsweise ein zusätzliches Stahlrohr oder dergleichen zwischen die Aluminiumplatten einzubringen, das dann beim Herstellungs- bzw. Aufblasprozeß simultan in den Heizkörper mit eingebunden werden kann.

Es dürfte jedoch zu bevorzugen sein, sämtliche Leitungen, Anschlüsse und/oder dergleichen gleich durch den Aufblasprozeß einzubringen.

Dieses Herstellungsverfähren läßt sich prinzipiell mit sämtlichen Metallen, Metall­ verbindungen und Kunststoffen durchführen, wobei zwischen zwei Kunststoffplatten oder einer Metall- und einer Kunststoffplatte beispielsweise ein Schmelzkleber vorgesehen sein kann.

Claims (37)

1. Heizvorrichtung für Heizanlagen mit einem Vorlauf und einem Rücklauf, mit wenigstens einem Heizkörper mit mindestens einem Hohlraum, dadurch gekenn­ zeichnet, daß zwischen dem Vorlauf und dem Rücklauf eine Heizleitung verläuft, durch die ein Heizfluid hindurchfließen kann, wobei in dem mindestens einen Hohl­ raum ein Wärmeleitungsfluid enthalten ist.

2. Heizvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizlei­ tung (12, 14) als Rohr ausbildbar ist.

3. Heizvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizlei­ tung als Profilierung (28, 12a, 12) an den Bestandteilen des Heizkörpers innen vorgesehen ist.

4. Heizvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Heizkör­ per bzw. dessen Hohlraum durch wenigstens zwei insbesondere hälftige Bestandteile aufgebaut ist, die die Profilierung bzw. Profilierungen (12, 12a, 28, 14) aufweisen, die spätestens durch Zusammenfügen der Bestandteile die Heizleitung bzw. Heizlei­ tungen bilden.

5. Heizvorrichtung nach einem der Ansprüche 3 oder 4, dadurch gekennzeich­ net, daß die Profilierung(en) als Blech-

(28) oder Drahtanordnung (12a) oder dergleichen zwischen dem Vor- und dem Rücklauf (22, 24) erstreckt ist.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizleitung in der Form wenigstens einer Heizschlange, vorzugsweise mehrerer Heizschlangen (12) vorgesehen ist.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizleitung den Heizkörper bzw. dessen Hohlraum derart durchzieht, daß wenig­ stens eine Konvektionsbewegung des Wärmeleitungsfluids begünstigt wird.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizleitung in der Form vorgesehen ist, daß sich wenigstens zwei Konvektionszirkulationen des Wärmeleitungsfluids ergeben, wobei im unteren Bereich des Heizkörpers bzw. dem Hohlraum eine längserstreckte Schlaufe (12) vorhanden ist, wobei im wesentlichen in der Mitte des Heizkörpers eine sich vertikal erstreckende Schlaufe (14) vom unteren Bereich zu oberen Bereich des Heizkörpers erstreckt ist.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß sich an den lateralen Endbereichen des Heizkörpers bzw. dessen Hohlraum vertikal erstreckte Schlaufen (14) der Heizleitung befinden.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß über den Heizkörper lateral verteilt mehrere vertikal erstreckte Schlaufen (14) in vorgebbaren Abständen vorgesehen sind.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizleitung (12, 14) in der Form eines Heizleitungsregisters (25) vorgesehen ist.

12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens der Heizkörper aus Kunststoff hergestellt ist.

13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizleitung (12, 14) eine Leckrate aufweist.

14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizleitung (12, 14) bis zu einem hohen Innendruck dicht ist.

15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12 oder 14, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Heizkörper eine Undichtigkeit aufweist und vorzugsweise ohne Innendruck des Wärmeleitungsfluids betreibbar ist.

16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizleitung (12, 14) bzw. das Heizleitungsregister aus Kunststoff ist und vorzugsweise stranggepreßt ist.

17. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß der Heizkörper aus wenigstens zwei Bestandteilen (vorzugsweise Hälften) ist, die bevorzugt im wesentlichen aus Kunststoff bestehen und dichtend zusammenfügbar sind, wobei Vor- und Rücklauf-Einleitungen bzw. -Anschlüsse an den Bestandteilen mit angeformt sind oder mit eingesetzt werden.

18. Vorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Vor- und Rücklaufanschlüsse eingegossen, eingeklebt, eingeschweißt, eingelötet, eingepreßt oder dergleichen werden.

19. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Heizkörper bzw. dem Heizleitungsregister Konvektionsschächte für die Umgebungsluft enthalten sind.

20. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß an wenigstens einem Bestandteil der Heizvorrichtung bzw. des Heizkörpers ein Konvektionskörper vorzugsweise mit einem oder mehreren Konvektionsschächten (32) vorgesehen ist.

21. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß der Heizkörper durch wenigstens zwei, vorzugsweise in Längsrichtung des Heizkörpers erstreckte Metallbleche beschränkt bzw. verstärkt ist, wobei der Heiz­ körper insbesondere aus einem Leitungsregister ausgebildet ist.

22. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß der Heizkörper, insbesondere in Kunststoff gefertigt, an seiner Innenseite Ver­ stärkungsabschnitte (23) aufweist.

23. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 22, dadurch gekennzeichnet, daß der Heizkörper einen Zusatzheizabschnitt (13, 13a) umfaßt, der parallel oder in Reihe mit der Heizleitung anschließbar ist.

24. Vorrichtung nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß der Zusatzheiz­ abschnitt (13, 13a) zu- und wegschaltbar ist.

25. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 23 oder 24, dadurch gekennzeichnet, daß der Zusatzheizabschnitt (13, 13a) auf einen Konvektionskörper aufsetzbar ist bzw. in diesem eingepreßt, eingelötet oder dergleichen ist.

26. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 25, dadurch gekennzeichnet, daß der Heizkörper bzw. dessen Hohlraum zu einem Bruchteil mit Wärmeleitungs­ fluid, insbesondere mit niedrigem Dampfdruck, gefüllt ist.

27. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bzw. 6 bis 26, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Heizleitung (12) von einem Wärmeleitkörper (16) umgeben ist.

28. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 27, dadurch gekennzeichnet, daß das Wärmeleitungsfluid ein Gas, vorzugsweise Luft, ist.

29. Heizvorrichtung, insbesondere für Heizanlagen, mit einem Hohlkörper für ein Heizfluid, dadurch gekennzeichnet, daß der Hohlkörper bzw. Heizkörper aus Kunststoff ist.

30. Heizvorrichtung nach Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet, daß ein Vorlauf- und ein Rücklaufanschluß vorgesehen sind.

31. Heizvorrichtung nach Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet, daß eine elektrische Heizeinrichtung, insbesondere elektrische Widerstandsheizeinrichtung, vorgesehen ist.

32. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 29 bis 31, dadurch gekennzeichnet, daß der Heizkörper Konvektionsschächte bzw. Konvektionskörper oder dergleichen für Umgebungsluft aufweist.

33. Vorrichtung nach Anspruch 32, dadurch gekennzeichnet, daß die Konvek­ tionsschächte oben und/oder unten, insbesondere abwechselnd oben und unten, einen Fortsetzungsabschnitt aufweisen, der benachbarte Bereiche der Heizleitung des Hohlkörpers bzw. des Heizkörpers, die durch die Konvektionsschächte getrennt sind, miteinander verbindet.

34. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 29 bis 33, dadurch gekennzeichnet, daß die Konvektionsschächte innen in der Heizvorrichtung liegen.

35. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 29 bis 34, dadurch gekennzeichnet, daß das Heizfluid eine Flüssigkeit ist.

36. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 35, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizvorrichtung eine Öffnung (20) bevorzugt am oberen Bereich aufweist und die Flüssigkeitsbefüllung des Heizkörpers bzw. Hohlraums unterhalb dieser Öffnung endet.