DE19716603A1 - Widerstandsheizelement mit reduziertem Magnetfeld - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Heizkörper von Widerstandsheizungen, wie sie durch die Beschreibung des Patentanspruches 1 angegeben sind.

Aus dem Stand der Technik sind Rohrheizkörper aus Kupfer oder Edelstahlrohr bekannt, in deren Innerem sich ein mit elektrischem Strom zu speisender, metallischer Heizdraht befindet. Dieser gegebenenfalls bis zum Glühen zu bringende Heizdraht ist gegenüber dem Metall des erwähnten Rohres elektrisch mit Hilfe von Siliziumdioxid, Magnesiumdioxid und dergleichen isoliert. Das heißt das Metall des erwähnten Rohres selbst führt keinen Strom.

Ferner sind Heizkörper mit Kaltleitermaterial bekannt, welche eine selbstregelnde Heizwirkung aufweisen (DE 33 30 259 A1, DE 32 13 143 A1). Das Kaltleitermaterial ist dort in einer metallischen Hülle gekapselt. Der eigentliche Heizstrom fließt dort von einem Innenleiter mit niedrigem Widerstand radial durch das Kaltleitermaterial zum geerdeten Außenleiter. Hierbei stellen Innenleiter und Außenleiter lediglich Anschlußleitungen und keine Heizwiderstände dar.

Ferner gibt es zahlreiche Widerstandheizungen, bei denen ein Heizdraht auf eine Fläche (Heckscheibenheizung) aufgeklebt oder gedampft -, beziehungsweise auf einen Körper aufgewickelt ist (Föhn, elektr. Raumheizgeräte).

Allen diesen Ausführungen ist gemein, daß das mit einem elektrischen Strom zwangsweise verbundene Magnetfeld nicht durch den Heizkörper selbst neutralisiert wird. Die neuere Forschung zeigt jedoch in zunehmendem Maße Gesundheitsrisiken auf, die mit der Exposition von Menschen in Magnetfeldern verbunden sind. So empfiehlt die Verbraucherzentrale NRW beispielsweise gänzlich auf den Gebrauch elektrisch beheizter Wärmedecken zu verzichten.

Die vorliegende Erfindung kompensiert durch die Verwendung eines koaxialen Leitersystems die Entstehung der Magnetfelder.

Fig. 1 zeigt ein koaxiales Heizelement. Dieses besteht aus dem Innenleiter 4 und dem Außenleiter 5. Innenleiter und Außenleiter sind am Ende des Heizelements miteinander elektrisch leitend verbunden. Ansonsten ist der Innenleiter gegen den Außenleiter isoliert. Die Heizspannungsversorgung 3 wird an der Klemme 1 an den Innenleiter 4 und an der Klemme 2 an den Außenleiter 5 angeschlossen. Der Innenleiter führt denselben Strom, wie der Außenleiter, aufgrund der unterschiedlichen Richtungen heben sich die Magnetfelder aber gegenseitig auf.

Zur Entwicklung der Heizwirkung weisen entweder der Innenleiter oder der Außenleiter oder beide einen entsprechenden elektrischen Widerstand auf. Wegen des besseren Wärmeübergangs mag es oft vorteilhaft sein, den Außenleiter als eigentliches Heizelement auszuführen. Andererseits bietet ein niederohmiger Außenleiter den Vorteil, daß man ihn im Bedarfsfall nicht so aufwendig isolieren muß. Sowohl bei der Herstellung des oben beschriebenen Heizelementes, wie auch bei der Kapselung dieses Elementes in eine zusätzliche geerdete Hülle kann auf die bestehende Technik zur Herstellung von Rohrheizkörpern zurückgegriffen werden.

Fig. 2 zeigt eine Ausführung, bei der das Heizelement mit einer geerdeten Hülle 8 umgeben ist. Die Hülle ist durch die Zwischenlage 7 vom Rückleiter isoliert.

Bei gebogenen Heizkörpern ist die Kompensation des magnetischen Feldes nicht mehr zu 100% gegeben. Durch eine exzentrische Position des Innenleiters kann dieser Effekt jedoch vermindert werden.

Die Erfindung beschränkt sich nicht nur auf koaxiale Zylinder, sondern bezieht sich auf alle Anordnungen, bei denen ein Heizelement aus sich ummantelnden Hin- und Rückleitern aufgehaut ist. Aufgrund der Symmetrie bei koaxialen Zylindern ist dort aber auch eine frequenzunabhängige Kompensation des Magnetfeldes gegeben. Bei anderen Querschnittsformen kann das Feld oft aufgrund von Stromverdrängungseffekten nur für eine bestimmte Frequenz kompensiert werden.

Claims (9)

1. Widerstandsheizelement, dadurch gekennzeichnet, daß ein Innenleiter von einem Außenleiter ummantelt wird, beide den gleichen Strom führen und mindestens einer der beiden Leiter als Heizwiderstand ausgeführt ist.

2. Widerstandsheizelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Außenleiter nach Anspruch 1 den Innenieiter konzentrisch ummantelt.

3. Widerstandsheizelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Innenleiter und Außenleiter konzentrische Zylinder sind.

4. Widerstandsheizelement nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Rückleiter zusätzlich mit einer Isolierschicht ummantelt wird.

5. Widerstandsheizelement, nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Isolierschicht zusätzlich mit einer geerdeten Hülle umgeben wird.

6. Haushaltsgerät, dadurch gekennzeichnet, daß ein Heizelement nach einem der vorgenannten Ansprüche verwendet wird.

7. Wärmedecke und Heizkissen, dadurch gekennzeichnet, daß ein Heizelement nach einem der vorgenannten Ansprüche verwendet wird.

8. Raumheizung, dadurch gekennzeichnet, daß ein Heizelement nach einem der vorgenannten Ansprüche verwendet wird.

9. Fußbodenheizung, dadurch gekennzeichnet, daß ein Heizelement nach einem der vorgenannten Ansprüche verwendet wird.