DE19921144B4 - Heizkörper - Google Patents

Abstract

Heizkörper (1) mit mindestens zwei Wärme abgebenden parallel verlaufenden Platten (2) und mindestens zwei zwischen den Platten (2) klemmend befestigten Konvektorblechen (3), wobei zwischen zwei mäanderförmig verlaufenden Konvektorblechen (3) ein parallel zu den Platten (2) verlaufender Fixierstreifen (29) angeordnet ist, der formschlüssig mit daran angrenzenden und senkrecht hierzu verlaufenden Randstreifen (28) der Konvektorbleche (3) verbunden ist.

Description

• Die Erfindung betrifft einen Heizkörper mit mindestens zwei Wärme abgebenden Platten und mindestens zwei zwischen den Platten klemmend befestigten Konvektorblechen.
• Hierzu ähnliche Heizkörper sind weitverbreitet und beispielsweise aus der DE 85 02 780 U1 , der DE 88 02 017 U1 und der DE 93 20 444 U1 bekannt.
• In der DE 85 02 780 U1 ist ein Heizkörper mit zwei Platten bzw. Paneelen beschrieben, die jeweils aus zwei wellenförmig gebogenen und miteinander verschweißten Blechen zusammengesetzt sind. Die Platten schließen senkrecht verlaufende Kanäle ein, die von heißem Wasser durchströmt werden können.
• Auf den erhabenen Abschnitten der Platten ist jeweils ein Konvektor befestigt, der aus Blech besteht und ebenfalls wellenförmig gebogen ist, wobei der Abstand der Erhebungen mit dem bei den Platten übereinstimmt. Die Verbindung zwischen Konvektor und Platte wird durch Punktschweißverbindungen hergestellt.
• Eine vom Prinzip her übereinstimmende Konstruktion offenbart auch die DE 88 02 017 U1 . Dort sind die nach außen gewandten Bleche der Platten glattflächig ausgeführt. Die Verbindung zwischen den Wellen bzw. zickzackförmigen Konvektorblechen und den Erhebungen der jeweils nach innen gewandten wellenförmigen Bleche der Platten erfolgt wiederum durch Punktverschweißung.
• Aus der DE 93 20 444 U1 ist noch ein Heizkörper mit nur einer Platte und einem ebenfalls damit durch Punktverschweißung verbundenen mäanderförmigen Konvektorblechs bekannt.
• Diesen Heizkörpern haftet jedoch der Nachteil an, dass der Wärmeübergang von der Platte auf den Konvektor aufgrund der Punktschweißverbindung nicht optimal ist. Es lässt sich nämlich nicht sicherstellen, dass die zwischen den Schweißpunkten gelegenen Abschnitte des Konvektorblechs vollständig an der Platte anliegen. Bereits geringste Luftzwischenräume, die auch nach einer Lackierung des Heizkörpers unter Umständen noch vorhanden sind, beeinträchtigen den Wärmeübergang im Vergleich mit einer vollflächigen direkten Anlage nicht unerheblich.
• Ein weiterer Nachteil der Schweißverbindung zwischen Konvektor und Platte ist darin zu sehen, dass aufgrund der unlösbaren Verbindung ein nachträglicher Austausch der Konvektorbleche oder eine nachträgliche Zufügung eines weiteren Konvektorblechs nicht möglich ist.
• Eine derartige Variationsmöglichkeit ist jedoch deshalb anzustreben, weil es beispielsweise auf Basis ein und desselben Grundkonzepts, zum Beispiel zwei parallele Platten, durchaus üblich ist, einen Heizkörper mit einander zugewandten Konvektorblechen an jeweils einer Platte, alternativ hierzu einen Heizkörper mit lediglich einem dieser Konvektorbleche an einer Platte oder einen Heizkörper entweder mit einem oder zwei Konvektorblechen, die jedoch eine gegenüber der Platte verringerte Höhe aufweisen, anzubieten. Auf diese Weise können bei identischen Außenabmessungen der Heizkörper unterschiedliche Heizleistungen realisiert werden, da der konvektive Anteil des Wärmeübergangs je nach Ausgestaltung der Konvektorbleche variiert werden kann.
• Bei den aus dem Stand der Technik bekannten Schweißverbindungen sind sämtliche der drei bzw. vier vorgenannten Heizkörpervarianten getrennt herzustellen und als Fertigteile zu lagern, da die Endbehandlung, d. h. beispielsweise Pulverbeschichtung, immer erst nach der Schweißbearbeitung erfolgen kann. Auf diese Weise ergibt sich bei den bekannten Heizkörpern ein großer Raumbedarf für die Lagerhaltung unterschiedlicher Typen.
• Aus der DE 198 15 131 A1 sind sowohl Konvektionskörper bekannt, die über herkömmliches Löten oder Schweißen an den Heizplatten befestigt sind, als auch diverse Arten unterschiedlich geformter Absorptions- bzw. Konvektionskörper, die durch Einsecken zwischen zwei Heizplatten oder Stecken hinter einer Heizplatte mit dem Heizkörper verbunden werden können. Allerdings wird in dem vorgenannten Dokument nichts über die genaue Art der klemmenden Befestigung dieser Körper ausgesagt.
• Die DE 39 17 278 A1 offenbart unterschiedliche Gestaltungen von Konvektoren für mehrlagige Plattenheizkörper, mit denen die Bautiefe ohne Verminderung der Heizleistung reduziert werden kann. Hierzu wird von dem Prinzip Gebrauch gemacht, dass eine Verbesserung des Leistungsgewichts dadurch erreicht werden kann, dass senkrechte Kamine, die beim Auflegen der Konvektoren auf die Heizplatte entstehen, ein oder mehrmals durchbrochen werden. Die Verbindung der Konvektoren mit einer der Heizplatten kann durch eine Klemmverbindung erfolgen, wobei auch aus der DE 39 17 278 A1 die genaue Art der Klemmverbindung nicht hervorgeht.
• Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Heizkörper bereitzustellen der zum einen die Reduzierung des erforderlichen Lagerraums für die Bereitstellung unterschiedlicher Heizkörpertypen, die auf der derselben Grundanordnung der Platten basieren, erlaubt und der zum anderen eine einfache und zuverlässige Befestigung der Konvektorbleche ermöglicht.
• Ausgehend von einem Heizkörper der eingangs beschriebenen Art, wird diese Aufgabe erfindungsgemäß durch einen Heizkörper mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
• Die klemmende Befestigung des Konvektors erübrigt jegliche Schweißverbindung und sorgt bei einer flächenhaften Anpassung der miteinander in Kontakt tretenden Bereiche der Platte und des Konvektors für eine vollflächige Anlage der beiden vorgenannten Bauteile. Der Wärmeübergang kann auf diese Weise gegenüber einer Schweißverbindung deutlich gesteigert werden, da isolierende Luftschichten nicht mehr vorkommen. Auch Verwerfungen, wie sie beispielsweise durch die thermische Belastung des dünnen Blechmaterials beim Schweißen auftreten, sind bei dem erfindungsgemäßen Heizkörper nicht zu befürchten. Ferner entfallen die Kosten für die Schweißverbindung sowie der damit in Verbindung stehende operative Aufwand.
• Die erfindungsgemäße Klemmverbindung erlaubt des weiteren, dass sowohl die Platte als auch der Konvektor hinsichtlich ihrer Oberfläche endbehandelt, z. B. pulverbeschichtet, sind, da sowohl die Klemmverbindung als auch der Wärmeübergang durch die bereits vorhandene Beschichtung nicht gestört werden und auch Beschädigungen der Oberfläche nicht zu befürchten sind.
• Auch lässt sich mit dem Heizkörper gemäß der Erfindung der benötigte Lagerraum reduzieren, da Heizplatten und unterschiedliche damit kombinierbare Konvektoren nach ihrer jeweiligen Endbehandlung separat und unabhängig voneinander gelagert werden können. Je nach Bedarf lassen sich aus diesen wenigen Grundelementen sodann unterschiedliche Konvektortypen mit unterschiedlichen Leistungen durch einfache Klemmmontage der Konvektoren erzielen. Mit dem verringerten Lagerraum lässt sich aber auch die insgesamt eingelagerte Menge der Produkte bzw. Bauteile reduzieren, so dass die durch die Lagerhaltung bedingte Kapitalbindung verringert wird.
• Dadurch, dass zwischen zwei parallel zueinander und zu den Platten verlaufendenden mäanderförmigen Konvektorblechen ein parallel zu den Platten verlaufender Fixierstreifen angeordnet ist, der formschlüssig mit daran angrenzenden und senkrecht hierzu verlaufenden Randstreifen der Konvektorbleche verbunden ist, wird eine dauerhafte Fixierung der Teilung der gegenüberliegenden Konvektorbleche geschaffen.
• Hierdurch wird nämlich erreicht, dass die Teilung, d. h. der Abstand zwischen aufeinanderfolgenden Erhebungen eines Konvektorbleches, dauerhaft festgelegt wird, so dass die Klemmkraft nicht durch eine Aufspreizung der Mäanderform nachlassen kann. Sinnvollerweise stützen sich einander zugewandte erhabene Abschnitte der gegenüberliegenden Konvektorbleche flächengleich aufeinander ab.
• Vorteilhafterweise besteht der Konvektor aus mindestens einem mäanderförmig gebogenen Konvektorblech, da dieses in Richtung senkrecht zu seiner Mittelebene eine sehr vorteilhafte Kraft-Weg-Kennung aufweist, die vergleichsweise große Verformungen im geklemmten Zustand erlaubt, so dass eine sichere Anlage in sämtlichen Kontaktbereichen gewährleistet werden kann.
• Gemäß einer Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Heizkörpers wird vorgeschlagen, dass das Konvektorblech aus Aluminium besteht. Aluminium zeichnet sich zum einen durch seine extrem gute Wärmeleitfähigkeit und zum anderen durch seine sehr geringe Dichte aus. Die erstgenannte Eigenschaft verbessert die konvektive Heizleistung des Heizkörpers und die zweitgenannte Eigenschaft führt zu einer spürbaren Gewichtsreduzierung des Heizkörpers, woraus sowohl geringe Transportkosten als auch ein angenehmeres Handling resultieren. Aluminium-Konvektoren ließen sich bisher bei den bekannten Heizkörpern nicht einsetzen, da eine Schweißverbindung zwischen den aus Stahl bestehenden Platten und Aluminium-Konvektoren nicht möglich ist.
• In Weiterbildung des Fixierprinzips wird vorgeschlagen, die Randstreifen mit Aussparungen zu versehen, in die Vorsprünge des Fixierstreifens eingreifen. Je nach der gewünschten Teilung des Konvektorblechs werden Fixierstreifen mit unterschiedlichen Abständen der Vorsprünge vorgesehen. Die Vorsprünge bestehen sinnvollerweise aus umgebogenen Abschnitten des Fixierstreifens.
• Eine optimale Klemmkraft wird erzielt, wenn das Konvektorblech in seiner Einbaustellung gegenüber seiner Ausgangsstellung in der Höhe um 0,5 mm bis 7 mm komprimiert ist.
• Ferner ist es besonders vorteilhaft, wenn Randstreifen des Konvektorblechs gegen seitliches Verschieben gesichert an den Platten anliegen.
• Die Erfindung wird nachfolgend anhand mehrerer Ausführungsbeispiele von Heizkörpern, die in der Zeichnung dargestellt sind, näher erläutert. Es zeigt:
• 1 eine perspektivische Ansicht eines aus zwei wasserführenden Platten und zwei dazwischen angeordneten mäanderförmigen Konvektorblechen bestehenden Heizkörpers;
• 2 eine Draufsicht auf den Heizkörper gemäß 1;
• 3 eine schematische Darstellung der Verformung eines Konvektorblechs;
• 4 die Verbindung zweier Konvektorbleche mittels eines Fixierstreifens;
• Der in den 1 und 2 gezeigte Heizkörper 1 dient einer besseren Anschaulichkeit. Der Heizkörper 1 besteht aus zwei von erhitztem Wasser durchströmbaren und zwei Blechen zusammengesetzten Platten 2 und zwei dazwischen angeordneten, aus Aluminium bestehenden Konvektorblechen 3. Die beiden Platten 2 sind jeweils in ihren Eckbereichen über insgesamt vier T-förmige Winkelstücke 4 miteinander verbunden. Während in der Regel zwei der freien Anschlüsse der Winkelstücke 4 verschlossen sind, erfolgt über die beiden anderen Winkelstücke einerseits der Einlauf des erhitzten Wassers und andererseits der Rücklauf des abgekühlten Wassers.
• Die beiden Konvektorbleche 3, die in einer vertikalen Mittellebene des Heizkörpers 1 aneinanderstoßen und spiegelbildlich zu dieser Ebene angeordnet sind, sind klemmend zwischen den beiden Platten 2 fixiert, so dass aufgrund der Verformbarkeit der dünnen Konvektorbleche 3 ein guter Kontakt zwischen diesen und den Platten 2 besteht.
• 3 veranschaulicht in schematischer Weise, wie – ausgehend von einer ausgezogen dargestellten Neutralstellung eines Konvektorblechs 3 – dessen im wesentlichen geradlinige Form in einem Mittelbereich 24 infolge des Kompressionsdrucks in eine gestrichelt gezeichnete bauchige Form überführt wird. Hierdurch wird eine Verminderung der Höhe des Konvektorblechs 23 um den Betrag 25 herbeigeführt.
• Bei der umformtechnischen Herstellung der Konvektorbleche 3 weisen diese eine Krümmung zu den Kontaktbereichen mit der Platte auf. Um zu erreichen, dass die Konvektorbleche 3 sowohl an den an die Platten anstoßenden Randbereichen und den Kontaktbereichen mit dem jeweils gegenüberliegenden Konvektorblech in jeweils zwei zueinander parallelen Ebenen liegen als auch alle Randstreifen 28 denselben Abstand voneinander aufweisen, wird – wie in 4 dargestellt – mindestens ein Fixierstreifen 29 verwendet, der formschlüssig mit dem daran angrenzenden und senkrecht hierzu verlaufenden Randstreifen 28 der Konvektorbleche 3 verbunden ist.
• Die Herstellung des Formschlusses erfolgt in der Weise, dass die Randstreifen 28 mit in der Zeichnung nicht dargestellten Aussparungen versehen sind, in die äquidistant zueinander angeordnete und sich beidseitig des Fixierstreifens erstreckende Vorsprünge 30 nach Art von Fixierstiften oder einer Verzahnung eingreifen. An den Enden erfolgt die Sicherung der Konvektorbleche 3 an dem Fixierstreifen mit Hilfe einer Klammer 31.

Claims (6)

1. Heizkörper (1) mit mindestens zwei Wärme abgebenden parallel verlaufenden Platten (2) und mindestens zwei zwischen den Platten (2) klemmend befestigten Konvektorblechen (3), wobei zwischen zwei mäanderförmig verlaufenden Konvektorblechen (3) ein parallel zu den Platten (2) verlaufender Fixierstreifen (29) angeordnet ist, der formschlüssig mit daran angrenzenden und senkrecht hierzu verlaufenden Randstreifen (28) der Konvektorbleche (3) verbunden ist.
2. Heizkörper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Konvektor aus mindestens einem mäanderförmig gebogenen Konvektorblech (3) besteht.
3. Heizkörper nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Konvektorblech (3) aus Aluminium besteht.
4. Heizkörper nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Randstreifen (28) mit Aussparungen versehen sind, in die Vorsprünge (30) des Fixierstreifens (29) eingreifen.
5. Heizkörper nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Konvektorblech (3) in seiner Einbaustellung gegenüber seiner Ausgangsstellung in der Höhe um 0,5 mm bis 7 mm komprimiert ist.
6. Heizkörper nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, das Randstreifen (28) des Konvektorblechs (3) gegen seitliches Verschieben gesichert an den Platten (2) anliegen.