DE202009007148U1

DE202009007148U1 - Plattenheizkörper

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Publication number: DE202009007148U1
Application number: DE202009007148U
Authority: DE
Original assignee: CARADON HEATING EUROP BV; CARADON HEATING EUROPE BV
Current assignee: Caradon Stelrad BV
Priority date: 2009-05-18
Filing date: 2009-05-18
Publication date: 2010-10-14
Anticipated expiration: 2019-05-19
Also published as: EP2256426B1; PL2256426T3; EP2256426A2; EP2256426A3

Abstract

Plattenheizkörper (1) mit mindestens einer aus zwei Halbschalen (4) verbundenen Heizplatte (2), wobei zwischen den Halbschalen (4) ein oberer Sammelkanal (13), parallel zu dem oberen Sammelkanal (13) ein unterer Sammelkanal (15) und den oberen Sammelkanal (13) und den unteren Sammelkanal (15) verbindende Heizkanäle (12, 13, 16) für ein Heizmittel ausgebildet sind, und mit einer an dem oberen Sammelkanal (13) ausgebildeten Entlüftungsöffnung der Heizplatte (2), sowie mit einem Abstandhalter (11, 30) zwischen den Halbschalen (4) an der Entlüftungsöffnung, der den oberen Sammelkanal (13) in einen vor dem Abstandhalter (11, 30) angeordneten vorderen Bereich (V) und einen hinter dem Abstandhalter (11, 30) angeordneten hinteren Bereich (H) teilt, und der einen Durchflussquerschnitt aufweist, durch den beim Entlüften des Plattenheizkörpers (1) Luft aus dem vorderen Bereich (V) in den Abstandhalter (11, 30) und aus diesem durch die Entlüftungsöffnung aus der Heizplatte (2) oder in die umgekehrte Richtung strömt, wobei der Abstandhalter ein Durchströmen des...

Description

Die Erfindung betrifft einen Plattenheizkörper mit mindestens einer aus zwei Halbschalen verbundenen Heizplatte, wobei zwischen den Halbschalen ein oberer Sammelkanal, parallel zu dem oberen Sammelkanal ein unterer Sammelkanal und den oberen Sammelkanal und den unteren Sammelkanal verbindende Heizkanäle für ein Heizmittel ausgebildet sind, und mit einer an dem oberen Sammelkanal ausgebildeten Entlüftungsöffnung der Heizplatte, sowie mit einem Abstandhalter zwischen den Halbschalen an der Entlüftungsöffnung, der den oberen Sammelkanal in einen vor dem Abstandhalter angeordneten vorderen Bereich und einen hinter dem Abstandhalter angeordneten hinteren Bereich teilt, und der einen Durchflussquerschnitt aufweist, durch den beim Entlüften des Plattenheizkörpers Luft aus dem vorderen Bereich in den Abstandhalter und aus diesem durch die Entlüftungsöffnung aus der Heizplatte strömt, wobei der Abstandhalter ein Durchströmen des Heizmittels zwischen dem hinteren Bereich (H) und der Entlüftungsöffnung verhindert.
Die Halbschalen derartiger Plattenheizkörper werden typischer Weise aus Stahlblech tiefgezogen und im Wesentlichen unter Tolerierung der hierbei entstehenden Abweichungen von der Idealform zusammengefügt und verschweißt. Vor dem Zusammenfügen werden in die Heizplatte Abstandhalter dort in die Sammelkanäle eingefügt, wo diese Heizmittelanschluss- und Entlüftungsöffnungen aufweist, auf die im weiteren Verlauf der Herstellung des Plattenheizkörpers Heizmittel- beziehungsweise Entlüftungsrohre aufgeschweißt werden. Die Abstandhalter können hierbei gleichfalls mit den Halbschalen verschweißt werden, um so sowohl beim Schweißen als auch an dem fertigen Plattenheizkörper die Form des Sammelkanals und der Heizplatte an der Verbindungsstelle zu stabilisieren. Meist sind die Abstandhalter jedoch nur lose eingelegt.
Um Varianten – und damit sowohl Lagerbedarf als auch Fehlermöglichkeiten bei Herstellung und Installation – zu vermeiden, werden bei solchen Plattenheizkörpern mit mehreren Heizplatten in dem oberen Sammelkanal identische Abstandhalter in spiegelbildlicher Anordnung an beiden Öffnungen eingesetzt. Durch den Abstandhalter an der Heizmittelanschlussöffnung strömt im Betrieb eines solchen Plattenheizkörpers das Heizmittel aus dem vorderen Bereich des Sammelkanals durch den Durchflussquerschnitt zu der Heizmittelanschlussöffnung oder – je nach Strömungskonzept des Plattenheizkörpers – umgekehrt von der Heizmittelanschlussöffnung durch den Durchflussquerschnitt in den Sammelkanal, während der Abstandhalter zu dem hinteren Bereich für das Heizmittel verschlossen ist. Durch den Abstandhalter an der Entlüftungsöffnung strömt beim Entlüften des Plattenheizkörpers – bei der Erstbefüllung oder im Rahmen einer Wartung des Plattenheizkörpers – Luft aus dem vorderen Bereich des Sammelkanals durch den Durchflussquerschnitt zu der Entlüftungsöffnung. Die Wege von Heizmittel (bei regulärem Betrieb) und Luft (beim Entlüften) stimmen insoweit überein.
Derartige Plattenheizkörper und verschiedene Formen von Abstandhaltern sind allgemein, beispielsweise aus der AT 411 493 B bekannt. In den bekannten Plattenheizkörpern werden die Abstandhalter in dem oberen Sammelkanal so eingebaut, dass zwischen dem äußeren Umfang des Abstandhalters und den Innenseiten der Halbschalen jeweils zwei in etwa dreiecksförmige Durchlassquerschnitte des Sammelkanals offen bleiben. Beim Entlüften des bekannten Plattenheizkörpers strömt Luft aus dem hinteren Bereich des Sammelkanals – zu dem die Abstandhalter verschlossen sind – an dem Abstandhalter vorbei in den vorderen Bereich und von dort durch den Durchflussquerschnitt zu der Entlüftungsöffnung der Heizplatte.
Der – aufgrund der Symmetrie der Heizplatte – um den Abstandhalter an der Heizmittelanschlussöffnung nicht vollständig verschlossene obere Sammelkanal vermindert jedoch den Wirkungsgrad des bekannten Plattenheizkörpers: Leckageströme des Heizmittels, das durch den Durchflussquerschnitt des Abstandhalters gezielt in den vorderen Bereich geleitet werden sollte, umfließen den Abstandhalter und gelangen in den hinteren Bereich des oberen Sammelkanals.
Aufgabe
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Wirkungsgrad des Plattenheizkörpers zu verbessern.
Lösung
Ausgehend von den bekannten Plattenheizkörpern wird nach der Erfindung vorgeschlagen, dass der Abstandhalter den oberen Sammelkanal in der Strömungsrichtung dicht ausfüllt und eine gegenüber dem Durchflussquerschnitt kleinere Entlüftungsbohrung aufweist, durch die beim Entlüften des Plattenheizkörpers Luft aus dem hinteren Bereich entgegen einer Strömungsrichtung der Luft aus dem vorderen Bereich in den Abstandhalter strömt. In einem erfindungsgemäßen Plattenheizkörper sind nennenswerte Leckageströme des Heizmittels um den Abstandhalter wirksam vermieden.
Bevorzugt verhindert in einem erfindungsgemäßen Plattenheizkörper die Entlüftungsbohrung ein Durchströmen des Heizmittels im Betrieb des Plattenheizkörpers. So ist jeder Leckagestrom des Heizmittels in den hinteren Bereich des oberen Sammelkanals vermieden. Die hohe Oberflächenspannung des üblicher Weise als Heizmittel verwendeten Wassers erlaubt in Verbindung mit dessen gegenüber Luft größere Viskosität unterschiedliche allgemein bekannte Gestaltungen der Entlüftungsbohrung, die ein Durchströmen wirksam vermeiden. Während des Entlüftens gelangt die Luft aus den zwei Bereichen auf zwei verschiedene Wege in den Durchflussquerschnitt des Abstandhalters und von dort zum Entlüftungsventil.
Vorzugsweise weist in einem erfindungsgemäßen Plattenheizkörper der Abstandhalter mindestens ein den oberen Sammelkanal dichtendes Polymerdichtmittel auf. Ein solcher Abstandhalter dichtet auch ohne aufwändige Vorbereitung der Montagestelle den oberen Sammelkanal zuverlässig und dauerhaft ab.
In einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung weist an einem erfindungsgemäßen Plattenheizkörper die Heizplatte an einem der Entlüftungsöffnung abgewandten Ende des oberen Sammelkanals eine Heizmittelanschlussöffnung und an dieser zwischen den Halbschalen einen mit dem Abstandhalter identischen weiteren Abstandhalter in gegenüber dem Abstandhalter spiegelbildlicher Anordnung auf. Ein solcher symmetrischer Plattenheizkörper erlaubt eine Verminderung der Variantenzahl und damit einen reduzierten Lagerbedarf der Heizplatten für die Herstellung des erfindungsgemäßen Plattenheizkörpers.
Ausführungsbeispiel
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen erläutert. Es zeigen
1 eine Seitenansicht eines erfindungsgemäßen Plattenheizkörpers,
2 einen Schnitt einer ersten erfindungsgemäßen Heizplatte,
3a und b zwei Details des Schnittes der erfindungsgemäßen Heizplatte,
4a bis d vier Ansichten eines ersten erfindungsgemäßen Abstandhalters
5 eine Explosionsdarstellung des ersten Abstandhalters,
6a bis d vier Ansichten eines zweiten erfindungsgemäßen Abstandhalters,
7 eine Explosionsdarstellung des zweiten Abstandhalters,
8a und b zwei Schnitte des zweiten Abstandhalters und
9 ein Detail eines Schnitts einer zweiten erfindungsgemäßen Heizplatte.
Der in 1 gezeigte erfindungsgemäße Plattenheizkörper 1 weist drei Heizplatten 2, 3 auf. Die Heizplatten 2, 3 sind aus je zwei Halbschalen 4 aus durch Tiefziehen profiliertem Stahlblech und an Heizmittelanschlussöffnungen mit Heizmittelrohren 5 verschweißt. Das Heizmittel wird dem Plattenheizkörper 1 durch den Zulauf 6 (an einer unteren, mittigen Verteilergarnitur) zugeführt, durchläuft zunächst die Frontplatte 2 und danach die beiden rückwärtigen Heizplatten 3 und wird durch den Ablauf 7 (an der unteren Verteilergarnitur) aus dem Plattenheizkörper 1 abgeleitet. Die Heizmittelanschlussöffnungen und das Heizmittel sind nicht dargestellt.
Die in 2 im Schnitt dargestellte erfindungsgemäße Heizplatte 2 ist die Frontplatte des Plattenheizkörpers 1. Am Zulauf 6 weist die Heizplatte 2 einen nur aus einem metallischen, aus Stahl gefertigten Stützbereich 8 bestehenden Abstandhalter 9 auf, an der Oberseite 10 des Plattenheizkörpers 1 wird das Heizmittel durch zwei identische, symmetrisch angeordnete erfindungsgemäße Abstandhalter 11 abgeleitet, von denen einer in den 3a und 3b in zwei Detailschnitten durch die Heizplatte 2 und in den 4a bis 4d und 5 einzeln in verschiedenen Ansichten in dargestellt ist.
Der erfindungsgemäße Abstandhalter 11 teilt den oberen Sammelkanal 13 in einen vorderen Bereich V vor und einen hinteren Bereich H hinter dem Abstandhalter 11. Ausgehend von dem Abstandhalter 9 am Zulauf 6 strömt das Heizmittel im Wesentlichen zunächst aufwärts durch einen zentralen Heizkanal 12 in den oberen Sammelkanal 13, von diesem abwärts durch mehrere Heizkanäle 14 in den unteren Sammelkanal 15 und schließlich wieder aufwärts durch zwei periphere Heizkanäle 16 und durch die erfindungsgemäßen Abstandhalter 11 in die rückwärtigen Heizplatten.
Der erfindungsgemäße Abstandhalter 11 weist einen aus einem Stahlrohrabschnitt umgeformten Stützbereich 17 auf und ein den Stützbereich 17 umschließendes, ringförmig spritzgegossenes Polymerdichtmittel 18 aus einem Silikonelastomer.
Der Stützbereich 17 weist einen zylinderförmigen Mantel 19, zwei kreisringförmige Stützschultern 20 und in diesen jeweils eine Bohrung 21 auf. Der Mantel 19 weist eine im Wesentlichen rechteckige Durchflussöffnung 22 mit 13 × 5 mm Querschnitt für das Heizmittel und dieser gegenüber eine kleine Entlüftungsbohrung 23 mit 2 mm Durchmesser auf. Vorzugsweise sollte der Durchmesser der Entlüftungsbohrung zwischen 1,5 mm und 2,5 mm betragen.
Das Polymerdichtmittel 18 weist eine kreiszylindrische Innenfläche 24 mit einem leichten Untermaß gegenüber dem Mantel 19 des Stützbereichs 17 auf. Das Polymerdichtmittel 18 weist einen rechteckigen Querschnitt mit außen leicht gefassten Kanten 25 und zwei einander gegenüber liegenden, spitz zulaufenden Dichtelementen 26 auf. An dem Polymerdichtmittel 18 sind Durchbrüche 27 über der Durchflussöffnung 22 und über der Entlüftungsbohrung 23 des Stützbereichs 17 ausgebildet. In dem in den 3a und 3b dargestellten eingebauten Zustand verschließen die Dichtelemente 26 des Polymerdichtmittels 18 zwei Abschnitte 28 eines Durchlassquerschnitts 29 zwischen dem oberen Sammelkanal 13 und dem peripheren Heizkanal 16. Dies geschieht dadurch, dass der Abstandhalter 11 zusammen mit dem Dichtmittel 18 den Querschnitt des Sammelkanals 13 zwischen dem letzten und dem vorletzten Heizkanal 16 versperrt.
Anstelle des ersten Abstandhalters 11 kann der in den 6a bis 6d und 7 in verschiedenen Ansichten und in den 8a und 8b in zwei Schnitten dargestellte weitere erfindungsgemäße Abstandhalter 30 wie in 9 im eingebauten Zustand dargestellt in einer erfindungsgemäßen Heizplatte 31 eines nicht weiter dargestellten erfindungsgemäßen Plattenheizkörpers zum Einsatz kommen.
Der zweite Abstandhalter 30 weist einen anderen, aus einem Stahlrohrabschnitt umgeformten Stützbereich 32 auf und ein in zwei getrennten, keilförmigen Dichtelementen 33 spritzgegossenes Polymerdichtmittel 34 aus einem Silikonelastomer.
Der Stützbereich 32 weist im Wesentlichen die Maße des Stützbereiches 17 des ersten erfindungsgemäßen Abstandhalters 11 auf. Der Mantel 35 des Stützbereichs 32 weist zwei kreisförmige Durchflussöffnungen 36 von 6 mm Durchmesser für das Heizmittel und dieser gegenüber eine kleine Entlüftungsbohrung 37 auf. Außerdem ist der Stützbereich 32 mit zwei gegenüber liegenden rechteckigen Rastöffnungen 38 mit einem angepassten Querschnitt für die Dichtelemente 33 versehen.
Die Dichtelemente 33 weisen jeweils eine leicht kreiszylindrisch gekrümmte Innenfläche 39 und einen Halteabschnitt in Form eines Rastnippels 40 zum Verbinden mit dem Stützbereich 32 auf. In dem in 9 dargestellten eingebauten Zustand verschließen die Dichtelemente 33 des Polymerdichtmittels 34 wiederum zwei Abschnitte 41 eines Durchlassquerschnitts 42 zwischen dem oberen Sammelkanal und dem peripheren Heizkanal der erfindungsgemäßen Heizplatte 31.
Im Betrieb des erfindungsgemäßen Plattenheizkörpers 1 strömt das flüssige Heizmittel ausschließlich durch den Durchflussquerschnitt des Durchbruchs 27 des ersten Abstandhalters 11 oder durch die Durchflussöffnungen 36 des zweiten Abstandhalters 30. Unter den vorherrschenden Druckverhältnissen verhindert die Oberflächenspannung bzw. größere Viskosität des Heizmittels ein Durchströmen der jeweiligen Entlüftungsbohrungen 23, 37.
Die Entlüftungsbohrungen 23, 37 treten nur beim Entlüften sowohl beim erstmaligen Befüllen, als auch in der Wartung des erfindungsgemäßen Plattenheizkörpers 1 in Funktion: In dem peripheren Heizkanal 16 angesammelte Luft entweicht über den vorderen Bereich V des oberen Sammelkanals 13 durch den Durchbruch 27 des ersten Abstandhalters 11 oder die Durchflussöffnungen 36 des zweiten Abstandhalters 30. In dem hinteren Bereich H des oberen Sammelkanals 13 angesammelte Luft entweicht über die jeweilige Entlüftungsbohrung 23, 37.

1: Plattenheizkörper
2: Heizplatte
3: Heizplatte
4: Halbschale
5: Heizmittelrohr
6: Zulauf
7: Ablauf
8: Stützbereich
9: Abstandhalter
10: Oberseite
11: Abstandhalter
12: Heizkanal
13: oberer Sammelkanal
14: Heizkanal
15: unterer Sammelkanal
16: Heizkanal
17: Stützbereich
18: Polymerdichtmittel
19: Mantel
20: Stützschulter
21: Bohrung
22: Durchflussöffnung
23: Entlüftungsbohrung
24: Innenfläche
25: Kante
26: Dichtelement
27: Durchbruch
28: Abschnitt
29: Durchlassquerschnitt
30: Abstandhalter
31: Heizplatte
32: Stützbereich
33: Dichtelement
34: Polymerdichtmittel
35: Mantel
36: Durchflussöffnung
37: Entlüftungsbohrung
38: Rastöffnungen
39: Innenfläche
40: Rastnippel
41: Abschnitt
42: Durchlassquerschnitt
S: Stützfläche
I: Innenfläche
V: vorderer Bereich
H: hinterer Bereich

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

- AT 411493 B [0004]

Claims

Plattenheizkörper (1) mit mindestens einer aus zwei Halbschalen (4) verbundenen Heizplatte (2), wobei zwischen den Halbschalen (4) ein oberer Sammelkanal (13), parallel zu dem oberen Sammelkanal (13) ein unterer Sammelkanal (15) und den oberen Sammelkanal (13) und den unteren Sammelkanal (15) verbindende Heizkanäle (12, 13, 16) für ein Heizmittel ausgebildet sind, und mit einer an dem oberen Sammelkanal (13) ausgebildeten Entlüftungsöffnung der Heizplatte (2), sowie mit einem Abstandhalter (11, 30) zwischen den Halbschalen (4) an der Entlüftungsöffnung, der den oberen Sammelkanal (13) in einen vor dem Abstandhalter (11, 30) angeordneten vorderen Bereich (V) und einen hinter dem Abstandhalter (11, 30) angeordneten hinteren Bereich (H) teilt, und der einen Durchflussquerschnitt aufweist, durch den beim Entlüften des Plattenheizkörpers (1) Luft aus dem vorderen Bereich (V) in den Abstandhalter (11, 30) und aus diesem durch die Entlüftungsöffnung aus der Heizplatte (2) oder in die umgekehrte Richtung strömt, wobei der Abstandhalter ein Durchströmen des Heizmittels zwischen dem hinteren Bereich (H) und der Entlüftungsöffnung im Wesentlichen verhindert, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstandhalter (11, 30) den oberen Sammelkanal (13) in der Strömungsrichtung dicht ausfüllt und eine gegenüber dem Durchflussquerschnitt kleinere Entlüftungsbohrung (23, 37) aufweist, durch die beim Entlüften des Plattenheizkörpers (1) Luft aus dem hinteren Bereich (H) entgegen einer Strömungsrichtung der Luft aus dem vorderen Bereich (V) in den Abstandhalter (11, 30) strömt.
Plattenheizkörper (1) nach dem vorgenannten Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Entlüftungsbohrung (23, 27) ein Durchströmen des Heizmittels im Betrieb des Plattenheizkörpers (1) im Wesentlichen verhindert.
Plattenheizkörper (1) nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstandhalter (11, 30) mindestens ein den oberen Sammelkanal (13) dichtendes Polymerdichtmittel (18, 34) aufweist.
Plattenheizkörper (1) nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Heizplatte (2) an einem der Entlüftungsöffnung abgewandten Ende des oberen Sammelkanals (13) eine Heizmittelanschlussöffnung und an dieser zwischen den Halbschalen (4) einen mit dem Abstandhalter (11, 30) identischen weiteren Abstandhalter (11, 30) in gegenüber dem Abstandhalter (11, 30) spiegelbildlicher Anordnung aufweist.