DE202011050181U1

DE202011050181U1 - Heizmodul und Heizkörpervorrichtung

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Publication number: DE202011050181U1
Application number: DE202011050181U
Authority: DE
Original assignee: EVO ELEKTROHEIZUNGEN GmbH
Current assignee: EVO ELEKTROHEIZUNGEN GmbH
Priority date: 2011-05-18
Filing date: 2011-05-18
Publication date: 2012-08-20
Anticipated expiration: 2021-05-19

Abstract

Heizmodul (100) zum Erzeugen von Wärme aus elektrischer Energie, welches mindestens zwei Heizelemente (12) umfasst, die im montierten Zustand des Heizmoduls (100) übereinander angeordnet sind, so dass das Heizmodul (100) mindestens ein oberes Heizelement (102o) und mindestens ein unter dem oberen Heizelement (102o) angeordnetes unteres Heizelement (102u) umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine untere Heizelement (102u) eine größere Wärmeabgabeleistung aufweist als das mindestens eine obere Heizelement (102o).

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Heizmodul zum Erzeugen von Wärme aus elektrischer Energie, welches mindestens zwei Heizelemente umfasst, die im montierten Zustand des Heizmoduls übereinander angeordnet sind, so dass das Heizmodul mindestens ein oberes Heizelement und mindestens ein unter dem oberen Heizelement angeordnetes unteres Heizelement umfasst.
Zwei übereinander angeordnete Heizelemente sind beispielsweise aus der DE 20 2005 016 770 U1 bekannt und finden insbesondere in Heizkörpervorrichtungen, insbesondere in Elektroheizkörpern, Anwendung.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Heizmodul bereitzustellen, welches eine gleichmäßige und effiziente Wärmeabgabe ermöglicht.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass bei einem Heizmodul der eingangs genannten Art das mindestens eine untere Heizelement eine größere Wärmeabgabeleistung aufweist als das mindestens eine obere Heizelement.
Dadurch, dass das mindestens eine untere Heizelement eine größere Wärmeabgabeleistung aufweist als das mindestens eine obere Heizelement, kann im Betrieb des Heizmoduls eine Temperaturdifferenz zwischen dem mindestens einen unteren Heizelement und dem mindestens einen oberen Heizelement ausgeglichen werden. Eine solche Temperaturdifferenz entsteht insbesondere durch konvektive Luftströmungen entlang des Heizmoduls, wobei kühlere Luft an dem mindestens einen unteren Heizelement entlangstreicht, sich hierdurch erwärmt und erst anschließend das mindestens eine obere Heizelement passiert. Das mindestens eine untere Heizelement wird hierdurch somit stärker abgekühlt als das mindestens eine obere Heizelement, so dass sich ein Temperaturunterschied, insbesondere ein Temperaturgradient, an dem Heizmodul ausbildet.
Mittels der erfindungsgemäß größeren Wärmeabgabeleistung des mindestens einen unteren Heizelements kann dieser Temperaturgradient ausgeglichen werden, so dass das Heizmodul vorzugsweise über die gesamte Höhe im montierten Zustand eine im Wesentlichen gleichmäßige Temperatur aufweist.
Günstig kann es sein, wenn das mindestens eine untere Heizelement eine größere maximale elektrische Leistungsaufnahme aufweist als das mindestens eine obere Heizelement. Auf diese Weise kann die größere Wärmeabgabeleistung des mindestens einen unteren Heizelements besonders einfach realisiert werden.
Ferner kann es günstig sein, wenn das mindestens eine untere Heizelement eine größere durchschnittliche elektrische Leistungsaufnahme aufweist als das mindestens eine obere Heizelement. Insbesondere dann, wenn das mindestens eine obere Heizelement beispielsweise periodisch unterbrochen betrieben wird, so dass zwar die maximale elektrische Leistungsaufnahme des mindestens einen oberen Heizelements mit derjenigen des mindestens einen unteren Heizelements übereinstimmt und lediglich durch die gewählte Nutzungsart die Wärmeabgabeleistung des mindestens einen oberen Heizelements geringer ausfällt als diejenige des mindestens einen unteren Heizelements, kann trotz im Wesentlichen identischer Ausbildung des mindestens einen unteren Heizelements mit dem mindestens einen oberen Heizelement eine größere Wärmeabgabeleistung des mindestens einen unteren Heizelements gezielt eingestellt werden.
Bei einer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Heizmodul eine Steuereinrichtung umfasst, mittels welcher die jeweilige Wärmeabgabeleistung der mindestens zwei Heizelemente so steuerbar und/oder regelbar ist, dass das mindestens eine untere Heizelement eine größere Wärmeabgabeleistung aufweist als das mindestens eine obere Heizelement.
Vorteilhaft kann es sein, wenn mindestens ein Heizelement mit mindestens einem Wärmeleitelement versehen ist, welches die Wärmeleitfähigkeit des Heizelements erhöht. Ein solches Wärmeleitelement kann insbesondere in dem mindestens einen unteren Heizelement vorgesehen sein, so dass eine schnellere Wärmeübertragung von einem Heizwiderstand im Innern des mindestens einen unteren Heizelements zu dessen Oberfläche gewährleistet ist, was wiederum eine schnellere und somit größere Wärmeabgabe des mindestens einen unteren Heizelements zur Folge haben kann.
Alternativ oder ergänzend hierzu kann vorgesehen sein, dass mindestens ein Heizelement mit mindestens einem Wärmeblockierelement versehen ist, welches die Wärmeleitfähigkeit des Heizelements senkt. Insbesondere kann ein solches Wärmeblockierelement in mindestens einem oberen Heizelement vorgesehen sein, so dass hier eine geringere Wärmeabgabeleistung erzielt werden kann. Das mindestens eine Wärmeblockierelement kann ferner auch zu einer größeren Wärmespeicherkapazität des mindestens einen Heizelements führen.
Bei einer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass mindestens ein Heizelement einen Heizwiderstand aufweist, welcher von einem Wärmespeichermaterial umgeben ist. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass sämtliche Heizelemente des Heizmoduls einen Heizwiderstand aufweisen, welcher von einem Wärmespeichermaterial umgeben ist.
Günstig kann es sein, wenn das mindestens eine untere Heizelement mit Ausnehmungen versehen ist. Insbesondere können hierbei (Durchgangs-) Öffnungen, Pyramidenlöcher und/oder durchgängige Ausnehmungen vorgesehen sein. Auch hierdurch wird die Wärmeabgabeleistung des jeweiligen Heizelements beeinflusst.
Bei einer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass das mindestens eine untere Heizelement größer, insbesondere hinsichtlich seiner Oberfläche größer, ausgebildet ist als das mindestens eine obere Heizelement. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass das mindestens eine untere Heizelement im montierten Zustand des Heizmoduls in der Schwerkraftrichtung und/oder in mindestens einer Richtung senkrecht zur Schwerkraftrichtung eine größere Erstreckung aufweist als das mindestens eine obere Heizelement.
Vorteilhaft kann es sein, wenn das mindestens eine untere Heizelement eine größere Masse aufweist als das mindestens eine obere Heizelement. Auf diese Weise kann insbesondere bei der Verwendung einer größeren Menge von Wärmespeichermaterial für das mindestens eine untere Heizelement eine größere Wärmemenge in dem unteren Heizelement gespeichert werden, so dass insbesondere nach einem Abschalten der Heizwiderstände mittels des mindestens einen unteren Heizelements eine größere Wärmemenge abgegeben werden kann.
Das erfindungsgemäße Heizmodul eignet sich insbesondere zur Verwendung in einer Heizkörpervorrichtung, welche mindestens ein erfindungsgemäßes Heizmodul umfasst.
Die erfindungsgemäße Heizkörpervorrichtung weist vorzugsweise die vorstehend im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Heizmodul beschriebenen Merkmale und/oder Vorteile auf.
Bei einer Ausgestaltung der Heizkörpervorrichtung ist vorgesehen, dass die Heizkörpervorrichtung mindestens ein Wärmeabgabeelement umfasst, welches mindestens einem Heizmodul zugeordnet ist und auf welches die Wärme, welche mittels der mindestens zwei Heizelemente erzeugbar ist, übertragbar ist. Insbesondere kann hierbei vorgesehen sein, dass das mindestens eine Wärmeabgabeelement in direktem Kontakt mit den mindestens zwei Heizelementen des Heizmoduls steht.
Vorteilhaft kann es sein, wenn das mindestens eine Wärmeabgabeelement zumindest einen Abschnitt einer Außenwand der Heizkörpervorrichtung bildet. Auf diese Weise kann die mittels der Heizelemente erzeugte Wärme besonders effizient in Form von Wärmestrahlung abgegeben werden.
Die Heizkörpervorrichtung umfasst vorzugsweise mehrere Heizmodule, welche parallel zueinander geschaltet sind. Auf diese Weise kann eine besonders einfache und zuverlässige Steuerung der Heizmodule der Heizkörpervorrichtung erfolgen. Insbesondere kann hierdurch gewährleistet werden, dass selbst bei einem Ausfall eines oder mehrerer Heizmodule die übrigen Heizmodule noch immer betriebsbereit sind.
Alternativ oder ergänzend hierzu kann vorgesehen sein, dass mehrere Heizmodule in Reihe geschaltet sind.
Die Heizkörpervorrichtung umfasst ferner vorzugsweise mehrere Heizmodule, welche jeweils separat ansteuerbar sind. Auf diese Weise kann eine gezielte Beeinflussung der Temperatur einzelner Bereiche der Heizkörpervorrichtung erfolgen. Insbesondere kann beispielsweise dann, wenn die Heizkörpervorrichtung in einem Bereich unbeabsichtigt bedeckt wird und hierdurch ein hoher Wärmestau zu befürchten ist, eine gezielte, vorzugsweise automatische, Abschaltung der in diesem Bereich befindlichen Heizmodule erfolgen.
Ein Wärmestau, welcher möglicherweise sogar zu einem Brand führen könnte, wird hierdurch bereits im Keim unterbunden.
Bei einer bevorzugten Ausgestaltung eines erfindungsgemäßen Heizmoduls umfasst das Heizmodul zwei Heizelemente, wobei ein im montierten Zustand oberes Heizelement eine Heizleistung von beispielsweise ungefähr 400 Watt oder ungefähr 500 Watt aufweist. Die Heizleistung des im montierten Zustand des Heizmoduls unteren Heizelements beträgt dann vorzugsweise ungefähr 500 Watt bzw. ungefähr 650 Watt.
Jedes Heizmodul umfasst vorzugsweise einen separaten Temperaturwächter, mittels welchem die Temperaturen der Heizelemente überwachbar sind. Vorzugsweise ermöglicht der Temperaturwächter ferner eine Regelung der Heizelemente derart, dass das mindestens eine untere Heizelement eine größere Wärmeabgabeleistung aufweist als das mindestens eine obere Heizelement.
Insbesondere dann, wenn mittels des Heizmoduls eine im Betrieb desselben im Wesentlichen gleichmäßige Oberflächentemperatur erzielt wird, ist eine besonders vorteilhafte Wärmeabstrahlung möglich. Hierdurch kann ein Raum, welcher mittels des Heizmoduls zu beheizen ist, besonders angenehm beheizt werden.
Ferner können das erfindungsgemäße Heizmodul und/oder die erfindungsgemäße Heizkörpervorrichtung die nachfolgend beschriebenen Merkmale und/oder Vorteile aufweisen:
Ein Heizelement für eine Heizkörpervorrichtung umfasst vorzugsweise einen plattenförmigen Heizblock mit einer ersten Plattenseite und einer zweiten Plattenseite, wobei mindestens ein Heizwiderstand in dem Heizblock angeordnet ist.
Aus der EP 1 089 594 A2 ist ein Heizelement mit einem plattenförmigen Heizblock, in welchem ein Heizwiderstand eingebettet ist, bekannt, wobei der Heizblock aus einem Schamotte und Speckstein umfassenden Gemisch gebrannt ist.
Solche Heizelemente werden in einer Heizkörpervorrichtung eingesetzt. Durch Strombeaufschlagung des mindestens einen Heizwiderstands lässt sich der Heizblock aufheizen. In ihm lässt sich Wärme speichern, die an die Umgebung abgebbar ist.
Eine Heizkörpervorrichtung mit verbesserten Wärmeabgabeeigenschaften ist insbesondere dann erhältlich, wenn mindestens ein Wärmeleitelement in dem Heizblock angeordnet ist, welches sich von der ersten Plattenseite zur zweiten Plattenseite erstreckt.
Heizkörpervorrichtungen werden üblicherweise in der Nähe einer Wand positioniert. Insbesondere wenn die Wand gut isoliert ist, kann sich ein Wärmestau zwischen einer Rückseite der Heizkörpervorrichtung und der Wand ausbilden. Durch das mindestens eine Wärmeleitelement lässt sich eine Temperaturdifferenz zwischen einer Vorderseite der Heizkörpervorrichtung und einer Rückseite der Heizkörpervorrichtung schnell und automatisch ausgleichen. Dadurch lässt sich ein Wärmestau abbauen bzw. es lässt sich die Entstehung eines Wärmestaus von vornherein verhindern.
Ein automatischer Wärmeausgleich lässt sich insbesondere erreichen, ohne dass das Design der Heizkörpervorrichtung verändert werden muss. Durch die Ausbildung und Anordnung der Wärmeleitelemente lässt sich die Wärmeleitung zwischen der Heizkörperrückseite und der Heizkörpervorderseite definiert einstellen.
Bei einer fertigungstechnisch günstigen Ausführungsform ist das mindestens eine Wärmeleitelement ein Metallelement wie beispielsweise ein Kupferelement oder ein Eisenelement. Ein solches Metallelement lässt sich auf einfache Weise herstellen und auch auf einfache Weise an dem Heizblock anordnen.
Beispielsweise ist das mindestens eine Wärmeleitelement einstückig ausgebildet. Es kann beispielsweise vorgesehen sein, dass der Heizblock mit einer oder mehreren Ausnehmungen versehen wird, wobei das Wärmeleitelement dann in einer solchen Ausnehmung sitzt. Beispielsweise wird ein stabförmiges Wärmeleitelement hergestellt, welches nachträglich in eine Ausnehmung eingeschoben wird.
Günstig ist es, wenn das mindestens eine Wärmeleitelement quer und insbesondere senkrecht zur ersten Plattenseite orientiert ist. Dadurch lässt sich auf einfache Weise eine definierte Wärmeableitung von einer Heizkörpervorrichtung-Rückseite zu einer Heizkörpervorrichtung-Vorderseite erreichen.
Aus dem gleichen Grund ist es günstig, wenn das mindestens eine Wärmeleitelement quer und insbesondere senkrecht zur zweiten Plattenseite orientiert ist.
Günstig ist es auch, wenn das mindestens eine Wärmeleitelement quer und insbesondere senkrecht zu dem mindestens einen Heizwiderstand orientiert ist. Dadurch wird die Beheizung des Heizblocks durch den Heizwiderstand im Wesentlichen nicht behindert.
Günstig ist es, wenn eine endseitige erste Stirnfläche des mindestens einen Wärmeleitelements an der Oberfläche der ersten Plattenseite liegt. Dadurch ist ein optimaler Wärmetransport von der Rückseite der Heizkörpervorrichtung zur Vorderseite der Heizkörpervorrichtung gewährleistet und die Wärme kann dann auch an der Vorderseite der Heizkörpervorrichtung abgeführt werden.
Aus dem gleichen Grund ist es günstig, wenn eine endseitige zweite Stirnfläche des mindestens einen Wärmeleitelements an der Oberfläche der zweiten Plattenseite liegt.
Es kann vorgesehen sein, dass das mindestens eine Wärmeleitelement über seine Länge einen einheitlichen Querschnitt aufweist. Dadurch lassen sich Wärmeleitelemente auf einfache Weise herstellen und auf einfache Weise an dem Heizblock fixieren. Beispielsweise werden diese in entsprechende am Heizblock hergestellte Ausnehmungen eingeschoben. Ein Wärmeleitelement kann auch einen variierenden Querschnitt aufweisen; insbesondere können die endseitigen Stirnflächen unterschiedliche Querschnittsflächen aufweisen.
Günstigerweise ist das mindestens eine Wärmeleitelement zwischen Windungen des mindestens einen Heizwiderstands angeordnet. Dadurch muss die Windungsführung des Heizwiderstands in einem Heizblock nicht modifiziert werden.
Insbesondere sitzt das mindestens eine Wärmeleitelement in einer entsprechenden Ausnehmung des Heizblocks. Es ist dabei möglich, dass ein Wärmeleitelement als massives Bauteil hergestellt wird, welches nachträglich an einer solchen Ausnehmung fixiert wird. Es ist aber auch grundsätzlich möglich, dass eine solche Ausnehmung mit einem flüssigen Metall ausgegossen wird, welches dann nach dem Erstarren das Wärmeleitelement bildet.
Vorteilhaft ist es, wenn eine Mehrzahl von Wärmeleitelementen vorgesehen ist, wobei die Wärmeleitelemente verteilt angeordnet sind. Dadurch lässt sich über einen großen Flächenbereich eine Temperaturdifferenz zwischen der Rückseite der Heizkörpervorrichtung und der Vorderseite der Heizkörpervorrichtung abbauen bzw. es lässt sich deren Entstehung verhindern. Die Anordnung kann dabei an die Wärmeverhältnisse angepasst sein. Beispielsweise kann oben und unten an der Heizkörpervorrichtung (bezogen auf die Schwerkraftrichtung bei montierter Heizkörpervorrichtung) eine größere Anzahl an Wärmeleitelementen vorgesehen sein als in einem mittleren Bereich.
Es kann insbesondere vorgesehen sein, dass die Anzahl der Wärmeleitelemente in einer Längsrichtung der Heizelemente variiert. Dadurch lässt sich bei einer montierten Heizkörpervorrichtung, die eine oder mehrere solcher Heizelemente aufweist, eine Variation der Gesamtquerschnittsfläche von Wärmeleitelementen bezogen auf die Längsrichtung erreichen. Beispielsweise kann dadurch in einem oberen Bereich einer Heizkörpervorrichtung (in dem sich aufgrund von Konvektion ein Wärmestau ausbilden kann) Wärme schnell abgeführt werden. In einem unteren Bereich einer Heizkörpervorrichtung lässt sich, wenn eine entsprechende große Gesamtquerschnittsfläche von Wärmeleitelementen vorliegt, schnell Wärme aufnehmen. So lässt sich effektiv der Ausbildung eines Wärmestaus entgegenwirken.
Insbesondere nimmt die Anzahl der Wärmeleitelemente in der Längsrichtung ab. Dadurch lässt sich die Wärmeaufnahme bzw. Wärmeabgabe des Heizelements räumlich gesteuert einstellen. Es lassen sich Bereiche mit schneller Wärmeaufnahme und schneller Wärmeabgabe bereitstellen.
Günstig ist es, wenn die Wärmeleitelemente in Reihen angeordnet sind. Dadurch ergibt sich eine einfache Herstellbarkeit.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn unterschiedliche Reihen eine unterschiedliche Gesamtquerschnittsfläche von Wärmeleitelementen aufweisen. Dadurch lässt sich die Wärmeaufnahme bzw. Wärmeabgabe gezielt steuern. Durch die Luftkonvektion gibt es eine Vorzugsrichtung. Wenn ein Heizkörper an oder in der Nähe einer Wand montiert ist, kann die Luftkonvektion zwischen der Heizkörpervorrichtung und Wand zu einem Wärmestau führen. Es kann vorteilhaft sein, die Wärmeleitelemente in einem Heizelement so zu verteilen, dass in einem bezogen auf die Schwerkraftrichtung unteren Bereich eine schnelle Wärmeaufnahme eingestellt wird, indem dort mehr Wärmeleitelemente und/oder Wärmeleitelemente mit größerer Querschnittsfläche vorgesehen werden. Es kann ebenfalls günstig sein, wenn in einem oberen Bereich mehr Wärmeleitelemente und/oder Wärmeleitelemente mit einer größeren Anzahl vorgesehen werden, um dort eine schnellere Wärmeabgabe zu erreichen.
Insbesondere weist eine einer ersten Breitseite zugewandte Reihe eine größere Gesamtquerschnittsfläche von Wärmeleitelementen auf als eine Reihe, welche einer zweiten Breitseite zugewandt ist. Dadurch lässt sich räumlich die Wärmeabgabe bzw. Wärmeaufnahme gezielt einstellen.
Bei einer fertigungstechnisch einfachen Ausführungsform hat das mindestens eine Wärmeleitelement einen im Wesentlichen rechteckigen Querschnitt. Ein solches Wärmeleitelement lässt sich in einer Ausnehmung mit rechteckigem Querschnitt am Heizblock auf einfache Weise positionieren. Eine solche Ausnehmung wiederum lässt sich auf einfache Weise herstellen. Der rechteckige Querschnitt kann über die Länge des Wärmeleitelements einheitlich sein oder variieren.
Günstig ist es, wenn eine Gesamtquerschnittsfläche aller Wärmeleitelemente eines Heizelements mindestens 1 % der Gesamtfläche der ersten Plattenseite beträgt und vorzugsweise mindestens 2 % und ganz bevorzugterweise mindestens 3,5 % beträgt. Dadurch lässt sich ein Wärmestau an der Rückseite der Heizkörpervorrichtung zwischen der Heizkörpervorrichtung und einer Wand auf effektive Weise abbauen bzw. die Entstehung eines Wärmestaus lässt sich auf effektive Weise verhindern.
Es hat sich als günstig erwiesen, wenn eine Höhe des mindestens einen Wärmeleitelements mindestens 2 % und bevorzugterweise mindestens 3,5 % der entsprechenden Höhe des Heizblocks beträgt. Dadurch ergibt sich eine effektive Wärmeableitung zum Ausgleich von Temperaturdifferenzen.
Aus dem gleichen Grund ist es günstig, wenn eine Breite des mindestens einen Wärmeleitelements mindestens 5 % der entsprechenden Breite des Heizblocks beträgt.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist der Heizblock aus einem Schamotte und Speckstein umfassenden Gemisch gebrannt. Insbesondere ist eine Grundmasse des Gemisches aus ca. 50 % bis 70 % Schamotte und entsprechend ca. 50 % bis 30 % Bindeton zusammengesetzt. Der Gewichtsanteil des Specksteins im Gemisch liegt bei ca. 10 % bis 30 %, wobei der Speckstein dem Gemisch vorzugsweise als Granulat mit einer Körnergröße kleiner als ca. 3 mm beigemischt wird. Der entsprechende Heizblock weist eine hohe Wärmenachhaltigkeit auf. Entsprechende Heizblöcke sind in der EP 1 089 594 A2 beschrieben, auf die ausdrücklich Bezug genommen wird und deren Inhalt durch Bezugnahme zum Bestandteil dieser Beschreibung gemacht wird.
Die Heizkörpervorrichtung hat insbesondere vorteilhafte Wärmeeigenschaften, wenn mindestens ein Heizelement vorgesehen ist.
Die Heizkörpervorrichtung weist vorzugsweise die bereits im Zusammenhang mit dem Heizelement erläuterten Vorteile auf.
Insbesondere ist das mindestens eine Heizelement zwischen einem ersten metallischen Halteelement und einem zweiten metallischen Halteelement angeordnet. Durch die Halteelemente wird das mindestens eine Heizelement in Position gehalten. Durch die metallische Ausbildung und damit die gute Wärmeleitfähigkeit ist die Wärmeabgabe an die Umgebung optimiert.
Insbesondere berührt das mindestens eine Wärmeleitelement das erste metallische Halteelement und das zweite metallische Halteelement. Dadurch lassen sich effektiv Temperaturunterschiede ausgleichen.
Insbesondere weist die Heizkörpervorrichtung Lamellen auf, durch welche Konvektionsräume gebildet sind. Dadurch lässt sich effektiv Wärme über Luftkonvektion an die Umgebung abgeben.
Günstig ist es, wenn Heizelemente gegenüberliegend angeordnet sind und insbesondere paarweise gegenüberliegend angeordnet sind. Einem solchen Heizelemente-Paar kann jeweils ein eigener Temperaturwächter zugeordnet sein. Es ist beispielsweise dann auch möglich, mit gleich ausgebildeten Heizelementen eine Variabilität bezüglich der Wärmeleitelement-Anordnung zu erreichen; beispielsweise sind bei montierter Heizkörpervorrichtung bezogen auf die Schwerkraftrichtung in einem unteren Bereich mehr Wärmeleitelemente angeordnet bzw. weisen diese eine größere Querschnittsfläche auf als in einem oberen Bereich.
Günstig ist es, wenn bei montierter Heizkörpervorrichtung die Anzahl der Wärmeleitelemente bezogen auf die Schwerkraftrichtung unten und oben höher ist als in der Mitte. Dadurch lässt sich in einem unteren Bereich eine schnelle Wärmeaufnahme erreichen, um der Ausbildung eines Wärmestaus entgegenzuwirken. In einem oberen Bereich lässt sich eine schnelle Wärmeabgabe erreichen, um ebenfalls der Ausbildung eines Wärmestaus entgegenzuwirken.
Die nachfolgende Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen dient im Zusammenhang mit den Zeichnungen der näheren Erläuterung der Erfindung. Es zeigen:
1 eine schematische Teilperspektivansicht eines Ausführungsbeispiels einer Heizkörpervorrichtung;
2 eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels eines Heizelements;
3 eine Schnittansicht der Heizkörpervorrichtung aus 1 längs der Linie 3-3 in 1;
4 eine Schnittansicht der Heizkörpervorrichtung aus 1 längs der Linie 4-4 in 3;
5 eine vergrößerte Darstellung zweier Heizelemente der Heizkörpervorrichtung aus 3;
6 eine schematische Darstellung eines Schaltplans einer Heizkörpervorrichtung;
7 eine der 6 entsprechende schematische Darstellung eines Schaltplans einer alternativen Ausführungsform einer Heizkörpervorrichtung; und
8 eine der 6 entsprechende schematische Darstellung eines Schaltplans einer weiteren alternativen Ausführungsform einer Heizkörpervorrichtung.
Eine Heizkörpervorrichtung, welche in 1 schematisch gezeigt und dort mit 10 bezeichnet ist, umfasst eine Mehrzahl von Heizelementen 12 (2). Ein Heizelement 12 ist mittels eines plattenförmigen Heizblocks 14 gebildet, in welchen (mindestens) ein Heizwiderstand 16 eingebettet ist. Durch Strombeaufschlagung des Heizwiderstands 16 lässt sich der Heizblock heizen. Der Heizwiderstand 16 weist dazu eine Mehrzahl von Windungen 18 auf, welche so in dem Heizblock 14 verteilt angeordnet sind, dass sich dieser flächig beheizen lässt.
Ein Heizelement 12 weist eine erste Plattenseite 20 und eine gegenüberliegende zweite Plattenseite 22 auf (4). Die erste Plattenseite 20 und die zweite Plattenseite 22 sind insbesondere eben ausgebildet. Die erste Plattenseite 20 und die zweite Plattenseite 22 sind vorzugsweise parallel zueinander angeordnet. Das Heizelement 12 ist an seinen Kanten abgefast.
Der Heizblock 14 erstreckt sich zwischen der ersten Plattenseite 20 und der zweiten Plattenseite 22. Er ist beispielsweise quaderförmig ausgebildet mit parallel gegenüberliegenden Längsseiten 24a, 24b und parallel gegenüberliegenden Breitseiten 26a (erste Breitseite), 26b (zweite Breitseite). Die Längsseiten 24a, 24b weisen größere Abmessungen auf als die Breitseiten 26a, 26b. Lange Windungsbereiche von Windungen 18 des Heizwiderstands 16 sind parallel zu den Längsseiten 24a, 24b orientiert.
Am Übergang der Längsseiten 24a, 24b zu der Breitseite 26a ist jeweils eine rechteckförmige Ausnehmung 28a, 28b gebildet.
Am Übergang der Längsseiten 24a, 24b zu der Breitseite 26b sind Ausnehmungen 30a, 30b gebildet.
Heizelemente 12 können in einer Heizkörpervorrichtung 10 beispielsweise in einer ersten Reihe 32 und in einer zweiten Reihe 34 angeordnet sein (3). Benachbarte Heizelemente 36a, 36b stoßen über ihre jeweiligen Breitseiten 26b aneinander. Ihre Ausnehmungen 30a und 30b ergänzen sich zu einem Freiraum. In diesem Freiraum lässt sich ein Temperaturwächter anordnen. Beispielsweise bilden die Heizelemente 36a, 36b ein Heizelemente-Paar (Thermosegment-Paar), wobei diesem Heizelemente-Paar ein eigener Temperaturwächter zugeordnet ist. Es kann dabei allen Heizelemente-Paaren der Heizkörpervorrichtung 10 oder zumindest einer Mehrheit von Heizelemente-Paaren jeweils ein eigener Temperaturwächter zugeordnet sein. Eine entsprechende Heizkörpervorrichtung ist in der DE 102 18 276 A1 beschrieben, auf die ausdrücklich Bezug genommen wird und deren Inhalt durch Bezugnahme zum Bestandteil dieser Beschreibung gemacht wird.
Der Heizwiderstand 16 ist zwischen Anschlusselementen 38a, 38b geführt. Die Anschlusselemente 38a, 38b sind beispielsweise durch metallische Laschen gebildet, welche von dem Heizblock 14 ausgehend in die Ausnehmungen 30a, 30b ragen.
Es kann vorgesehen sein, dass der Heizblock 14 mindestens an einer Seite an der Breitseite 26b eine Abschrägung 40 aufweist. Dadurch ist in der Heizkörpervorrichtung 10 zwischen den Heizelementen 36a, 36b ein Kanal gebildet, durch den sich ein Kabel führen lässt.
Bei der Heizkörpervorrichtung 10 mit der ersten Reihe 32 und der zweiten Reihe 34 weist die Breitseite 26a der oberen Heizelemente 36a nach oben. Die Breitseite 26a der unteren Heizelemente 36b weist nach unten. Die Breitseiten 26b der Heizelemente 36a und 36b berühren sich in einem mittleren Bereich der Heizkörpervorrichtung 10.
In dem Heizblock 14 sind mehrere Wärmeleitelemente 42 angeordnet. Ein Wärmeleitelement 42 ist insbesondere durch ein einstückiges Metallelement gebildet. Ein Wärmeleitelement 42 erstreckt sich zwischen der ersten Plattenseite 20 und der zweiten Plattenseite 22, wobei es mit einer ersten endseitigen Stirnfläche 44a an der Oberfläche der ersten Plattenseite 20 liegt und mit einer gegenüberliegenden endseitigen zweiten Stirnfläche 44b an der Oberfläche der zweiten Plattenseite 22 liegt. Der Heizblock 14 ist beispielsweise so mit Ausnehmungen hergestellt, dass die Wärmeleitelemente 42 nachträglich einschiebbar sind.
Bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel weisen die Wärmeleitelemente 42 einen im Wesentlichen rechteckigen Querschnitt auf. Sie sind beispielsweise quaderförmig ausgebildet.
Es ist auch möglich, dass ein oder mehrere Wärmeleitelemente 42 keinen über ihre Länge (zwischen der ersten Plattenseite 20 und der zweiten Plattenseite 22) einheitlichen Querschnitt aufweisen, sondern dass dieser Querschnitt über die Länge variiert. Insbesondere ist es vorgesehen, dass eine erste endseitige Stirnfläche eines Wärmeleitelements 42 eine größere Querschnittsfläche als eine gegenüberliegende zweite endseitige Stirnfläche aufweist. Beispielsweise liegt bei einer montierten Heizkörpervorrichtung die endseitige Stirnfläche mit größerem Querschnitt einer Wand zugewandt. Durch die größere Querschnittsfläche lässt sich Wärme besser und insbesondere schneller abführen.
Ein Wärmeleitelement 42 mit nicht einheitlichem Querschnitt ist beispielsweise pyramidenstumpfförmig oder kegelstumpfförmig ausgebildet. Es sind aber auch andere geometrische Ausgestaltungen möglich.
Die Wärmeleitelemente 42 sind zwischen benachbarten Windungen 46a, 46b des Heizwiderstands 16 angeordnet.
Bei dem in 2 gezeigten Ausführungsbeispiel sind die Wärmeleitelemente 42 in einer Mehrzahl von Reihen 48, 50, 52 angeordnet. Die der Breitseite 26a nächstliegende Reihe 48 weist dabei mehr Wärmeleitelemente 42 auf als die darunter liegende Reihe 50. Die Reihe 50 wiederum weist mehr Wärmeleitelemente als die darunter liegende Reihe 52 auf. Damit ist die Gesamtquerschnittsfläche von Wärmeleitelementen 42 in der Reihe 48 größer als in der Reihe 50 und in der Reihe 50 wiederum größer als in der Reihe 52. Die Reihe 52 wiederum ist der Breitseite 26b benachbart. Beispielsweise sind die Wärmeleitelemente 42 an den Ecken und den Seitenmitten eines (gleichschenkligen) Dreiecks angeordnet.
Die Gesamtquerschnittsfläche von Wärmeleitelementen 42 pro Flächeneinheit, welche sich zwischen den Längsseiten 24a, 24b der Heizelemente 12 erstreckt, nimmt in einer Längsrichtung 51 parallel zu den Längsseiten 24a, 24b ab.
In der Heizkörpervorrichtung 10 bildet die Reihe 48 der Heizelemente 36a die oberste Reihe und die entsprechende Reihe 48 der Heizelemente 36b die unterste Reihe.
Der Heizblock 14 eines Heizelements 12 ist beispielsweise aus einem Schamotte und Speckstein umfassenden Gemisch gebrannt. Ein solcher Heizblock ist in der EP 1 089 594 A2 beschrieben, auf die ausdrücklich Bezug genommen wird. Das genannte Material ist auch unter dem Namen "EVOLiT" bekannt; "EVOLiT" ist eine eingetragene Marke der EVO Elektroheizungen GmbH.
Die Heizkörpervorrichtung 10 weist als Halteelemente eine erste metallische Halteplatte 54 und eine zweite metallische Halteplatte 56 auf (4). Zwischen diesen Halteplatten 54 und 56 sind die Heizelemente 12 angeordnet. Die Wärmeleitelemente 42 berühren dabei über ihre Stirnflächen 44a die erste Halteplatte 54 und über ihre Stirnflächen 44b die zweite Halteplatte 56.
Die Heizelemente 12 sind als Heizelemente-Paare mit Heizelementen 36a, 36b an der Heizkörpervorrichtung 10 positioniert. Es kann dabei vorgesehen sein, dass die Gesamtquerschnittsfläche von Wärmeleitelementen 42 in den Reihen an dem Heizelement 36a in Schwerkraftrichtung (bei montierter Heizkörpervorrichtung 10) abnimmt und an dem Heizelement 36b in Schwerkraftrichtung zunimmt. Diese Abnahme bzw. Zunahme an der Gesamtquerschnittsfläche an Wärmeleitelementen 42 in den jeweiligen Reihen lässt sich über die Ausbildung der einzelnen Wärmeleitelemente 42 und/oder über deren Anzahl erreichen. Beispielsweise weisen alle Wärmeleitelemente 42 den gleichen Querschnitt auf und an dem Heizelement 36a nimmt die Anzahl der Wärmeleitelemente 42 in den Reihen in der Schwerkraftrichtung ab und an der Heizelement 36b nimmt die Anzahl der Wärmeleitelemente 42 in den Reihen in der Schwerkraftrichtung zu.
Durch diese Ausbildung lässt sich bei montierter Heizkörpervorrichtung 10 eine Anpassung an Luftkonvektionsströme erreichen. In einem unteren Bereich der Heizkörpervorrichtung 10 lässt sich schnell Wärme aufnehmen, um der Ausbildung von Wärmestaus entgegenzuwirken. In einem oberen Bereich lässt sich schnell Wärme abgeben, um ebenfalls der Ausbildung von Wärmestaus entgegenzuwirken.
Die Heizkörpervorrichtung 10 umfasst eine Mehrzahl von Lamellen 58, welche an den Halteplatten 54, 56 angeordnet sind. Die Lamellen 58 dienen zur Oberflächenvergrößerung. Durch die Lamellen 58 werden Konvektionsräume 60 für die Luftkonvektion bereitgestellt.
Die Lamellen 58 sind in einer ersten Reihe 62 an der ersten Halteplatte 54 angeordnet und in einer zweiten Reihe 64 an der zweiten Halteplatte 56 angeordnet. Benachbarte Lamellen 66a, 66b sind beabstandet zueinander. Zwischen einander zuweisenden Seiten der Lamellen 66a, 66b liegt ein Freiraum 67.
Die Lamellen 58 erstrecken sich in einer Richtung, welche parallel zu der ersten Plattenseite 20 bzw. der Plattenseite 22 der Heizelemente 12 ist. Bei montierter Heizkörpervorrichtung 10 ist diese Richtung im Wesentlichen parallel zur Schwerkraftrichtung (in 4 ist die Schwerkraftrichtung durch den Pfeil "g" angedeutet).
Die Lamellen 58 sind beispielsweise im Querschnitt U-förmig ausgestaltet, wobei sie mit der offenen Längsseite an der jeweiligen Halteplatte 54, 56 anliegen. Dadurch ist der Konvektionsraum 60 durch die zugeordnete Halteplatte 54, 56 begrenzt.
Die Lamellen 58 weisen eine obere Stirnseite 68 auf; bei montierter Heizkörpervorrichtung 10 liegt diese Stirnseite 68 bezogen auf die Schwerkraftrichtung oben (1). An der oberen Stirnseite 68 weist eine Lamelle 58 eine Lamellenöffnung 70 auf, über welche der Konvektionsraum 60 in bezüglich des konvektiven Wärmetransports wirksamer Verbindung mit der Umgebung steht.
Die Lamellen 58 sind insbesondere aus einem metallischen Material gefertigt. Die Heizkörpervorrichtung 10 hat Seitenteile 72a, 72b, welche beispielsweise in der Form von Rechteckprofilen ausgebildet sind. Durch diese Seitenteile 72a, 72b lässt sich das entsprechende Heizelement 12 seitlich an einem äußeren Ende abdecken.
Die Breitseiten 26a der Lamellen 12 sind nach oben durch eine Abdeckung 74 abgedeckt. Die Abdeckung 74 ist mit Luftöffnungen 76 versehen, welche in einer Reihe angeordnet sind. Die Abdeckung 74 ist insbesondere abnehmbar.
Die erfindungsgemäße Heizkörpervorrichtung 10 funktioniert wie folgt:
Die Heizkörpervorrichtung 10 ist insbesondere zur Montage in der Nähe einer Wand vorgesehen, so dass die zweite Reihe 64 von Lamellen 58 zu der Wand hin weist. Die Heizelemente 12 werden durch Strombeaufschlagung der entsprechenden Heizwiderstände 16 geheizt. Insbesondere, wenn die Wand, zu der die Lamellen 58 der zweiten Reihe 64 weisen, gut isoliert ist, dann kann es zu einem Wärmestau an der Rückseite der Heizkörpervorrichtung 10 kommen. Durch die Wärmeleitelemente 42 lässt sich Wärme aus diesem hinteren Bereich der Heizkörpervorrichtung 10 ableiten. Wenn ein Temperaturgradient vorliegt, dann erfolgt die Wärmeableitung automatisch. Es erfolgt dadurch ein Abbau eines Wärmestaus, und zwar automatisch und schnell, bzw. der Aufbau eines Wärmestaus wird von vornherein verhindert. Dadurch lassen sich Temperaturunterschiede zwischen der Vorderseite der Heizkörpervorrichtung 10 und der Rückseite der Heizkörpervorrichtung 10 schnell und automatisch ausgleichen bzw. von vornherein verhindern. Die Wärmeleitelemente 42 dienen als "Thermotransmitter", um für einen automatischen Wärmeausgleich zwischen Vorderseite und Rückseite der Heizkörpervorrichtung 10 zu sorgen und dadurch Wärmestaus an der Rückseite der Heizkörpervorrichtung 10 zwischen der Heizkörpervorrichtung 10 und einer Wand zu beseitigen bzw. zu verhindern.
Vorzugsweise beträgt die Gesamtquerschnittsfläche (parallel zur ersten Plattenseite 20 bzw. zweiten Plattenseite 22) aller Wärmeleitelemente 42 eines Heizelements 12 mindestens 1 %, bevorzugterweise 2 % und ganz bevorzugterweise mindestens 3,5 % der Gesamtfläche der ersten Plattenseite 20. Dadurch lässt sich ein automatischer Wärmeausgleich zwischen Vorderseite und Rückseite der Heizkörpervorrichtung 10 garantieren. Günstig ist es ferner, wenn eine Höhe eines Wärmeleitelements 42 parallel zur Längsseite 24a bzw. 24b mindestens 2 % und bevorzugterweise mindestens 3,5 % der entsprechenden Höhe des Heizblocks 14 beträgt.
Es ist ferner günstig, wenn eine Breite des Wärmeleitelements 42 parallel zur Breitseite 26a bzw. 26b mindestens 5 % der entsprechenden Breite des Heizblocks 14 beträgt.
In einem konkreten Ausführungsbeispiel sind sechs Wärmeleitelemente 42 mit der in 3 gezeigten Anordnung vorgesehen, welche Abmessungen von 27 mm auf 9 mm bei einem Heizblock mit einer Höhe (parallel zur Längsseite 26a) von 286 mm und einer Breite (parallel zur Breitseite 26a) von 150 mm.
Eine in 5 vergrößert dargestellte Kombination aus zwei benachbarten Heizelementen 36a, 36b der Heizkörpervorrichtung 10 aus 3 bildet vorzugsweise ein Heizmodul 100.
Dieses Heizmodul 100 umfasst somit ein im montierten Zustand des Heizmoduls 100 an der Heizkörpervorrichtung 10 bezüglich der Schwerkraftrichtung g oberes Heizelement 102o und ein unter dem oberen Heizelement 102o angeordnetes unteres Heizelement 102u.
Das obere Heizelement 102o ist in diesem Ausführungsbeispiel das Heizelement 36a in der ersten Reihe 32 (siehe 3).
Das untere Heizelement 102u ist folglich das in der zweiten Reihe 34 angeordnete Heizelement 36b.
Wie 5 ferner zu entnehmen ist, weist das obere Heizelement 102o einen oberen Heizwiderstand 104o auf. Das untere Heizelement 102u umfasst entsprechend einen unteren Heizwiderstand 104u.
Ferner umfasst das Heizmodul 100 eine Steuereinrichtung 106, mittels welcher das obere Heizelement 102o und das untere Heizelement 102u gesteuert werden können. Insbesondere können mittels der Steuereinrichtung 106 die durch den oberen Heizwiderstand 104o und den unteren Heizwiderstand 104u fließenden elektrischen Ströme gezielt beeinflusst werden. Die Steuereinrichtung 106 kann beispielsweise als Temperaturwächter 112 und/oder als Thermostat ausgebildet sein.
Die mittels des Heizmoduls 100 erzeugte Wärme wird insbesondere an ein Wärmeabgabeelement 108 abgegeben, welches beispielsweise in Form von Lamellen 58 an dem Heizmodul 100 angeordnet sein kann.
Das Wärmeabgabeelement 108, das heißt die Lamellen 58, bilden vorzugsweise eine Außenwand 110 der Heizkörpervorrichtung 10, so dass die von dem Heizmodul 100 auf das Wärmeabgabeelement 108 abgegebene Wärme in Form von Wärmestrahlung an die Umgebung der Heizkörpervorrichtung 10 abgegeben werden kann.
Wie der schematischen Darstellung einer Heizkörpervorrichtung 10 mit insgesamt zehn Heizmodulen 100 in 6 zu entnehmen ist, sind die Heizmodule 100 vorzugsweise teilweise parallel zueinander und teilweise in Reihe geschaltet. Insbesondere ist dabei eine Vierfach-Verkabelung mit vier stromführenden Kabeln vorgesehen, wodurch eine Leistungsaufteilung erfolgt, so dass im Vergleich zu einer Zweifach-Verkabelung jedes Kabel nur die Hälfte der elektrischen Leistung transportieren muss.
Die im montierten Zustand der in 6 dargestellten Heizkörpervorrichtung 10 in der oberen ersten Reihe 32 angeordneten Heizelemente 12, das heißt die oberen Heizelemente 102o der Heizmodule 100, weisen beispielsweise eine Heizleistung von ungefähr 400 Watt auf.
Die in der unteren zweiten Reihe 34 angeordneten Heizelemente 12, das heißt die unteren Heizelemente 102u, weisen dann vorzugsweise eine Heizleistung von ungefähr 500 Watt auf.
Auf diese Weise kann bei der in 6 dargestellten Heizkörpervorrichtung 10 mittels der unteren Heizelemente 102u eine größere Wärmemenge abgegeben werden, so dass die aufgrund von konvektiven Strömungen an der Heizkörpervorrichtung 10 erfolgende Abkühlung der unteren Heizkörperelemente 102u im Betrieb der Heizkörpervorrichtung 10 ausgeglichen werden kann und die Heizkörpervorrichtung 10, insbesondere die Außenwände 110 der Heizkörpervorrichtung 10, in der Schwerkraftrichtung g eine im Wesentlichen konstante Temperaturverteilung aufweist.
Die Heizleistung der oberen Heizelemente 102o und der unteren Heizelemente 102u kann beispielsweise bauartbedingt unterschiedlich sein. Alternativ oder ergänzend hierzu kann jedoch auch vorgesehen sein, dass die genannte Heizleistung der oberen Heizelemente 102o und der unteren Heizelemente 102u mittels der beispielsweise als Thermostat ausgebildeten Steuereinrichtung 106 gezielt eingestellt wird.
Beispielsweise dann, wenn als mittlere Betriebstemperatur der Heizkörpervorrichtung 10 50 °C gewählt wird, kann durch die unterschiedliche Heizleistung der oberen Heizelemente 102o und der unteren Heizelemente 102u eine Vergleichmäßigung der Temperaturverteilung der Heizkörpervorrichtung 10 derart bewirkt werden, dass ein Temperaturgradient zwischen einer Oberseite der Heizkörpervorrichtung 10 und einer Unterseite der Heizkörpervorrichtung 10 von beispielsweise 5 °C auf höchstens ungefähr 2 °C reduziert wird.
Hierdurch kann eine gleichmäßigere Wärmeabstrahlung im Infrarotbereich erzielt werden.
Ein mittels der Heizkörpervorrichtung 10 zu beheizender Raum kann auf diese Weise für die darin befindlichen Personen besonders angenehm beheizt werden.
Eine in 7 dargestellte alternative Ausführungsform einer Heizkörpervorrichtung 10 unterscheidet sich von der in 6 dargestellten Ausführungsform im Wesentlichen dadurch, dass die in der unteren zweiten Reihe 34 angeordneten Heizelemente 12, das heißt die unteren Heizelemente 102u, mit Wärmeleitelementen 42 versehen sind, während die in der oberen ersten Reihe 32 angeordneten Heizelemente 12, das heißt die oberen Heizelemente 102o, keine Wärmeleitelemente 42 umfassen.
Durch die unterschiedliche Ausgestaltung der Heizelemente 102o, 102u der Heizmodule 100 kann auf die Wärmeabgabeleistung eingewirkt werden, so dass mittels der unteren Heizelemente 102u eine größere Wärmeabgabeleistung erfolgt als mittels der oberen Heizelemente 102o.
Im Übrigen stimmt die in 7 dargestellte alternative Ausführungsform der Heizkörpervorrichtung 10 hinsichtlich Aufbau und Funktion mit der Heizkörpervorrichtung 10 gemäß den 1 bis 6 überein, so dass auf deren vorstehende Beschreibung insoweit Bezug genommen wird.
Eine in 8 dargestellte weitere alternative Ausführungsform einer Heizkörpervorrichtung 10 unterscheidet sich von der in 6 dargestellten Ausführungsform im Wesentlichen dadurch, dass lediglich vier Heizmodule 100 vorgesehen sind, welche mit einer Zweifach-Verkabelung versehen sind. Sowohl die oberen Heizelemente 102o als auch die unteren Heizelemente 102u der Heizmodule 100 sind dabei frei von Wärmeleitelementen 42.
Als weiterer Unterschied zu den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen ist bei der in 8 dargestellten Ausführungsform der Heizkörpervorrichtung 10 vorgesehen, dass die Steuereinrichtung 106, welche als Temperaturwächter 112 ausgebildet ist, jeweils ein oberes Heizelement 102o eines Heizmoduls 100 mit dem zugehörigen unteren Heizelement 102u desselben Heizmoduls 100 verbindet, so dass eine Kopplung der beiden Heizelemente 102o, 102u miteinander hergestellt ist. Auf diese Weise kann besonders einfach Einfluss auf die Temperaturverteilung und somit auf die Wärmeabgabeleistung der Heizmodule 100 genommen werden.
Im Übrigen stimmt die in 8 dargestellte weitere alternative Ausführungsform der Heizkörpervorrichtung 10 hinsichtlich Aufbau und Funktion mit der in den 1 bis 6 dargestellten Heizkörpervorrichtung 10 überein, so dass auf deren vorstehende Beschreibung insoweit Bezug genommen wird.
Bezugszeichenliste

10: Heizkörpervorrichtung
12: Heizelement
14: Heizblock
16: Heizwiderstand
18: Windung
20: erste Plattenseite
22: zweite Plattenseite
24a: erste Längsseite
24b: zweite Längsseite
26a: erste Breitseite
26b: zweite Breitseite
28a, b: Ausnehmung
30a, b: Ausnehmung
32: erste Reihe
34: zweite Reihe
36a, b: benachbarte Heizelemente
38a, b: Anschlusselemente
40: Abschrägung
42: Wärmeleitelement
44a: erste Stirnfläche
44b: zweite Stirnfläche
46a, b: benachbarte Windungen
48: Reihe
50: Reihe
51: Längsrichtung
52: Reihe
54: erste metallische Halteplatte
56: zweite metallische Halteplatte
58: Lamellen
60: Konvektionsräume
62: erste Reihe
64: zweite Reihe
66a, b: benachbarte Lamellen
67: Freiraum
68: obere Stirnseite
70: Lamellenöffnung
72a, b: Seitenteile
74: Abdeckung
76: Luftöffnungen
100: Heizmodul
102o: oberes Heizelement
102u: unteres Heizelement
104o: oberer Heizwiderstand
104u: unterer Heizwiderstand
106: Steuereinrichtung
108: Wärmeabgabeelement
110: Außenwand
112: Temperaturwächter
g: Schwerkraftrichtung

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 202005016770 U1 [0002]
EP 1089594 A2 [0028, 0053, 0087]
DE 10218276 A1 [0075]

Claims

Heizmodul (100) zum Erzeugen von Wärme aus elektrischer Energie, welches mindestens zwei Heizelemente (12) umfasst, die im montierten Zustand des Heizmoduls (100) übereinander angeordnet sind, so dass das Heizmodul (100) mindestens ein oberes Heizelement (102o) und mindestens ein unter dem oberen Heizelement (102o) angeordnetes unteres Heizelement (102u) umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine untere Heizelement (102u) eine größere Wärmeabgabeleistung aufweist als das mindestens eine obere Heizelement (102o).
Heizmodul (100) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine untere Heizelement (102u) eine größere maximale elektrische Leistungsaufnahme aufweist als das mindestens eine obere Heizelement (102o).
Heizmodul (100) nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine untere Heizelement (102u) eine größere durchschnittliche elektrische Leistungsaufnahme aufweist als das mindestens eine obere Heizelement (102o).
Heizmodul (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Heizmodul (100) eine Steuereinrichtung (106) umfasst, mittels welcher die jeweilige Wärmeabgabeleistung der mindestens zwei Heizelemente (12) so steuerbar und/oder regelbar ist, dass das mindestens eine untere Heizelement (102u) eine größere Wärmeabgabeleistung aufweist als das mindestens eine obere Heizelement (102o).
Heizmodul (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Heizelement (12) mit mindestens einem Wärmeleitelement (42) versehen ist, welches die Wärmeleitfähigkeit des Heizelements (12) erhöht.
Heizmodul (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Heizelement (12) mit mindestens einem Wärmeblockierelement versehen ist, welches die Wärmeleitfähigkeit des Heizelements (12) senkt.
Heizmodul (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Heizelement (12) einen Heizwiderstand (16) aufweist, welcher von einem Wärmespeichermaterial umgeben ist.
Heizmodul (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine untere Heizelement (102u) mit Ausnehmungen versehen ist.
Heizmodul (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine untere Heizelement (102u) größer, insbesondere hinsichtlich seiner Oberfläche größer, ausgebildet ist als das mindestens eine obere Heizelement (102o).
Heizmodul (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine untere Heizelement (102u) eine größere Masse aufweist als das mindestens eine obere Heizelement (102o).
Heizkörpervorrichtung (10), umfassend mindestens ein Heizmodul (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 10.
Heizkörpervorrichtung (10) nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Heizkörpervorrichtung (10) mindestens ein Wärmeabgabeelement (108) umfasst, welches mindestens einem Heizmodul (100) zugeordnet ist und auf welches die Wärme, welche mittels der mindestens zwei Heizelemente (12) erzeugbar ist, übertragbar ist.
Heizkörpervorrichtung (10) nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Wärmeabgabeelement (108) zumindest einen Abschnitt einer Außenwand (110) der Heizkörpervorrichtung (10) bildet.
Heizkörpervorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Heizkörpervorrichtung (10) mehrere Heizmodule (100) umfasst, welche parallel zueinander geschaltet sind.
Heizkörpervorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 11 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Heizkörpervorrichtung (10) mehrere Heizmodule (100) umfasst, welche jeweils separat ansteuerbar sind.