DE2303461C3 - Heißluftheizung mit zentralem Heizelement und mit dem Mantel einer stirnseitig offenen Zelle verbundenen Lamellen - Google Patents

Description

Die hrlindung betrifft eine Heiüluftheizung mit einer von einem wärmeleitfähigen Mantt umgebenen, stirnseitig offenen Zelle, mit sich zwischen einem zentralen Heizelement und dem Mantel erstreckenden, mit dem Mantel verbundenen Lamellen und mit einer Einrichtung zum Fördern von Luft durch die Zelle.

Eine bekannte Heißluftheizung (US-PS 28 39 657) weist eine horizontal angeordnete Zelle auf, die von dem zu erwärmenden Luftstrom entsprechend horizontal durchströmt wird. Das Heizelement ist in einem Gußteil eingearbeitet, welches mit dem die Zelle umgebenden Mantel und den die Zelle unterteilenden Lamellen einteilig ist. Eine Außenisolation des Mantels ist nicht vorgesehen.

Bai der bekannten Heißluftheizung kommt es zu einer besonders starken Erwärmung der Zelle im Bereich des zentral angeordneten Heizelements. Infolge der einstückigen Ausbildung von Heizelement, Lamellen und Mantel der Zelle treten starke Wärmespannungen auf. Um Zerstörungen zu vermeiden, muß dafür gesorgt werden, daß der radiale Temperaturgradient gen in den Bauelementen weitgehend vermieden werden, ohne daß auf die Vorteile einer zentralen Anordnung des Heizelements verzichtet wird. Infolge des Luftzwischenraums zw'schen Lamellen und Heizelement kann die Aufneizung der Lamellen in Grenzen gehalten werden, so daß auch für hohe He^;zleistungen noch die Verwendung von niedrigschmelzendem Werkstoff, wie dem von seiner Wärmeleitfähigkeit her besonders geeigneten Aluminium, möglich ist.
Durch die aufrecht·; Anordnung der Zelle wird bei der erfindungsgemäßen Heißluftheizung erreicht, daß der Luftstrom auch noch nach dem Abstellen der zwangsweisen Luftumwälzung infolge Konvektionswirkung aufrechterhalten bleibt Zu einer weiteren Verbesserung dieser Wirkung trägt die Außeniioiaiion der Zelle bei.

Ein sehr wesentliches Gestaltungsmerkmal der erfindungsgemäßen Heißluftheizung besteht darin, daß die Lamellen an ihrem dem Heizelement abgewandien Feil eine Abbiegung aufweisen, die mit dem Mantel flächig verbunden isL Dies dient nicht nur der Befestigung der Lamellen an der Innenseite des Mantels, sondern auch der Vergleichmäßigung der Temperaturverteilung im Innern der Zelle.

Die Vereinigung mehrerer Zellen zu größeren Heizeinheiten wird erfindungsgemäß dadurch erleichtert, daß der Querschnitt des aus Blech bestehenden Mantels ein Vieleck oder ein Rechteck ist.

Die Erfindung ist nachstehend an Hand der Zeichnung in Ausführungsbeispielen näher erläutert Es zeigt

F i g. 1 eine Heißluftheizung mit einer Zelle im Schnitt,

F i g. 2 die Heißluftheizung der F i g. 1 im Schnitt entlang der Linie H-II von Fig.),

Fig.3a bis 3d je eine Anordnung eines Heißluftheizungskörpers mit mehreren Zellen in schematischer Darstellung im Grundriß.

F i g. 4 eine weitere Heißluftheäzung in vereinfachter Darstellung im Längschnitt,

F i g. 5 bis 10 je eine Ausführungsform einer Zelle im Querschnitt und

F i g. 11 bis 13 je eine Anordnung einer Heißluftheizung in schematischer Darstellung.

Gemäß den F i g. 1 und 2 befindet sich ein Gebläse 1 in einem Ansaug- und Gebläsekasten 2. auf dem ein unten und oben offener, im Querschnitt sechseckiger Körper oder eine Zelle 3 mit Seitenwänden 4 vertikal angeordnet ist. Über dem Gebläse 1 erstrecken sich vertikal im Zentrum der Zelle 3 elektrische Heizele-

Klein isi.

Ii ciiispi iwiii üas Anwendungsgebiet üci

bekannten Heißluftheizung zum Aufheizen kleiner Räume, wie beispielsweise des Innenraums von Kraftfahrzeugen. Hier genügt eine nur mäßige Heizleistung, wobei nur schwache Luftströme auf Temperaturen erheblich unter 10O⁰C aufgeheizt werden.

Demgegenüber besteht die erfindungsgemäße Aufgabe darin, r-ne Heißluftheizung der eingangs erwähnten Art zu ^ι haffen, bei welcher große Luftmengen in kurzer Zeil lter weitgehender Vermeidung von Wärmespannungen in den Bauelementen erwärmt werden.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Zelle aufrecht angeordnet ist, daß die Lamellen frei und mit geringem Abstand vom Heizelement enden und daß eine Außenisolation für die Zelle vorgesehen ist.

Dadurch, daß beim Erfindungsgegenstand die Lamelle an das Heizelement herangeführt werden, diesem jedoch frei gegenüberliegen können Wärmespannunilicnic j 1

ren und oberen Sockels 6 bzw. 7 über untere und obere Stege 8 bzw. 9 an den Seitenwänden 4 befestigt sind. Über elektrische Anschlüsse 10 können die Heizelemente 5 an eine elektrische Stromquelle (nicht gezeigt) angeschlossen werden. Um die Heizelemente 5 herum sind, wie insbesondere F i g. 2 zeigt. Lamellen 11 angeordnet, die sich von den Heizelementen radial weg und vertikal über die Länge derselben erstrecken. Die den Heizelementen zugekehrte Seite 12 jedtr Lamelle 11 weist ein im Querschnitt T-förrniges Profi! 13 auf, mit dem die Lamellen 11 im gleichen Abstand voneinander und gegenüber den Heizelementen 5 angeordnet sind. Jeweils zwei Lamellen 11 haben paarweise an ihrem dem Heizelement 5 abgewandten Teil 14 eine Abbiegung in Form einer Verbindungswand 15, die rrvt den Seitenwänden 4 auf einer größtmöglichen Fläche fest und wärmeleitend verbunden ist, so daß unten und oben offene Heizkanäle 16, 17 gebildet sind, die aus

einem Mantel 18 und aus den mil diesem fest und wärmeleitend verbundenen Lamellen 11 bestehen und zusammen die Zelle 3 bilden.

Die Seitenwände 4 bzw. der Mantei 18 sind von einer Außenisolation 19 und Außenwänden 20 umgeben, die vertikal auf dem Gebläsekasten 2 angeordnet sind und oben stirnseit'g durch Außenwände 21 verbunden sind (nur eine gezeigt). Der Gebläsekasten ist überdies mit Rollen 22 ausgerüstet, so daß ein fahrbarer Heizkörper bzw. eine fahrbare üeißluftheizung mit einer Zelle 3 vorliegt. Das Oberteil der Heißluftheizui - if.; mit einer Abdeckisolation 23 abgeschlossen t'id b—'tzt seitliche Austrittsöffnungen 24 zwischen der Abd^ckisolation 23 und dem Oberteil der Seitenwand 4 für den Austritt von Heißluft. Auf der Abdeckk .ation 23 ist außerdem eine Verdampferschale 2^C 'ür Wasser zum Befeuchten der Luft vorgesehen.

Die Heißluftheizung arbeitet wie folgt:

Das Gebläse 1, das geräuscharm und entsprechend leistungsfähig ist, saugt kalte Luft in Richtung von Pfeilen A unmittelbar am bzw. nahe dem Boden aus der Umgebung an und befördert dieselbe gemäß Pfeilen B nach oben in die Heizkanäle 16, 17. Die in der Zelle 3 angeordneten Heizelemente 5 geben beispielsweise eine Temperatur von 800⁰C ab, welche c-uren die nahe an den Heizelementen 5 angeordneten Lamellen 11 aufgenommen und schnell an den Mantel 18 abgegeben wird, so daß sich die relativ dünnen Luftschichten in den Heizkanälen 16, 17 schnell erhitzen und Heißluft mit der vom Gebläse 1 vorgegebenen Geschwindigkeit aus den Austrittsöffnungen 24 in Richtung von Pfeilen C austritt. Die an den Lamellen 11 vorbeigeführten Luftschichten von beispielsweise annähernd 10 mm Dicke erhitzen sich infolge der großen Oberfläche der Lamellen 11 sehr schnell, so daß je nach Größe der Heizung beispielsweise 120 bis 400 m¹ Luft in der Stunde oder gegebenenfalls auch mehr auf annähernd 300⁰C erwärmt werden können. Die Umwälzung der Luft durch das Gebläse I sorgt für eine schnelle und gleichmäßige Verteilung der erwärmten ' jjft und damit für eine gleichmäßige Erwärmung des oder der Räume bzw. der Umgebung. Da die He.zkanäle gegenübe.· der Umgebung isoliert sind, bleiben die Außenwände 20, 21 des Heizkörpers praktisch kalt. Hingegen kenn sich die obere Abdeckung erhitzen, wodurch eine Luftbefeuchtung mittels Verdampfen von Wasser aus der Verde mpferschale 25 stattfinden kann. Jeder Heizkörper kann über Thermostate gesteuert werden und verschiedene Heizstufen besitzen (beides nicht gezeigt). Die Außenisolatior. 19 hat dabei zwei Aufgaben. Einmal sorgt sie dafür, daß die Außenwände 20, ZI des Heizkörpers sich nur leicht erwärmen können. Zum anderen sorgt sie dafür, daß sich die Heizkariäle 16, 17 beispielsweise zwischen dem Aus- und Einschalten der Thermostaten nicht abkühlen können, so daß eine optimale Heizleistung kurz nach einem Wiedereinschalten wieder erreicht werden kann.

Wie die F i g. 3a bis 3d zeigen, in denen die mit F i g. 2 gleichen Elemente die gleichen Bezugszeichen haben, ist es infolge des im Querschnitt hexagonalen Körpers oder eier ZiHe 3 möglich. Heizkörper mit mehreren Zellen 3 im Baukastenprinzip in gewünschten Formen und Abmessungen in raumsparender Weise herzustellen. Gemäu F i g. 3a können mehrere Zellen 3 in einer Reihe in einem durch Außenwände 30 charakterisierten Heizkörper angeordnet werden. F i g. 3b zeigt einen Heizkörper 34, in welchem drei Zellen 3 in räumlich günstiger Weise innerhalb von Außenwänden 32 angeordnet sind. In Fig. 3c sind mehrere Zellen 3 mit den Mänteln 18 von einer im Querschnitt kreisförmigen Außenwand 33 eingeschlossen. Schließlich zeigt F i g. 3d noch die Möglichkeit, beispielsweise vier Körper oder Zellen 3 derart anzuordnen, daß ein Heizkörper mit im Querschnitt quadratisch angeordneten Außenwänden 34 vorliegt.

Fig.4 zeigt eine andere Ausführungsform oner Heißluftheizung nit Luftbefeuchtung. Zellen 40 mit

ίο Seitenwänden bzw. einem Mantel 41 die im Querschnitt hexagonale Form besitzen (nicht gezeigt), sind in gleicher Weise wie in F i g. 3a gezeigt nebeneinander auf einem Gestell 42 angeordnet, das fahrbar auf Rollen 43 gelagert ist und ein Gebläse 43' enthält. Die ZeI-len 40 sind von Außenwänden 44. 44' umgeben, wobei zwischen den letzteren und dem Mantel 41 wiederum eine Außenisolation 45 vorgesehen ist. Im Zentrum der Zellen 40 sind Heizelement 46 angeordnet, die beispielsweise elektrische Heizstabe sein können. Über den Zellen 40 erstreckt sich eine Abdeckisolation 47. wobei an beiden Längsseiten derselben Austrittsöffwingen 48 vorgesehen sind, durch die Heißluft in Richtung von Pfeilen D oben austreten kann, die durch das Gebläse 42' als Kaltluft angesaugt gemäß Pfeilen D' und gemäß Pfeilen D" in die unten und oben offenen Zellen 40 gefördert werden kann. Die anderen Einrichtungen können bis auf den Luftbefeuchter denjenigen der F i g. 1 und 2 entsprechen und sind bis auf die mit dem Heizkanalmantel 41 fest verbundenen Lamellen 11 aus Gründen der Übersicht weggelassen.

An die stirnseitige Außenwand 44' schließt sich ein Wassertank 49 an, der einen Einfüllstutzen 50 für Wasser und am Boden 51 einen Austrittsstutzen 52 besitzt. An den Austrittsstutzen 52 ist über einen Regulierhahn 53 eine Wasserleitung 54 angeschlossen, die zu Verdampfrohren 55 führt, welche parallel und in der Nähe der Heizelemente 46 angeordnet sind. Die Verdampferrohre 55 werden durch die Heizelemente 46 derart erwärmt, daß das in denselben befindliche Wasser durch Öffnungen (nicht gezeigt) der Verdampferrohre 55 verdampfen kann und zusammen mit der Heißluft >.< Richtung der Pfeile Daustreten kann und somit die Luft des umgebenden Raumes befeuchten kann. Durch den Regulierhahn 53 kann de' Nachlauf von Wasser 56 aus dem Tank 49 in die Verdampferrohre 55 entsprechend der in denselben stattfindenden Verdampfung eingestellt werden.

Die Form der lamellen insbesondere in ihrem dem Heizelement zu- oder abgewandten Teil kann beliebig

5^> sein. Auch die Foim der Zelle kann im Querschnitt irgendeine beliebige ΓιπιΊΊ iiäbcn, S'«.^:5 der ',;ch gCgcbs nenfalls ebenfalls in raumsparender Weise im Baukastenprinzip Heizkörper aufbauen lassen.

In F i g. j liegt eine im Querschnitt hexagonale Form aufweisende Zeile 60 mit Lamellen 6J vor, die an ihren einem Heizelement 62 zugewandten Stirnseiten 63 ein f-Profil 64 aufweisen. Mit ihrer dem Heizelement 62 abgewandten Abbiegung 64' sind die Lamellen 61 mit dem Mantel 65 der Zelle 60 fest verbunden.

In F i g. 6 hsben !.amellen 66 gegenüber einem Heizelement 67 ein konvexes Profil 68 und sind in einer im Querschnitt kreisförmigen Zelle 69 angeordnet. An ihrer dem Heizelement 67 abgewandten Abbiegung 70 sind die Lamellen 65 dem Krümmungsradius des kreisförmigen Querschnitts entsprechend abgebogen und mit der konvexen Seitenfläche des abgebogenen Teils 70 mit dem Mantel 71 fest verbunden.
Wie die F i g. 7 zeigt, ist auch eine im Querscnnitt

dreieckige Zelle 72 mit einem Mantel 73 möglich, in der Lamellen 74 um ein Heizelement 75 angeordnet sind. Gegenüber dem Heizelement 75 besitzen die Lamellen 74 ein Γ-Profil 76 und sind durch eine Abbiegung 77 mit dem Mantel 73 fest verbunden.

(π einer im Querschnitt quadratischen Zelle 78 der F i v. 8 sind Lamellen 79 mit einem V-iörmigen Profil 80 gegenüber -nem Hci^letient S! urvj um dasselbe herum au^ec-ii- -I. -V ui .rr Al«' »s-'guicg 82 sinci dit Lamellen 79 an ;n."em dem Heizelement 81 abgewandten to Teil mit dem Mantel 83 der Zelle 78 fest und wärmeleitend verbunden.

Wie die Fig 9 zeigt, sind in einer im Querschnitt rechteckigen Zeüe 84 abwechselnd im Querschnitt S-förmige Lamellen 85 und C-förmige Lamellen 86 um ein Heizelement 87 angeordnet. Mit dem Mantel 84' sind die Lamellen 85 und 86 durch eine Abbiegung 88 bzw. 38' auf größimögüchei Fläche fest und wärmeleitend verbunden.

Schließlich zei^· F i μ. 10 noch die Möglichkeit einer iin Querschnitt a;rileekigen Zelle 89 mit Lamellen 90, die Teile eines -...!sprechend abgebogenen beispielweise Aluminium i-iches sind so daß gegenüber einem in der Zelle 89 an^eordreten Heizelement 91 «-Profile 92 vorliegen, wobei die Lamellen 90 mit einer dem Heizelement 91 atgewandten Abbiegung 93 mit eiiiem Mantel 94 der Ze'ie S9 icr.t verbunden sind.

Wie die F i g. 1^{: 5}^s \3 neigen, kann der Standort von Heizluftheizungen. *.-, c sie beispielsweise in όζη vorstehenden Beispielen beschrieben sind, beliebig gewählt werden.

In Fig. II ist ein«· Heißluftheizung 100 unmittelbar an einer Außenwand 101 unterhalb eines Fensterbrettes 102 eines i-'cnstcrs 103 fest angeordnet. Kaltluft wird gemäß Pfeil E unmittelbar über dem Boden 104 eines Raumes 105 in die Heißluftheizung lOO eingesaugt und tritt als Warmluft oben gemäß Pfeil F in Höhe des Fensterbrettes 102 wieder aus.

Gemäß Fig. 12 ist eine Heißlufthct/ung 106 mit einem l-uflaüstriti 107 *η einer Wund äO8 enes R₀(J tr>c* !09 ! be? «op Br Itn t£3 £ :·-«tacr fest an^et-'dnct. wodurch hahn... *cmäii Pfeif G von unten durch den Boden 111 der Hcißtufth' zung 106 angesaugt werden kann, die dann als Warmluft gemäß Pfeil H oben wieder austritt.

Fig. 13 zeigt noch cmc Anordnung einer Heißluft heizung UZ die in einer Trennwand 113 zwischen Räumen 114 und 115 eingebaut ist. Die Hcißluflheizung 112 besitzt für jeden Raum 114 und 115 je eine Luftcmtrittsöffnung (nicht gc/cigt) zum Ansaugen von Kaltiuft ge maß Pfeif K unmittelbar über dem Boden 11β des Rauines !14 UfH gr^i»? Pfps^! L uniMtelba.' übe dem Bo den 117 des 'Rzumc·; ti'-. -Vcncrhin ssnd je csne Luft austrittsöffrrsing {cb'-nlaM. niu-ί gc/eigt) ar·· Oberteil der Heißluflhci/ung /um ^ostn?! von Warmluft gemäß Pie;' M in den Raum Hi und gemäß Pfeil N in den Kaum 195 vorgcuL:*·.

Die beschriebene Hcißlaftheizung sorgt dafür, daß die Luft eines zu beiia/en-ii-n Raumes aufocre-.tei, <5 h erhitzt wird, worauf die «'mwälzung fur c;nc gleichmä ßige Verteilung dieser err.Uten J.uft sorgt. Die kalte Luit wird dabei unmittelbar f»'er dem Bodon angesaugt und in die Heizkanäle geföh^. Durch die Unierteilung der Zelle ;m einzelnen kart?= r,n« schneüe Aufheizung der Luft erreicht werden. Die Hcißluftheizung kann als Dauer- oder als Zusatzheizung eingcsel/t werden

Hierzu 6 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

1. 23 03

   Paten'ansprijche:

   ί. Heißluftheizung mit einer von einem wärmeleitfähigen Mantel umgebenen, stirnseitig offenen Zelle, mit sich zwischen einem zentralen Heizelement und dem Mantel erstreckenden, mit dem Mantel verbundenen Lamellen und mit einer Einrichtung zum Fördern von Luft durch die Zeile, d a durch gekennzeichnet, daßdie Zelle (3.40. 60. 72. 78, 84. 89) aufrecht angeordnet ist. daß die Lamellen (11. 61. 66, 74. 79. 85. 86. 90) frei und mit geringem Abstand vom Heizelement {5, 46, 62. 67, 75, 81, 87, 91) enden und daß eine Außenisolation (J9.45) für die Zelle vorgesehen ist.
2. 2. HeißluFiheizung nach Anspruch 1, wobei die Lamellen aus ßlech beftehen. dadurch gekennzeichnet, daß die Lamellen (S J. 61.66.74.79.85.86,90) an ihrem dem Heizelement (5. 46.62. 67. 75, 81.87. 91) abgewandten Teil eine Abbiegung (15.64', 70,77,82, 88,88', 93) aufweisen, die mit dem Mantel (18,41,65, 71.73,83,84'. 94) flächig verbunden ist.
3. 3. Heißluftheizung nach Anspruch 1. wobei der Mantel aus Blech besteht, dadurch gekennzeichnet, daß sein Querschnitt ein Vieleck oder ein Kreis ist.