DE2449972A1 - Von umgebungsluft durchstroemte und dadurch waerme an diese abgebende vorrichtung - Google Patents

Description

• Von Umgebungsluft durchströmte und dadurch Wärme an diese abgebende Vorrichtung Die Erfindung bezieht sich auf eine von Umgebungsluft durchströmte und dadurch Warme an diese abgebende Vorrichtung, insbesondere Iteizkonvektor oder Kühlaggregat für öldurchströmte Transformatoren und dgl., bestehend aus vom Heizmittelstrom oder dem zu kühlenden Medium durchströmten Kanälen, die zur Vergrößerung der wärmeabgebenden Fläche (lleizfläche) aufgesetzte Rippen tragen und gegebenenfalls von einem Gehäuse umgeben sind.
• Solche Vorrichtungen, nämlich im wesentlichen Heizkonvektoren, sind ansich bekannt.
• So ist es heispielsweise bekannt, als Raumheizkörper vom Heizmittelstrom durchströmte Rippenkanäle vorzusehen, die entweder frei im Raurn angeordnet sind, wobei gegebenenfalls eine Abdeckplatte zur Verschönerung vorgesehen ist, oder die bevorzugt auch in Heizkörpernischen angeordnet sind, wobei die Heizkörpernische nach vorne von einer geeigneten Platte abgedeckt ist. Weiter ist es bekannt, solche Rippenkanäle rilit einem, hauptsächlich nach oben bauenden Gehäuse zu umgeben, dessen Vorder-, Rück- und Seitenwände geschlossen sein können, so daß man einen Auftriebsschacht gevlinnt. Ein solcher Auftriebsschacht arbeitet im wesentlichen ähnlich wie ein Kamin, die erhitzte Luft strömt unter Sogbildung nach oben aus, so daß veri-iehrte Luftmengen durch die im unteren Teil des Gehäuses angeordneten Rippenkanäle gesogen werden. Es versteht sich, daß bei solchen bekannten, mit einem Gehäuse umgebenon Anordnungen die Un-Lerseite offenbleiben muß, damit Luft in entsprechenden Mengen angesaugt werden kann. Auch die Oberseite des Gehäuses ist entweder offen oder von einer geeigneten Lochgitterplatte abgedeckt. Nachteilig ist jedoch bei diesen bekannten Rippenkanälen mit umgebendem Gehäuse, daß die iieizleistung bei gegebener Temperatur des Heizr1iittelstrorns nicht beliebig erhöht werden kann, es sei denn, man erweitert die wärmeabgebenden Flächen, also die Rippenkanäle in der Breite oder Länge ins Ungebührliche, was bei Wohnräumen schon aus ästhetischen Gründen nicht akzeptierbar erscheint, im übrigen aber auch zu einer Verteuerung der gesarnten Anlage führt. Versucht man bei solchen bekannten Heizanordnungen eta den als Auftriebsschacht gedachten und deshalb freien Raum oberhalb der ersten Rippenkanäle noch dadurch auszunutzen, daß man dort ebenfalls weitere Rippenkanäle anordnet, so erzielt man ein nahezu entgegengesetztes Ergebnis deshalb, weil die diese zusätzlichen Rippenkanäle oder sonstige Heizanordnungen durchströmende Luft ohnehin von den unteren Anordnungen schon ausreichend auf geheizt ist, außerdem jedoch durch diese zusätzlichen Heizanordnungen der freie Auftriebsraum sozusagen verstopft wird, so daß es zu einem erhöhten Luftwiderstand und gegebenenfalls sogar zu einer verringerten Leistung des Raumheizkörpers kommt. Dies gilt selbstverständlich auch für alle anderen Arten von Vorrichtungen, die von einem wärmeren Medium durchströmt werden und bei denen entweder die Umgebungsluft durch dieses Medium aufgeheizt werden soll, also bei Anordnungen, die als Haumheizkörper arbeiten, oder bei denen das durchströmende Medium durch die Umgebungsluft gekühlt werden soll, so daß ein solches System sich auch als Kühlaggregat einsetzen läßt. Gerade im letzteren Fall sind aber eine verbesserte Heizleistung bei kompakten Abmessungen einer solchen Vorrichtung von wesentlicher Bedeutung für ihre Marktfähigkeit.
• Eine weitere Raumheizung, die jedoch nicht lediglich auf der Konvektionswirkung beruht, sondern auch noch Strahlungswärme abzugeben im Stande ist, besteht aus einen allseitig geschlossenen Kasten mit einer luftdurch lässigen, bevorzugt Schlitze aufweisenden metallischen Vorderwand, mit welcher die den Heizmittelstrom führenden Kanälen umnittelbar verbunden sind. Dieser Kasten ist an der Oberseite geöffnet, die Heizleistung ist jedoch insgesm,it ebenfalls nicht zufriedenstellend, weil die durchbrochene metallische Vorderplatte nur eine geringe Tiefe aufvieisen kann, daher der sich insgesamt durch ihre Öffnungen bewegende Luft querschnitt nicht ausreichend lange mit den warmen Flächen in Kontakt gebracht werden kann.
• Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Nachteile der bekannten Vorrichtungen, Raumheizungen, Heizsysteme und Kühlaggregate dadurch zu vermeiden, daß eine als Kühlaggregat oder Heizkonvektor arbeitende Vorrichtung geschaffen wird, die sich durch eine beträchtlich höhere spezifische Wärmeleistung (kllJ pro Stunde und Platzbedarf) auszeichnet.
• Zur Lösung dieser Aufgabe geht die Erfindung aus von der eingangs genannten Vorrichtung und besteht erfindungsgemäß darin, daß mindestens zwei in einer senkrechten Ebene waagerecht oder senkrecht nebeneinander angeordnete und gleichzeitig die luftdurchlässige Vorderseite der Vorrichtrnig bildende Rippenkanäle vorgesehen sind, und daß das eine Auftriebsschacht bildende umgebende Gehäuse geschlossene Boden-, Rück- und Seitenwände aufweist und dadurch diese Bereiche der Vorrichtung selbst luftabdichtend umschließt.
• In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann die Oberseite entweder ganz offen sein oder von einer luftdurchlässigen Platte geeigneten ästhetischen Aussehens abgedeckt sein.
• Wesentlich ist auf jeden Fall, daß der IIeizL-örper-Unter-teil vollstandig abgedeckt ist, so daß von unten keine Luft in die Vorrichtung eindringen kann, alle Luft also von der Vorderseite des Heizkonvektors oder des Kühlaggregates in diesen einströmt. , Dadurch läßt sich nämlich entgegen üblicher Auf fassung eine wesentlich bessere spezifische Wärmeleistung und eine bessere Ausnutzung eines solchen Aggregates erzielen, worauf weiter unten noch genauer eingegangen wird.
• Weitere Ausgestaltung der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche und in diesen niedergelegt.
• Im folgenden werden Aufbau und Wirkungsweise von Ausführungsbeispielen der Erfindung anhand der Zeichnung im einzelnen näher erläutert. Dabei zeigen: Figur 1 eine perspektivische Gesanibansicht eines erfindungsgemäßen Aggregats als Neizkonvektor oder Kühlaggregat, Figur 2 einen Querschnitt durch die Vorrichtung der Figur 1 entlang der Linie 2-2 der Figur 1, Figur 3 oine mögliche Abdeckfrontplatte und Figur 4 ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel im Ausscllnitt zur Verdeutlichung der Anordnung der Rippen auf den Heizmittelkanälen, Figur 5 zeigt schließlich in schematischer Darstellung die Anordnung eines üblichen Raumheizkörpers mit Bezug auf die Wände des Raumes, in welchem er angeordnet ist, zur Verdeutlichung des Wirkungsmechanismus der Erfindung.
• Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, daß die bisherige Anordnung von Raumheizkörpern, Kühlag.gregaten und dgl.
• auf eineransich scheinbar logischen, dennoch irrigen Voraussetzung beruhten, insofern, als bisher angenomtqen wurde, daß die Unterseite des Raumheizkörper oder der Vorrichtung, wie sie in folgenden genannt werden soll, stets frei zu bleiben hat, damit von dort die jeweils zu erwärmende Luft angesaugt und längs der Vorrichtung nach oben als sich mehr und mehr erwärniende Luft geführt und schließlich in den Raum entlassen wird. Im Gegensatz dazu beruht das Grundprinzip der Erfindung darauf, daß sämtliche Flächen des Paui-nheizkörpers mit Ausnahme der Vorderseite und der oberen Fläche gegenüber dem umgebenden Raum abzuschließen sind, da sich dann bei vorgegebenem Platzbedarf die höchste spezifische Wärmeleistung ergibt.
• Im folgenden wird auf das dargestellte Ausführungsbeispiel genauer eingegangen, das bei der Darstellung der Figur 1 aus einem Konvektor 1 besteht, der von sich vertikal erstreckenden und vom Heizmittelstrom durchströmten Kanälen 2 gebildet ist, die in vorgegebenen Abständen mit Rippen 3 versehen ind. Die so gebildeten Rippen kanäle können waagerecht oder senkrecht verlaufen, wesentlich ist jedoch, daß sie sämtlich@in einer Ebene angeordnet sind, die, wie ersichtlich, parallel zur Vorderfläche des Konvektors verläuft, und daß die gesamte Vorder Fläche des Heizkonvektors von diesen Rippenkanälen gebildet ist. Oberhalb und unterhalb der Rippenkanäle sind die üblichen und mit deren offenen Enden in geeigneter Weise verbundenen, insbesondere verschweißten Zufuhr-und Abfuhrrohre für den Heizmittelstrom angeordnet, also im oberen Teil der Verteiler 4 und im unteren Teil der Sammler 5. Es versteht.sich, daß diese Rohre auch verdeckt angeordnet sein können. Durch die auf die Kanäle 2 aufgesetzten Rippen, die als ebene, in einem bestimmten Abstand aufgesetzte Metallplatten ausgebildet sein können, wird die Heizfläche, die mit der zu erwärmenden Luft in Kontakt kommt, in üblicher Weise vergrößert.
• Von wesentlicher Bedeutung ist, daß die Rückwand 6, din auc durch die zugeordnete ZimmerrUckwand gebildet sein kann, di Seitenwände 7 und insbesondere die Bodenwand 8 eines das System der Rippehrohre oder Rippenkanäle 2 dicht umgebenden Gehäuses geschlossen sind, so daß sich, wenn man die aus den Rippenrohren gebildete Vorderwand mit einbezieht, ein, besonders in der Querschnittdarstellung der Figur 2, deutlich werdendes geschlossenes Kastensystem ergibt, das lediglich an der Vorderseite und selbstverständlich im oberen Bereich offen ist, wodurch ein Auftriebsschacht gebilde wird. Die obere Seite kann dabei auch von einer, geeignete und den Luftfluß nicht hemmende Durchbrechungen aufweisenden Abdeckplatte 9 abgedeckt sein0 Schließlich läßt sich auch die Vorderseite des Heizkonvektors oder Heizregisters, also üblicherweise die Sichtseite bei Anwendung als Raumhoizkörper nit einer geeigneten Abdeckplatte versehen, die jedoch genügend große Öffnungen für den Luftdurchgang aufweist. Eine solche Abdeckplatte ist in Figur 3 dargestellt und mit dem Bezugszeichen lo versehen. Die Durchbrechungen 11 der Abdeckplatte können in beliebiger Weise ausgebildet sein, beispielsweise als Gitter, ornamentale Verzierung, Längsschlitze oder dgl.
• Der Wirkungsmechanismus der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist nunmehr wie folgt, wobei insbesondere auch auf die Darstellung der Figur 5 eingegangen wird. In Figur 5 ist ein üblicher, mit dem Bezugszeichen 12 versehener Raumheizkörper, der beispielsweise ein Radiator sein kann, dargestellt, mit 13 ist die Raumrückwand und mit 14 der Boden des Zimmers bezeichnet, in welchem der Heizkörper angeordnet ist. Es kann sich hierbei auch uni eine Heizkörpernische handeln. Es ist für jeden Fachmann ersichtlich, daß der Raumheizkörper 12 in Verbindung mit der Rückwand 13 des Zimmers einen sogenannten Auftriebsschacht 15 bildet, der aufgrund seiner kaminartigen Wirkung die vom Raumheizkörper 12 erwärmte Luft nach oben austreibt, wie die Pfeile 16 anzeigen. In den Auftriebsschacht 15 wird von überall her Luft angesaugt, insbesondere auch durch die Rippen des Raumheizkörpers 12 hindurch, wie durch die Pfeile 17 angedeutet. Entscheidend ist jedoch, daß auch eine beträchtliche Luftmenge längs des Pfeiles 18 in den Auftriebsschacht gelangt, die die wärmeabgebenden Fläche des Raumheizkörpers nicht berührt hat, daher kalt ist und als Falschluft der wirksamen und gewünschten, den Raumheizkörper durchdringenden Luf tmenge den Weg versperrt, teilweise die Saugwirkung des gebildeten Auftriebschachtes 1 5 schon ausgleicht und sich im übrigen auch noch mit der vom Raumheizkörper erwärmten Luft, gemäß den Pfeilen 1 7, vermischt, was abgesehen von der geringeren, durch den Raumheizkörper tretenden Luftmenge noch den zusätzlichen Nachteil mit sich bringt, daß die nach oben austretende Luft 16 ktihler ist, als es der Erwärmung durch den Raumheizkörper eigentlich entspricht.
• Dies ist jedoch nur einer der Nachteile der bekannten Systeme, denn tatsächlich verlaufen die Rippen eines üblichen Radiators ja vertikal, so daß zwischen ihnen ausreichend Freiraum ist, durch welchen sich auf diese Weise kaum angewärmte Luft nach oben bewegen kann. Auch dadurch wird eine innige Berührung an der Grenzfläche Luft/Raumheizkörper verhindert.
• Diesen sämtlichen Nachteilen begegnet die Erfindung insofern äußerst wirkungsvoll, als aufgrund der geschlossenen Bodenfläche 8 sämtliche vom gebildeten Auftriebsschacht 19 (siehe Querschnittsdarstellung der Figur 2) angesaugte Luft auch tatsächlich durch die wärmeabgebenden Flächen geführt wird und sich beträchtlich erwärmen kann, im übrigen aber auch die wärmeabgebenden Flächen so gestaltet sind, daß die durchströmende Luft auf eine may.
• horizontale Weglänge mit diesen in Berührung kommt und, da sie als erwärmte Luft nach oben drängt, intensiv an diesen Rippenteilen entlang streicht.
• Von wesentlicher Bedeutung ist auch der Umstand, daß bei gegebenen Heizkörperabmessungen nach oben und in Querrichtung eine beträchtlich größere Heizfläche zur Verfügung gestellt werden kann, die sämtlich von kühler und daher zu erwärmendor Rainnluft durchflossen wird.
• Es ist ja eingangs schon erwähnt worden, daß bekannte mit Rippenrehren arbeitende Raumheizkörper ebenfalls von einem Gehäuse umschlossen sein können, welches zur Bildung eines Auftriebschachtes sich nach oben erstreckt, jedoch dort im wesentlichen leer ist, da zusätzliche, dort eingebrachte Rippenrohre lediglich den freien Luftdurchfluß verhindert. Aufgrund der Erfindung läßt sich nun bei gleichen Längs- und Querabmessungen eine beträchtliche und, was wesentlich ist, auch eine volle Wirksamkeit entfaltende größere wärmeabgebende Fläche zur Verfügung stellen, so daß aufgrund dieser beiden Merkmale die Wärmeleistung eines erfindungsgemäßen Heizkonvektors um ein Beträchtliches größer ist.
• Weist der Raum, in welchen ein erfindungsgemäßer Heizkonvektor eingebracht werden soll, eine Heizkörpernische auf, in welcher der Heizkonvektor auch bevorzugt eingebaut werden kann, dann kann das Gehäuse 6, 7, 8 aufgrund eines funktionsmäßig richtigen Einbau des Heizregisters, womit die die Vorderwand bildenden Rippenrohre 2 gemeint sind, auch durch Teile der Heizkörpernische gebildet werden. Wesentlich ist nur, daß das gesamte Wirkungssystem, wie weiter vorn ausführlich erläutert, aufrechterhalten bleibt.
• Dertveiteren läßt sich, da die ganze Vorderseite des lieizkörpers oder Heizkonvektors mit Heizfläche versehen ist und da das Heizregister der Rippenrohre 2 seip auch auf dem Fußboden aufgesetzt kann, eine zusätzliche Schachthöhe für den Auftrieb gewinnen, wenn man von gleichen flöhenabmessungen ausgeht.
• Die Wirkung des gebildeten Auftriebschachtes 19 ist, wie für den Heizungsfachmann offensichtlich, auch von seiner Tiefe A abhängig, so daß sich durch Veränderung dieser Tiefe, jedenfalls bis zu einer bestimmten Grenze die lIeizleistung des Heizkörpers verändern läßt. Der erfindungsgemäße IIeizkonvektor, der, wie eingangs schon erwähnt, auch als Kühlaggregat in äußerst vorteilhafter Weise eingesetzt erden kann, weist also eine extrem große und voll ausnutzbare, die ganze Vorderseite umfassende Heizfläche auf, cs ist ein in seinen Abmessungen beliebig großer und praktisch wenig Widerstand gegen die Luft strömung aufweisender Auftriebsschacht vorhanden, der nicht als Leerraum in Erscheinung zu treten braucht und Auftriebsschacht und Heizregister sind nebeneinander, wie insbesondere die Figur 2 zeigt, angeordnet, so daß gegenüber der herkömm- -lichen Bauweise beim erfindungsgemäßen Heizkonvektor auch noch Kompaktheit gewonnen wird, bei beträchtlich vergrößerten IIeizleistungen.
• Dadurch, daß die zu erwärmende Luft zunächst horizantal sich dem Heizkonvektor 1 nähert, ergibt sich bei Umleitung nach oben ein Krümmungswiderstand, der jedoch durch geeignete winkelmäßige Anstellung der Rippen 3 verringert werden kann, im übrigen aber auch bei sämtlichen konventionellen Heizkörpern vorhanden ist, denn auch bei diesen muß sich grundsätzlich die Luft dem Heizkörper zunächst horizontal annähern und wird dann nach oben umgeleitet.
• Wie der Detaildarstellung der Figur 4 entnoninien werden kann, sind in einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung die wärmeabgebenden und mit t den Kanälen 2 verbundenen Rippen in einem Winkel angeordnet bzw. weisen eine Steigung von vorn nach hinten auf, so daß der luftseitige Strömungswiderstand in diesem Bereich wirksam verringert werden kann.
• Entsprechend einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung ist es auch möglich, die Vorderwand, bestehend aus Rippenrohren, als Heizkonvektor insgesamt schräg anzustellen, und zwar in Richtung nach vorne geneigt. Auf diese Weise sind die Strömungsverhältnisse im Schacht entsprechend der eindringenden Luftmenge günstig beeinflußt.

Claims (9)

Patentansprüche:

1. Von Umgebungsluft durchströmte und dadurch Wärme an diese abgebende Vorrichtung, insbesondere Heizkonvektor oder Kühlaggregat für öldurchströmte Transformatoren und dgl., bestehend aus vom Heizmittelstrom oder dem zu kühlenden Medium durchströmten Kanälen, die zur Vergrößerung der Wärme abgebenden Fläche (Heizfläche) aufgesetzte Rippen tragen und gegebenenfalls von einem Gehäuse umgeben sind, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens zwei in einer senkrechten Ebene waagerecht oder senkrecht nebeneinander angeordnete und gleichzeitig die luftdurchlässige Vorderseite der Vorrichtung bildende Rippenkanale (2) vorgesehen sind und daß das einen Auftriebsschacht (19) bildende umgebende Gehäuse geschlossene Boden- (8), Rück- (6) und Seitenwände (7) aufweist und diese Bereiche der Vorrichtung luftabdichtend umschließt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberseite des Gehäuses von einer, für den Luftdurchgang ausreichend große Durchbrechungen aufweisenden Abdeckplatte (9) abgedeckt ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Enden der die Rippen (3) tragenden senkrechten Kanäle (2) oben in ein Verteilerrohr (4) und unten in ein Samnlerrohr (5) münden, die an den Heizkreislauf angeschlossen sind.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die auf den Kanälen (2) aufgesetzten Rippen (3) ebene und zueinander einen Abstand aufweisende, horizontal angeordnete Platten aus einem gut wärmeleitenden Material sind.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekernzeichnet, daß sie in eine Heizkörpernische eingebaut ist, die, soweit möglich, funktionsmäßig die Aufgabe der Gehäuseboden, -rücl-und -seitenwände übernimmt.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß eine vordere, genügend große Durchbrechungen (11) für den Luftdurchgang und gegebenenfalls mit Bezug auf diese Durchbrechungen (11) verstellbare Abdeckplatte (lo) vorgesehen ist.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß zur Vergrößerung einer möglichen Schachthöhe das von den Rippenkanälen (2) gebildete Heizregister unniittelbar auf den Fußboden aufgesetzt ist.

8. Vorrichtung nach einen oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß zur Verringerung des Umlenkwiderstandes für die in das Gehäuse eintretende Luft die Rippen (3) von vorn nach hinten eine Steigung aufweise.

9. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorderwand, bestehend aus Rippenrohren, schräg nach vorne geneigt ist.