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Elektrisches Wärmespeicher-Heizgerät Die Erfindung bezieht sich auf
ein elektrisches Wärmespeicher-Heizgerät mit mindestens einem zur Erhitzung eines
Wärmespeicherkörpers dienenden Heizelement und mit einem vom Speicherkörper durch
eine wärmeisolierende Schicht getrennten Warmluftkanal mit an seinem Anfang angeordneten
Gebläse und im Kanal angeordnetem, elektrischem Zusatzheizkörper. wobei Schaltmittel
vorgesehen sind, um das Heizelement und den Zusatzheizkörper unabhängig voneinander
ein- und auszuschalten.
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Ein solches Heizgerät, das auch als "Mischheizgerät" bezeichnet wird,
ist aus der Schweizer Patentschrift 493'797 bekannt
und ist dazu
bestimmt, mit einer Gemisch von relativ billigem Nachtstrom und relativ teurem Tagesstrom
betrieben zu werden, wobei durch die Wärmeisolation des den Zusatzheizkörper enthaltenden
Warmluftkanals gegenüber dem Speicherkörper das elektrische Wärmespsicher-Heizgerät
mit zusätzlicher Direktheizung so gestaltet wird, dass bei Betrieb der Zusatzheizung
dem Speicherkörper keine nennenswerte Wärmemenge entzogen wird.
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Beim bekannten Heizgerät setzt sich der genannte Warmluftkanal aus
einem vertikalen Kanal und einem auf denselben folgenden, horizontalen Kanal zusammen,
wobei der vertikale Kanal in einem zwischen einer stirnseitigen Isolierschicht des
quaderförmigen Speicherkörpers und einer äusseren Kachel-Stirnwand vorhandenen Zwischenraum
durch eine Trennwand von einer Kammer getrennt ist, in welcher das Gebläse und sein
Motor angeordnet sind. Zudem verläuft der horizontale Kanal zwischen der oberen
Seite des isolierten Speicherkörpers und einer Abdeckplatte und ist vorderseiti
durch ein Austrittsgitter begrenzt, das über einer Kachel-Vorderwand angeordnet
ist.
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Nachteilig an dieser Ausbildung des bekannten Heizgerätes ist dr Umstand,
dass die durch den Zusatzheizkörper erwärmte, vom
Gebläse geförderte
Luft längs der Oberseite des Speicherkörpers austritt, so dass dann, wenn das Heizgerät
in einer Nische unterhalb eines Fensters installiert ist, keine langen Fenstervorhänge
vorgesehen bzw. gezogen werden dürfen, damit der Warmluftaustritt nicht behindert
wird. Da sich beim bekannten Heizgerät ferner die Raumluftansaugstelle in Bodennähe
befindet, ist es möglich, dass Staub in beträchtlicher Menge vom Boden angesaugt
wird und über das Austrittsgitter wieder an den Raum abgegeben wird. Ein zur Verminderung
der Staubumsetzung eingebautes Luftfilter setzt die Umwälzleistung des Gebläses
herab und bedarf häufiger Reinigung, da das Gebläse für Dauerbetrieb vorgesehen
ist. Des weitern ist die vom Boden des Raumes angesaugte kalte Raumluft, in deren
Strom im Heizgerät der die zusätzliche Direktheizung steuernde Raumthermostat liegt,
nicht unbedingt massgebend fUr die mittlere Temperasur der Raumluft. Schliesslich
kann die durch den Warmluftkanal strömende Luft trotz wärmeisolierender Schicht
dem Wärmespeicherkörper auf die Dauer doch eine spürbare Wärmemenge entziehen, da
der sich aus einem vertikalen und horizontalen Teil zusammensetzende Warmluftkanal
eine beträchtliche Länge aufweist.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist, ein elektrisches Wärmespeicher-Heizgerät
mit zusätzlicher Direktheizung und vom Wärmespeicherkörper wärmeisoliertem Kanal
für die direkt geheizte
Luft so auszubilden, dass die zusätzlich
zu erhitzende Luft ungehindert angesaugt wird, die angesaugte Luft, deren Temperatur
die Direktheizung steuert, massgebend für die mittlere Raumtemperatur ist, und der
Warmluftkanal nur über eine vergleichsweise kurze Strecke längs dem isolierten Wärmespeicherkörper
verläuft.
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Zu diesem Zweck ist das Wärmespeicher-Heizgerät dadurch gekennzeichnet
dass der Warmluftkanal längs einer vertikalen, mit der wärmeisolierenden Schicht
versehenen Schmalseite des Wärmespeicherkörpers angeordnet ist und sich von der
Ebene der Unterseite des Speicherkörpers bis zu einer bestimmten Höhe unterhalb
der Ebene der Oberseite des Speicherkörpers erstreckt, wobei das Gebläse Luft von
der Seite der Rückwand des Heizgerätes ansaugt und über den Zusatzheizkörper an
die Unterseite des Heizgerätes abgibt.
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Beim vorliegenden Heizgerät hat der Warmluftkanal demnach nur eine
verhältnismässig kleine, gemeinsame Fläche mit der den Warmluftkanal vom Speicherkörper
trennenden, wärmeisolierenden Schicht, so dass jeder Wärmeentzug praktisch ausgeschlossen
ist. Ferner gibt das Heizgerät die zusätzlich geheizte Warmluft gegen den Boden
des Raumes, d.h. den kältesten Raumbereich, ab, so dass der Raum durch die aufsteigende
Wärme gleichmässig erwärmt
wird. Auch das Ansaugen der Kaltluft
an der Rückseite des Heizgerätes ist vorteilhaft, und zwar aus dem folgenden Grund:
Oberhalb des Speicherkörpers kann sich ein Wärmestau bilden, der eine möglichst
vollständige Wärmeabgabe an den Raum verhindert. Durch das rückseitige Ansaugen
der gestauten Warmluft mittels des Gebläses wird diese an den Raum abgegeben. Erst
wenn kältere Raumluft nachströmt, wird der Zusatzheizkörper eingeschaltet. Zudem
enthält die rückseitig angesaugte Luft wenig Staub, so dass ein gegebenenfalls eingebautes
Luftfilter nur selten gereinigt werden muss. Das vorliegende Heizgerät hat ausserdem
in vorteilhafter Weise eine niedrigere Bauhöhe als das eingangs erwähnte, bekannte
Heizgerät, weil es keinen über dem Speicherkörper liegenden, horizontalen Warmluftkanal
aufweist.
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Ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemässen Heizgerätes wird nachstehend
anhand der Zeichnung erläutert. Es zeigen: Fig. 1 einen Längsschnitt durch das Heizgerät,
Fig. 2 einen Querschnitt durch das an einer Wand montierte Heizgerät an der Stelle
des Wärmespeicherkörpers gemäss Linie II-II von Fig. 1,
Fig. 3 einen
fluerschnitt durch das Heizgerät an der Stelle des Warmluftkanals gemäss Linie III-III
von Fig. 1, Fig. 4 einen Querschnitt entsprechend Fig. 2, wobei das Heizgerät zum
Einbau von Speichersteinen oder -platten schräg zur Wand gestellt ist.
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Wie aus den Fig. 1 und 2 ersichtlich, weist das Heizgerät einen quaderförmigen,
zur Wärmespeicherung dienenden Körper 1 auf, der aus Formsteinen oder -platten,
z.B. Magnesitsteinen oder -platten, aufgebaut ist. Im Körper 1 sind drei durchgehende,
vertikale Kanäle 2 ausgespart, in denen je ein elektrisches Heizelement 3 angeordnet
ist, das eine Heizleistung von beispielsweise 0,5 - 1 KW aufweist. Der Körper 1
ist allseitig von einer Wärmeisolierung 4, 5, 6 umgeben, wobei die Wärmeisolierung
5 auf der Vorderseite des Heizgerätes dünner ist als die Wärmeisolierung 6 auf seiner
Rückseite. Als Rückseite wird diejenige Seite des Körpers 1 bezeichnet, die bei
der Montage des Heizgerätes gegenüber einer Zimmerwand 7 angeordnet wird.
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Das als Ganzes ebenfalls quaderförmige Heizgerät weist eine Vorderwand
8 (Fig. 2) auf, die aus Keramikplatten besteht, welche auf eine dahinter liegende
Blechwand 9 geschraubt sind. Ferner weist das Heizgerät eine linke Seitenwnd 10
(Fig. 1) auf, die
aus einer Blechwand besteht, welche mit einer
Isolierung 11 ausgelegt ist, und eine rechte Seitenwand 12, die ebenfalls aus einer
Blechwand besteht, welche jedoch keine Isolierung trägt. Ein Deckel 13 besteht ebenfalls
aus Blech und ist mit einer Isolierung ausgelegt. Eine später noch näher beschriebene
Rückwand 15 ist als Blechwand ausgebildet. Schliesslich ist ein aus Blech bestehender
Boden 16 vorhanden, auf dessen Aussenseite Halbrundeisen 17 aufgeschweisst sind.
Das Heizgerät ist auf zwei Konsolen 18 abgestützt, die je einen waagrechten Abstützschenkel
19 aus U-Eisen, auf welchem die Halbrundeisen 17 liegen, und einen senkrechten Befestigungsschenkel
20 aufweisen, der in nicht näher dargestellter Weise an der Wand 7 befestigt ist.
Wie aus Fig. 4 ersichtlich ist, ermöglicht die Lagerung mittels der Halbrundeisen
17, das auf die Abstützschenkel 19 gestellte Heizgerät ohne Mühe schräg nach aussen
zu kippen, wobei zur Vermeidung eines vollständigen Umkippens eine einerseits am
Befestigungsschenkel 20 und andererseits an der Rückwand 15 befestigte Haltekette
21 vorhanden ist. Diese Ausbildung ermöglicht es, das Heizgerät ohne die ein beträchtlir
ches Gewicht aufweisenden Formsteine oder -platten und ohne die Heizelemente 3 auf
die Abstützschenkel 19 zu stellen. Ein Einbau der Formsteine und Heizelemente ist
nun auch unter einem Fenstersims 22 ohne weiteres möglich, indem das Heizgerät gemäss
Fig.
4 schräg nach aussen gekippt wird. Nach dem Einbau aller Bauteile wird das Heizgerät
in die in Fig. 2 dargestellte Vertikallage zurückgekippt, wobei eine an der Rückwand
15 angebrachte Einklinkvorrichtung 23 in ein entsprechendes, an den oberen Enden
der Befestigungsschenkel 20 angebrachtes, nicht näher dargestelltes Element einklinkt,
so dass das Heizgerät ohne Betätigung der Einklinkvorrichtung nicht mehr schräg
gestellt werden kann.
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Zwischen der rechten Seitenwand 12 des Heizgerätes und der einen,
zu ihr parallelen, mit der Wärmeisolierung 4 versehenen Stirnwand des Körpers 1
ist ein Zwischenraum vorgesehen, der seitlich durch je eine Blechwand 26 (Fig. 1)
begrenzt ist und durch ein horizontal angebrachtes Blech 27 in eine obere Kammer
28 und eine untere Kammer 29 unterteilt ist. Die untere Kammer 29 ist als Warmluftkanal
für die bereits erwähnte elektrische Direktheizung vorgesehen. Hierzu ist in der
unteren Kammer 29 in schräger Lage (Fig. 1, 3) ein vorzugsweise zwei wählbare Drehgeschwindigkeiten
aufweisendes, elektrisches Gebläse 30 montiert, das mit einer Abdeckung 31 derart
versehen ist, dass es im Betrieb Luft aus dem Raum über die einen als Lufteinlass
ausgebildeten Teil 32 aufweisende Rückseite des Heizgerätes gemäss den Pfeilen 33
ansaugt und in der Kammer 29 die angesaugte
.Luft gemäss den Pfeilen
34 vertikal nach unten bläst. Falls erwünscht, kann der Lufteinlass 32 mit einem
in Fig. 4 dargestellten Luftfilter 35 versehen sein. Da aber die auf der der Zimmerwand
7 zugekehrten Rückseite des Heizgerätes angesaugte Luft meistens verhältnismässig
staubarm ist, kann in vielen Fällen auf den Einbau des Luftfilters 35 verzichtet
werden.
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In der Kammer 29 ist im Strom der angesaugten Luft ein schraubenlinienförmiger
Raumthermostat 36, z.B. ein Flüssigkeitsthermostat, angeordnet, dessen Funktion
später beschrieben wird. In dem vom Gebläse 30 erzeugten, nach unten gerichteten
Luftstrom ist ein elektrischer Heizkörper 37 angeordnet. Die durch den Heizkörper
37 erwärmte Luft tritt durch das untere, offene Ende der Kammer 29 aus und wird
durch ein an dieser Stelle angebrachtes Luftausblasgitter 38 nach vorne in den Raum
umgelenkt.
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In der oberen Kammer 28 sind verschiedene Anschluss-, Steuer-und Schaltorgane
für den Betrieb des vorliegenden Heizgerätes untergebracht. Solche Organe sind beispielsweise
eine Anschlussklemme 40, ein Aufladeregler 41 für die Heizelemente 3 des Wärmespeichers,
ein Uebertemperaturschutzschalter 42 für den Wärmespeicher, wobei dem Uebertemperaturschutzschalter
42 ein
Fühler 43 zugeordnet ist, der bei einer Uebertemperatur
des Wärmespeichers, d.h. bei abnormal langer Aufheizzeit, die Abschaltung des Stromes
von den Heizelementen 3 bewirkt, ein Raumthermostatschalter 44 für die zusätzliche
Direktheizung, ein Widerstand 45 zur Umschaltung der Drehzahl des Gebläses 30 mittels
des Raumthermostats 36 und des Schalters 44, ein mit einer Isolierung 46 versehener
Pilotwiderstand 47 für die automatische Speicheraufheizung, und ein mit einem Drehknopf
48 versehener Schalter 49 für eine Handschaltung der Speicherheizung und der zusätzlichen
Direktheizung. Nicht dargestellte elektrische Leitungen zur Zuführung des elektrischen
Stromes von den Schaltorganen in der Kammer 28 zu den Heizelementen 3 sind durch
einen über dem Körper 1 und seiner Isolierung 4 vorliegenden, niedrigen Luftraum
geführt. Weitere Verbindungsleitungen (nicht dargestellt), z.B. zum Gebläse 30 und
Heizkörper 37, sind durch einen Zwischenraum 50 zwischen den Blechwänden 12 und
26 geführt.
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Beim vorliegenden Ausführungsbeispiel des erfindungsgemässen Heizgerätes
ist gemäss Fig. 2 die Blechrückwand 15 in einem Abstand von der hinteren Wärmeisolierung
6 angebracht, so dass zwischen der Rückwand 15 und der Isolierung ein Zwischenraum
51
vorliegt. Die Rückwand 15 ist zudem längs ihrer unteren und
oberen Seite mit beispielsweise schlitzförmigen Oeffnungen 52 bzw. 53 versehen.
Die im Zwischenraum 51 befindliche Luft wird von der durch die Isolierung 6 dringenden,
wenn auch nur kleinen Wärmemenge erwärmt, steigt gemäss Pfeil 54 nach oben und tritt
gemäss Pfeil 55 durch die oberen Oeffnungen 53 in den Raum, wobei kühlere Luft gemäss.
Pfeil 56 durch die unteren Oeffnungen 52 nachgesaugt wird. Diese Anordnung ermöglicht
es, eine geringfügige Temperaturerhöhung der Isolierung 6 zur Raumerwärmung nutzbar
zu machen, statt zulassen zu müssen, dass die Zimmerwand 7 in unerwünschter Weise
erwärmt wird.
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Wie aus Fig. 2 ferner ersichtlich, sind die Keramikplatten der Vorderwand
8 auf ihrer Innenseite mit einer flachen Aussparung 57 versehen, die der gegebenenfalls
erwünschten Aufnahme eines plattenförmigen, elektrischen Heizelementes zur zusätzlichen
Aufheizung der Keramikplatten an der Oberfläche des Heizgerätes dient, um die Wärmeabgabe
an den Raum in Form einer Direktheizung zu verstärken.
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Im Betrieb des beschriebenen Heizgerätes erfolgt die Aufheizung des
Speicherkörpers 1 durch Nachtstrom, beispielsweise mittels
einer
Schaltuhr, wobei mittels des Schalters 48, 49 eines oder mehrere Heizelemente 3
eingeschaltet werden können und der Aufladeregler 41 samt Pilotwiderstand 46 die
eingeschalteten Heizelemente automatisch ausschaltet, wenn die Temperatur des Körpers
1 den vorbestimmten Wert erreicht hat.
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Unabhängig vom Betrieb dieser Speicherheizung ist die beschriebene
Direktheizung. Beispielsweise gesteuert durch eine ausserhalb des Heizgerätes befindliche
Schaltuhr oder auch durch Betätigen des Schalters 48, 49 wird das Gebläse 30 in
einem bestimmten Zeitpunkt eingeschaltet, wobei das Gebläse vorerst mit seiner niedrigeren
Drehzahl dreht und in der bereits erwähnten Weise Luft aus dem Raum über den Lufteinlass
32 ansaugt und über das Luftausblasgitter 36 wieder an den Raum abgibt. Da insbesondere
der in Fig. 1 am rechten Ende des Körpers 1 angeordnete Befestigungsschenkel 20
sich gemäss Fig. 2 längs der ganzen Rückwand 15 des Heizgerätes erstreckt und sowohl
an der Rückwand 15 als auch an der Zimmerwand 7 anliegt, kann das Gebläse keine
zwischen der Rückwand 15 und der Zimmerwand 7 befindliche Warmluft ansaugen. Demnach
misst der Raumthermostat 36 tatsächlich die mittlere Raumtemperatur, d.h. infolge
der fortlaufenden Luftumwälzung ist der Raumthermostat 36 im Ansaugstrom immer auf
Raumtemperatur. Allenfalls oberhalb dem
Heizgerät gestaute Warmluft
wird vom Gebläse 30 sofort angesaugt und an den Raum abgegeben, so dass ein Temperaturausgleich
innert kürzester Zeit erfolgt.
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Sobald die Raumluft unter die gewünschte Temperatur von beispielsweise
180 C sinkt, schaltet der Raumthermostat 36 den Heizkörper 37 automatisch ein. Zugleich
schaltet er das Gebläse 30 auf seine höhere Drehzahl, so dass direkt elektrisch
erwärmte Luft vom Luftausblasgitter 38 in den Raum strömt, bis der Raumthermostat
36 im Strom der angesaugten Luft die gewünschte Temperaturerhöhung feststellt, den
Heizkörper 37 wieder abschaltet und das Gebläse 30 auf die niedrigere Drehzahl schaltet.
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Beim beschriebenen Heizgerät sind die Speicherheizung mittels des
Speicherkörpers 1 und die Direktheizung mittels des Gebläses 30 und des Heizkörpers
37 nicht nur elektrisch voneinander unabhängig, sondern auch bezüglich gegenseitiger
Wärmsübertragung voneinander praktisch vollständig getrennt. Da die als Warmluftkanal
dienende Kammer 29 nur eine verhältnismässig kleine Fläche gemeinsam mit dem Speicherkörper
1 bzw. dessen Isolierung 4 hat, ist es praktisch ausgeschlossen, dass das Gebläse
30 dem Speicherkörper 1 Wärme entziehen kann bzw. durch
den Heizkörper
37 erwärmte Luft an den Speicherkörper 1 statt an den Raum abgegeben wird. Trotzdem
ist das Heizgerät durch das Hinzufügen der beschriebenen Direktheizung nur unwesentlich
vergrössert, und zwar nur bezüglich seiner Länge, nicht aber bezüglich seiner Höhe
und Tiefe.
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Neben den bereits erwähnten Vorteilen weist das beschriebene Heizgerät
den weiteren Vorteil auf, dass es ohne weiteres möglich ist, alle Zusatzorgane,
wie z.B. Anschlusselemente, Steuerorgane, Schaltorgane usw., geschützt in der oberen
Kammer 28 unterzubringen, da für Wartung und Reparatur ihre Zugänglichkeit zufolge
der Kippbarkeit des Heizgerätes nach Fig. 4 voll gewährleistet ist. Diese Kippbarkeit
ermöglicht auch ein leichtes Auswechseln des gegebenenfalls installierten Luftfilters
35 sowie die Zugänglichkeit zu dem hinter dem Heizgerät befindlichen Teil der Zimmerwand
7, die demnach beispielsweise tapeziert oder gestrichen werden kann, ohne dass das
Heizgerät von den Konsolen 18 entfernt werden muss, was angesichts des hohen Gewichtes
des Speicherkörpers 1 ohne vorgängigen Ausbau der Formsteine kaum möglich wäre.