DE2632665A1

DE2632665A1 - Heizgeraet

Info

Publication number: DE2632665A1
Application number: DE19762632665
Authority: DE
Inventors: Rene Fortin
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1975-07-25
Filing date: 1976-07-20
Publication date: 1977-02-10
Also published as: IT1067170B; FR2319083B1; GB1556183A; CH598541A5; FR2319083A1; BE844146A

Description

Di PLOMI NG ENIEUR

HELMUT LAMPRECHT 263266S

PATENTANWALT

θ MÜNCHEN 5 · CORNELIUSSTRASSE 42 ■ TELEFON 24Ο775

2262

Rene Fortin

Le Clos Fleuri

44, rue d'Herquelingue

Saint Leonard (Pas de Calais)

Frankreich

Heizgerät

Die Erfindung betrifft ein Heizgerät. Man kennt bereits eine große Zahl von Heizgeräten, in welchen die Wärmeenergie durch Heizwiderstände geliefert wird.

Häufig sind die Heizwiderstände in direkter Berührung mit der zu erwärmenden Luft angeordnet, auf welche die Wärme durch Strahlung, durch Leitung oder durch Konvektion übertragen wird, wobei wenigstens eine dieser Wirkungsweisen im allgemeinen beieinem gegebenen Gerät vorherrschend ist. Man erhält im allgemeinen die höchsten Wirkungsgrade mit solchen Geräten, die durch Konvektion wirken, wobei die Heizwiderstände im Inneren eines

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POSTSCHECKKONTO MÜNCHEN 06Ο4β-8Οβ

DEUTSCHE BANK MÜNCHEN, PROMENADEPLATZ, KONTO-N R. 10/SO S04 (BLZ 700 7OO 1 O) TELESRAMME/CABLES LAWCLAIMS MUENCHEN

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vertikalen, an seinen unteren und oberen Enden geöffneten Kanals angeordnet sind, wobei sich zwischen diesen Enden ein Konvektionsstrom einstellt, der sich durch den Dichteunterschied zwischen der durch die Widerstände erwärmten heißen Luft und der Umgebungsluft ergibt. Ein solcher Konvektionsstrom bewirkt einen besseren Kontakt zwischen der zu erwärmenden Luft und den Heizwiderständen.

Unglücklicherweise führt der direkte Kontakt zwischen den Widerständen und der zu erwärmenden Luft zu einer Austrocknung der Luft, wodurch sich das Erfordernis ergibt, Belüftungseinrichtungen, Luftbefeuchter usw. zu installieren.

Man kennt bereits elektrische Heizgeräte mit einem sogenannten "Ölbad", bei welchen die Heizwiderstände nicht direkt auf die zu erwärmende Luft einwirken, sondern über ein wärmeübertragendes Öl, das im Inneren eines Rohrnetzes zirkuliert, das mit dem eines Zentralheizungsradiators vergleichbar ist, in dem in herkömmlicher Weise heißes Wasser zirkuliert.

Man erhält auf diese Weise eine komfortablere Wärme, wobei aber in diesem Fall die Vergrößerung der Wärmeaustauschfläche zwischen dem Gerät und der Umgebungsluft zu Geräten mit großen Abmessungen und einem beachtlichen Volumen an wärmeleitendem Öl führt. Aus praktischen Gründen bleibt diese Wärmeaustauschfläche tatsächlich sehr viel kleiner und solche Heizgeräte weisen eine geringe Wirkung auf.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine neue Bauart eines Heizgerätes zu schaffen, durch welches die Nachteile be-

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kannter Geräte überwunden werden und das die Möglichkeit bietet, die durch die Heizwiderstände erzeugte Energie besser auszunützen, und trotzdem jeden direkten Kontakt zwischen den Heizwiderständen und der zu erwärmenden Luft zu vermeiden.

Die elektrischen Widerstände des erfindungsgemäßen Geräts sind im Inneren eines dichten Rohrs angeordnet, das äußerlich mit Rippen versehen ist und in welchem die Widerstände von einem wärmeübertragenden Fluid umspült werden, wobei die Erfindung es ermöglicht, diese Aufgaben bei einem verringerten Volumen zu lösen, nachdem die Rippen die durch die Widerstände erzeugte und über das wärmeübertragende Fluid und die Wandung-· des Rohrs übertragene Wärme besser verteilen.

Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ermöglicht ein Konvektionsschacht, in dessen Innerem die Heizelemente angeordnet sind, die weitere Verbesserung des Kontakts zwischen der zu erwärmenden Luft und den Heizelementen. Man kann dann Wirkungsgrade erreichen, die bisher bei elektrischen Heizgeräten unbekannt sind.

Nimmt man ein beachtliches mit dem Heizelement in Berührung stehendes Luftvolumen an und folglich einen beachtlichen Durchsatz des Gerätes, insbesondere in dem Fäll, in dem es mit einem Konvektionsschacht versehen ist, so ist es überdies möglich, eine erwärmte Luft mit einer weit geringeren Temperatur zu erhalten, als dies bei herkömmlichen, oben erwähnten Konvektoren möglich ist, nämlich in der Größenordnung von 35 bis 45 Celsius anstelle von 90 Celsius, obwohl ein Heizelement mit hoher Temperatur verwendet wird, beispielsweise in der Größenordnung von 110 oder

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120 C. Diese hohe Temperatur des Heizelementes ermöglicht eine bessere Ausnützung der erzeugten Wärme, während die relativ geringe Temperatur , mit der die Luft das Gerät verläßt, eine Austrocknung der Atmosphäre und die Gefahr einer Beschädigung der in der Nähe des Konvektors angeordneten Möbel verhindert, wie dies festzustellen ist, wenn Konvektoren der herkömmlichen Bauart verwendet werden, bei denen ein Widerstand in direktein Kontakt mit der zu erwärmenden Luft steht. ·

Es muß auch die absolute Unabhängigkeit der erfindungsgemäßen Geräte voneinander hervorgehoben werden und die sich daraus ergebende große Einfachheit der Montage. Es ist möglich, jedes Gerät für sich in Abhängigkeit von der an jeder Einheit gewünschten Temperatur zu regeln, andererseits erfordert die Anwendung der erfindungsgemäßen Geräte keinerlei Flüssigkeitszirkulation in irgendwelchen Rohrleitungen, wodurch das Problem von Leckstellen und Geräuschübertragung vermieden wird und natürlich die Anordnung von Rohrleitungen, Ausdehnungsgefäßen usw. die für alle Heizsysteme mit einer erhitzten Flüssigkeit charakteristisch sind.

Erfindungsgemäß ist das Gerät zur Lösung der gestellten Aufgabe und zur-Erreichung der vorstehend genannten Vorteile derart ausgebildet, daß es wenigstens ein geschlossenes, abgedichtetes Rohr umfaßt, das ein statisches, wärmeleitendes Fluid enthält und das äußerlich über wenigstens einen Teil seiner Länge mit Rippen versehen ist, und daß Elemente zur Erwärmung des Fluids im Rohr vorgesehen sind.

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Anhand der nun folgenden Beschreibung eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels der Erfindung wird diese näher erläutert.

Die einzige Figur zeigt einen erfindungsgemäß ausgebildeten, elektrischen Heizkonvektor in einem vertikalen Längsschnitt.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist das Heizelement 1 im Inneren eines Konvektionsschachts 2 angeordnet.

Dieser Konvektionsschacht 2, der an sich bekannt ist, weist beispielsweise die Form _;eines rechteckigen Quaders auf, der' hochkant angeordnet ist und dessen vier vertikale Seitenflä-

chen durch luftdichte Wände, wie z. B. die Wände 6 bis 8, gebildet werden, und dessen Unterseite 3 und dessen Oberseite 4 derart geöffnet ist, daß zu erwärmende Luft einströmen und erwärmte Luft ausströmen kann, wobei sich eine Konvektionsströmung der Luft von unten nach oben im Inneren des Schachtes 2 aufgrund der Anwesenheit des Heizelements 1 ausbildet. Die Oberseite 4 des Schachtes 2 kann mit einem Grill 5 bedeckt sein, um das Hineinfallen von Gegenständen in das Innere des Konvektionsschachtes zu verhindern.

Natürlich können auch andere Formen des Konvektionsschachtes angewandt werden, ohne den der Erfindung zugrundeliegenden Gedanken zu verlassen, so könnte beispielsweise der Einlaß und/ oder Auslaß der Luft im unteren bzw. oberen Bereich des Schachtes in diejenige vertikale Seitenwand des Schachtes einbezogen sein, die dem zu erwärmenden Gegenstand zugewandt ist; man könnte dem Schacht auch eine andere als eine quaderförmige Gestalt

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verleihen oder ihn schräg anordnen, usw.

Das Heizelement 1, das hier als Einzelstück angeordnet ist, das aber auch mit anderen identischen Heizelementen im gleichen Konvektionsschacht verbunden sein kann, um ein Heizgerät mit größerer Leistung zu schaffen, ist hier in unmittelbarer Nachbarschaft der Unterseite 3 des Schachtes 2 im Inneren dieses Schachtes angeordnet.

Erfindungsgemäß umfaßt es wenigstens ein Rohr 9, das hier geradlinig ausgebildet und horizontal längs der größten horizontalen Abmessung des Schachtes 2 angeordnet ist, wobei dieses Rohr an seinen beiden Enden 10 und 11 durch beispielsweise eingeschweißte Endstücke 12 und 13 dicht abgeschlossen ist. Das Rohr und diese Endstücke sind beispielsweise aus Stahl gefertigt.

Im Inneren des Rohres 9 ist wenigstens ein elektrischer Heizwiderstand angeordnet, beim gezeigten Beispiel sind zwei Widerstände 14 und 15 vorgesehen, deren jeder mit jeweils einem dieser Endstücke 12 bzw. 13 fest verbunden ist und über Anschlußleitungen 16 bzw. 17 mit einer nicht gezeigten elektrischen Wechselstrom-oder Gleichstromquelle verbunden ist.

Natürlich können die Widerstände 14 und 15 von jeder geeigneten Art sein, ihre Zahl kann sich von zwei unterscheiden und ihre Befestigung im Inneren des Rohres kann unterschiedlich von der beschriebenen Befestigung ausgebildet sein, insbesondere abhängig von ihrer Bauart und den Eigenschaften, die man dem erfindungsgemäßen Heizgerät verleihen will.

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Erfindungsgemäß tauchen die Widerstände 14 und 15 in ein wärmeleitendes Fluid 18 ein, mit welchem das Rohr 9 angefüllt ist, wobei beispielsweise ein nicht gezeigter Füllstutzen in einem der Endstücke ausgebildet sein "kann.

Dieses Fluid, das geeignet sein muß, die durch die Widerstände 14 und 15 erzeugte Wärme so gut wie möglich an die Wand des Rohres 9 weiterzuleiten, kann vorteilhafterweise durch eine Flüssigkeit gebildet werden, wie z. B. Wasser oder vorzugsweise ein Öl, beispielsweise ein pflanzliches Öl, das geeignet ist, Temperaturen über 100 C zu widerstehen, ohne die Nachteile aufzuweisen, nämlich insbesondere Überdruck und Geräusche, die bei Wasser auftreten, wenn seine Temperatur 85 C überschreitet.

Man verwendet beispielsweise ein unter der Handelsmarke THERMIA vertriebenes Öl, das Themperaturen in der Größenordnung von 280 C ausgesetzt werden kann. ·

Um die Wärmeaustauschfläche zu vergrößern über welche die so durch das Fluid 18 von den Widerständen 14 und 15 auf die Wand des Rohres 9 übertragene Wärme abgegeben wird, ist das Rohr an seiner Außenseite mit Rippen, beispielsweise mit Stahlrippen 19 versehen. In der Praxis bedecken die Kippen 19 das Rohr 9 im Inneren des Schachtes 2 über praktisch seine gesamte Länge.

Beim gezeigten Beispiel sind die Rippen eben und vertikal ausgerichtet angeordnet, rechtwinklig zur Längsrichtung des Rohres 9.

Ihre Form kann beliebig sein, beispielsweise kreisförmig, oval,

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quadratisch oder rechtwinklig, und auch der Querschnitt des Rohres 9 kann in gleicher Weise unterschiedliche Formen aufweisen. Die Zahl der Rippen ist so gewählt, daß sie längs des Rohres 9 eng benachbart angeordnet sind.

Man hat eine sehr hohe Wirkung erhalten bei Versuchen unter Verwendung eines Rohres 9 mit einem Innendurchmesser von 57mm und einem Außendurchmesser von 61 mm, dessen Länge 1,06 m betrug. Dieses Rohr war über eine Länge von einem Meter mit 125 Rippen in der Abmessung von 150 mm χ 150 mm versehen, die eine Wärmeübertragungsfläche von 5,37 qm ergaben. Dieses Rohr war mit zwei Widerständen 14 und 15 von je 500 Watt versehen, deren jeder in das Rohr über eine Länge von 25 cm eindrang und die von einem Öl umspült waren, wie es oben erwähnt wurde. Mit diesem Heizelement war ein Konvektionsschacht 2 verbunden, der eine Höhe von 0,50 m, eine Länge von 1 m und eine rechtwinklig zur Zeichnungsebene gemessene Breite von 0,15 m aufwies. Diese Anordnung wurde derart auf Konsolen abgestützt, daß unterhalb der Rippen ein Abstand von 120 mm zürn Boden bestand.

Natürlich dienen diese Angaben lediglich der Erläuterung und stehen in enger Abhängigkeit von den Eigenschaften des verwendeten Materials und den Eigenschaften, die man beim erfindungsgemäßen Gerät zu erhalten wünscht.

Wie weiter oben bereits erwähnt wurde, ist es möglich, ein gleiches Gerät mit mehreren Rippenrohren zu versehen.

Das erfindungsgemäße Gerät kann überdies zusätzliche Eigenschaften aufweisen, die an sich bei herkömmlichen Elektrokon-

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vektoren bekannt sind, es kann beispielsweise mittels einer Verankerung an einer Mauer gelagert sein oder aber auf Füßen oder Rollen, es kann mit verschiedenen Regeleinrichtungen, mit einem auf die Umgebungstemperatur ansprechenden oder mit einer Außensonde verbundenen Thermostaten usw.

Das Gerät kann gegebenenfalls auch mit Leitungswasser betrieben werden, wenn man einen Sicherheitsaquastat und ein Ausdehnungsgefäß vorsieht, wie sie im allgemeinen bei vielen Geräten bekannt sind.

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Claims

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Ansprüche:

( l.jHeizgerät, dadurch gekennzeichnet, daß es wenigstens ein geschlossenes, abgedichtetes Rohr (9) umfaßt, das ein statisches, wärmeleitendes Fluid (18) enthält und das äußerlich über wenigstens einen Teil seiner Länge mit Rippen (19) versehen ist und daß Elemente (14, 15) zur Erwärmung des Fluids im Rohr vorgesehen sind.
2. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es einen konzentrischen Schacht (2) mit einem Einlaß für die zu erwärmende und einem Auslaß für die erwärmte Luft umfaßt, der auf einem höheren Niveau als der Einlaß liegt und daß das Rohr (9) zumindest mit seinem mit Rippen (19) versehenen Abschnitt innerhalb dieses Schachtes zwischen dessen Einlaß und dessen Auslaß angeordnet ist.
3. Gerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Schacht die Form eines rechteckigen Quaders aufweist, der hochkant angeordnet und in unmittelbarer Nachbarschaft seiner Oberseite und seiner Unterseite derart geöffnet ist, daß dieser Auslaß bzw. dieser Einlaß gebildet wird.
4. Gerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohr (9) geradlinig ist und horizontal angeordnet ist.
5. Gerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche,

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dadurch gekennzeichnet, daß die Rippen (19) eben ausgebildet und vertikal angeordnet sind.
6. Gerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das wärmeleitende Fluid ein Pflanzenöl ist.
7. Gerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zur Erwärmung des Fluids wenigstens einen elektrischen Heizwiderstand (14, 15) umfassen, der im Inneren des Rohrs (9) und in diesem Fluid (18) angeordnet ist, und daß Mittel (16, 17) zur Verbindung des Widerstandes mit einer elektrischen Stromquelle vorgesehen sind.
8. Gerät nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Heizwiderstand (14, 15) fest mit einem Abschlußelement (12, 13) verbunden ist, das ein Ende des Rohrs (9) abschließt und mit diesem derart fest verbunden ist, daß es dieses Ende dicht verschließt.
9. Gerät nach einem der Ansprüche 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohr (9) an jedem seiner Enden jeweils einen elektrischen Heizwiderstand (14, 15) enthält.

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