DE3008877A1

DE3008877A1 - Elektrische heizung fuer den hausgebrauch

Info

Publication number: DE3008877A1
Application number: DE19803008877
Authority: DE
Inventors: Robert Lomme Nord Boutin
Original assignee: Coussement S A
Current assignee: Coussement S A
Priority date: 1980-01-07
Filing date: 1980-03-07
Publication date: 1981-07-09
Also published as: FR2474658A1; NL8001518A; ES8100464A1; IT1130957B; GB2066934A; BE882116A; FR2474658B1; IT8020492A0; ES489607A0

Description

Elektrische Heizung für den Hausgebrauch.

Die Erfindung betrifft eine elektrische Heizung für den Hausgebrauch gemäss Oberbegriff von Pateritanspruch 1, welche an eine Zentralheizungsanlage mit Heizkörpern angeschlossen werden kann.

Die bisher üblichen elektrischen Heizungen sind im allgemeinen einzelne Heizkörper mit Speicherwirkung oder mit einem Oelbad. Andere elektrische Heizungen erfordern eine besondere elektrische Anlage wegen der Leistung, welche sie aufnehmen. Dies ist im übrigen auch der Fall bei elektrischen Heizungen mit Speicherwirkung.

Zweck der Erfindung ist die Schaffung einer elektrischen Heizung für den Hausgebrauch, worin der Wärmeaustausch zwischen den elektrischen Widerständen und dem durchfliessenden Wärmeübertragungsmittel mit grösstmöglicher Wirkung und geringsten Verlusten erfolgt.

Weiterhin soll die Leistung einer derartigen elektrischen Heizung keine spezielle Verstärkung der elektrischen Anlage des Raumes erfordern, in welchem diese elektrische Heizung verwendet wird.

Weiterhin soll eine derartige elektrische Heizung nur ein Mindestmass an Unterhaltung erfordern und geringe Abmessungen aufweisen.

Hierzu ist eine elektrische Heizung der eingangs erwähnten Art erfindungsgemäss gekennzeichnet durch Merkmale, wie sie im kennzeichnenden Teil von Patentanspruch 1 aufgeführt sind.

Zweckmässige Ausführungsformen sind Gegenstand der Unter-

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anspräche.

In der beigefügten Zeichnung sind beispielsweise Ausführungsund Abwandlungsmöglichkeiten einer erfindungsgemäss ausgebildeten elektrischen Heizung schematisch dargestellt, wobei zeigen:

Fig. 1 eine perspektivische Gesamtansicht dieser elektrischen Heizung,

Fig. 2

und 3 verschiedene praktische Ausführungsmöglichkeiten und

Fig. 4 einen elektrischen Heizwiderstand.

Danach befindet sich bei der in Fig. 1 dargestellten Ausführung innerhalb der Heizung 1 der quaderförmige Heizkörper Dieser Heizkörper 2 weist einen rechteckigen Vertikalschnitt und einen rechteckigen Horizontalschnitt auf.

Der Heizkörper 2 ist mit wenigstens einem elektrischen Heizwiderstand ausgestattet, welcher horizontal in Längsrichtung des Horizontalschnittes angeordnet ist. Bei der Ausfuhrungsform nach Fig. 1 sind drei Widerstände 3, 4 und 5 wiedergegeben. Die Anzahl der Widerstände ist nicht wesentlich und beträgt bei einer bevorzugten Ausführungsform zwischen eins und drei.

Zweckmässigerweise besteht jeder dieser Widerstände aus drei drahtförmigen Widerständen 6, 7 und 8, wovon einer in Fig. 4 dargestellt ist. Diese drei drahtförmigen Widerstände sind in einem Dreieck etwa horizontal an der Innenseite der Vorderfläche 9 des Heizkörpers 2 angeordnet und erstrecken sich nach dessen rückwärtiger Fläche 10. Diese drahtförmigen Widerstände sind zu einer Schleife 11 gebogen, deren beide-Enden

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und 13 sich nebeneinander an der Vorderfläche 9 des Heizkörpers 2 befinden. Die Länge jedes dieser drahtförmigen Widerstände ist etwa gleich der Länge des Horizontalschnittes von dem quaderförmigen Heizkörper 2. Die gesamte Breite aller drei Widerstände 3, 4 und 5 entspricht etwa der Breite des Horizontalschnittes des Heizkörpers 2.

Der Heizkörper 2 trägt weiterhin auf seiner Unterseite eine Zuleitung 14 für das aus der Heizanlage zurücklaufende Wärmeübertragungsmittel und auf seiner Oberseite eine Ableitung für das in die Heizanlage fliessende Wärmeübertragungsmittel. In einer bevorzugten Ausführungsform liegen diese Zuleitung und diese Ableitung 15 an den beiden kleinen Horizontalflächen des Heizkörpers 2, wobei die eine nahe der Vorderfläche 9 und die andere nahe der rückwärtigen Fläche 10 des Heizkörpers angeordnet sind. Dabei kann in zweckmässiger Weise ein in Fig. nicht dargestelltes Ablenkblech nahe der Mündung der Zuleitung 14 in dem Heizkörper 2 vorgesehen werden, so dass sich das aus der Heizanlage zurücklaufende Wärmeübertragungsmittel im gesamten unteren Teil des Heizkörpers 2 verteilen kann.

Innerhalb der Heizung 1 sind ferner eine Ausdehnungskammer und eine Umlaufpumpe 17 angeordnet und mit der Zuleitung 14 bzw. mit der Ableitung 15 verbunden.

Das Wärmeübertragungsmittel, welches im allgemeinen Wasser ist, tritt in den Heizkörper 2 durch die Zuleitung 14 auf seiner horizontalen Unterseite ein und trifft dabei gegebenenfalls auf das erwähnte Ablenkblech, dessen Zweck ist, den Zustrom des Wärmeübertragungsmittels auf den unteren Teil des Heizkörpers 2 zu verteilen. Dieses Wärmeübertragungsmittel strömt

dann durch das Innere des Heizkörpers und wird durch Berührung mit den Widerständen aufgeheizt, worauf es den Heizkörper über die Ableitung 15 wieder verlässt und von der Umlaufpumpe 17 in die Heizanlage befördert wird. Die Aufheizung des flüssigen

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Wärmeübertragungsmittels in Kontakt mit den Widerständen wird erleichtert durch, die vorteilhaften Abmessungen dieser Widerstände, deren Länge und Gesamtbreite etwa der Länge und der Breite des Horizontalschnittes durch den Heizkörper 2 entsprechen.

Um nun den Wärmeaustausch, zwischen den Heizwiderständen und dem Wärmeübertragungsmittel zu verbessern und auf diese Weise die Wirksamkeit der Heizung zu erhöhen, besitzt der Heizkörper 2 Umlenkungen, welche die Strömung des Wärmeübertragungsmittels umlenken und dessen Durchfluss innerhalb des Heizkörpers verändern. Zweckmässige Ausführungsformen derartiger Umlenkungen werden nachfolgend anhand der Figuren 2 und 3 beschrieben. Dabei sind in diesen beiden Figuren der besseren Klarheit wegen die Teile der Heizwiderstände nicht wiedergegeben, welche sich innerhalb des.Heizkörpers befinden.

Die Umlenkungen haben den Zweck, den normalen Durchfluss des Wärmeübertragungsmittels umzulenken, welcher sonst vertikal aufsteigend wäre, und dabei Bereiche zur Verzögerung und zur Beschleunigung dieses Durchflusses zu schaffen, um hierdurch eine höchstmögliche Menge an Wärmeübertragungsmittel in unmittelbarer Nähe der Heizwiderstände vorbeizuführen. Die Schaffung von Bereichen zur Verzögerung und zur Beschleunigung des Wärmeübertragungsdurchflusses bewirkt eine Aufteilung des Wärmeübertragungsmittels innerhalb des Heizköi^ers.

Diese Umlenkungen können nun in verschiedener Weise ausgebildet sein. Sie befinden sich in jedem Fall in der Nähe wenigstens eines Heizwiderstandes, wo sie sowohl über diesem als auch unter diesem angeordnet werden können.

Fig. 2 zeigt diese Umlenkungen in Form von Schikanen. Danach sind drei verschieden ausgebildete Schikanen 18, 19 und 20 unter den jeweiligen Widerständen 3, ,4 und 5- vorgesehen.

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Dabei besteht die Schikane 18 aus drei Im wesentlichen horizontalen Platten 21, 22 und 23, deren Breite geringer ist als die innere Breite des Heizkörpers 2. Die Plattenlänge entspricht etwa der Länge des Heizkörpers. Hiervon sind die Platten 21 und 23 entlang einer ihrer Längskanten in verschiedenen Höhen an einer der grossen Vertikalflächen des Heizkörpers befestigt, beispielsweise an der Seitenfläche 29. Die mittlere Platte 22 in einer Höhe zwischen den beiden anderen Platten 21 und 23 ist in gleicher Weise an der anderen grossen Vertikalfläche 28 des Heizkörpers befestigt. Die drei Platten besitzen eine Breite, welche zwischen der halben Breite des Heizkörpers und dessen innere Gesamtbreite liegt. Bei dieser Anordnung reicht demnach die mittlere Platte 22 teilweise bis in den Zwischenraum zwischen den beiden Platten 21 und 23. Das Wärmeübertragungsmittel, welches zwischen diesen Platten hindurchströmt, fliesst somit in Schlangenlinien und wird auf diese Weise von seiner normalerweise geraden Durchflussrichtung abgelenkt. Unterhalb der Schikane wird der Durchfluss des Wärmeübertragungsmittels verzögert, weil seine Strömungsrichtung durch diese Schikane abgelenkt wird. Am Ausgang der Schikane wird dagegen der Durchfluss des Wärmeübertragungsmittels beschleunigt, insbesondere durch die Förderwirkung der Umlaufpumpe 17. Der Durchfluss des flüssigen Wärmeübertragungsmittels wird durch die Anwesenheit der Schikanen verändert und eine höchstmögliche Menge an diesem Wärmeübertragungsmittel strömt in unmittelbarer Nähe der Heizwiderstände vorbei. Andererseits hält die Schikane das flüssige Wärmeübertragungsmittel in dem Strömungsverzögerungsbereich zurück, welcher sich unterhalb der Schikane befindet.

Die Schikane befindet sich verhältnismässig nahe dem Widerstand, welchem sie zugeordnet ist, um dadurch den Beschleunigungsbereich zu verringern und den Verzögerungsbereich zu vergrössern. In dem Fall, wo die Schikane unter dem Widerstand angeordnet ist, bildet der Beschleunigungsbereich einen kleinen Bereich, innerhalb welchem das Wärmeübertragungsmittel örtlich überhitzt wird.

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Bei einer bevorzugten Ausführungsform einer Schikane unter einem oberen Widerstand beträgt das Verhältnis des Verzögerungsbereiches unterhalb des Widerstandes zu dem Beschleunigungsbereich darüber zwischen 1 und 5. Man hat hierbei gute Resultate mit einem Verhältnis von etwa 2 erhalten.

Eine andere Ausführungsform der Erfindung ist die Form der Schikane 19 in Fig. 2 unter dem Widerstand 4. Diese Schikane ist von gleicher Art wie die Schikane 18, besteht hierbei jedoch nur aus zwei Platten 24 und 25, die jeweils an den beiden grossen Vertikalflächen 28 und 29 befestigt sind. Auch diese beiden Platten haben hierbei eine Breite, welche zwischen der halben Innenbreite des Heizkörpers 2 und etwas weniger als der gesamten Innenbreite liegt, so dass sich die beiden Platten auch hierbei in einem gemeinsamen Mittelbereich überdecken. Wie bei der vorher beschriebenen Ausführungsform wird der Durchfluss des Wärmeübertragungsmittels unterhalb der Schikane durch diese verzögert, während am Ausgang der Schikane der Durchfluss des Wärmeübertragungsmittels durch den Sog der Umlaufpumpe 17 beschleunigt wird.

Eine dritte Ausführungsform ist die in Fig. 2 dargestellte Schikane 20 unter dem Widerstand 5. Diese Schikane 20 besteht in gleicher Weise wie die Schikane 19 aus zwei Platten 26 und 27. Die Breite jeder dieser beiden """latten ist geringer als die Hälfte der Innenbreite des Heizkörpers 2, so dass sich hierbei diese beiden Platten nicht gegenseitig überdecken. Wie bei den vorhergehend beschriebenen Ausführungen wird der Durchfluss des Wärmeübertragungsmittels auch hierbei unterhalb der Schikane verzögert und oberhalb der Schikane beschleunigt.

Fig. 3 zeigt andere Ausführungsformen der Erfindung in Form von mit Durchbrechungen versehenen Platten. In einer bevorzugten Ausführungsform sind diese Durchbrechungen rund ausgebildet und schachbrettartig auf den verschiedenen Platten

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angeordnet.

Eine Ausführungsmöglichkeit einer mit Durchbrechungen versehenen Platte ist die schematisch dargestellte Platte 30 unter dem Widerstand 3. Diese Platte ist horizontal innerhalb des Heizkörpers 2 angeordnet und besitzt etwa dieselben Abmessungen wie die Innenabmessungen eines Horizontalschnittes durch den Heizkörper 2. Die Durchbrechungen 31 dieser Platte bilden dabei einen Durchgang für das Wärmeübertragungsmittel, dessen Durchfluss vor dem Durchgang verzögert und nach Verlassen der. Durchbrechungen beschleunigt wird. Die Strömung des Wärmeübertragungsmittels wird dadurch in der Weise abgeändert, dass eine Höchstmenge dieses Wärmeübertragungsmittels in unmittelbarer Nähe des Heizwiderstandes aufgeheizt wird. In diesem Fall teilt die Platte den Heizkörperinnenraum in zwei Bereiche, und zwar in einen Beschleunigungsbereich oberhalb der Platte und einen Verzögerungsbereich, unterhalb der Platte.

Das Raumverhältnis zwischen diesen beiden Bereichen beträgt bei einer bevorzugten Ausfuhrungsform zwischen 1 und 5. Dabei hat man gute Ergebnisse mit einem Verhältnis von etwa 2 erhalten.

Eine andere Ausführungsmöglichkeit der Erfindung besteht in der Verwendung von mit Durchbrechungen versehenen Platten, deren Breite jedoch geringer ist als die Innenbreite des Heizkörpers 2 und die in gleicher Weise angeordnet sind wie die Schikanen 18, 19 oder 20. Als Beispiel sind hierbei die beiden mit Durchbrechungen versehenen Platten 32 und 33 in der Fig. in gleicher Weise angeordnet wie die beiden Platten 24 und der Schikane 19 in Fig. 2.

Die verschiedenen Platten, welche im Zusammenhang mit den Fig. 2 und 3 beschrieben sind, waren dabei unterhalb des Widerstandes angeordnet. Erfindungsgemäss ist es auch möglich, dass die Platten über den Widerständen angeordnet

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werden können.

Die erfindungsgemäss ausgebildete Setzung ist jedenfalls mit wenigstens einer der Platten ausgestattet, wie sie in der Nähe eines Widerstandes, beschrieben wurden. In dem Fall, wo die Heizung mit mehreren Platten ausgestattet ist, können diese, in gleicher Art oder-in gleicher" Kombination verwendet werden, wie es beschrieben wurde. Die Anordnung der Platten, Schikanen oder mit Durchbrechungen versehenen Platten, wie sie in der Zeichnung dargestellt und vorstehend im Zusammenhang mit oberen, unteren und mittleren Widerständen beschrieben ist, stellt nur eine Auswahl in der Ausführung einer erfindungsgemäss ausgebildeten Heizung dar.

Diese Heizung umfasst darüber hinaus übliche Einrichtungen zur Messung der Temperatur des aufgeheizten Wärmeübertragungsmittels und zur elektrischen Speisung eines oder mehrerer Widerstände in Abhängigkeit von der Temperatur des Wärmeübertragungsmittels . Sie besitzt ferner Einrichtungen zur Steuerung der verschiedenen Widerstände in Abhängigkeit von Tag und Stunde, um beispielsweise die Heizung in Betrieb zu setzen selbst bei Abwesenheit des Bewohners und um einen Nachttarif für den Stromverbrauch bestmöglichst auszunutzen.

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Claims

PATENTANSPRÜCHE

Elektrische Heizung für den Hausgebrauch mit einem Heizkörper und elektrischen Heizwiderständen, welche in ein Wärmeübertragungsmittel eintauchen, sowie mit einer Zuleitung und einer Ableitung zum Anschluss an eine äussere Heizungsanlage, zwischen denen das Wärmeübertragungsmittel umläuft, gekennzeichnet durch Umlenkungen (18 bis 20; 30 bis 33) nahe wenigstens eines der Widerstände (3bis 5) zum Umlenken des umlaufenden Wärmeübertragungsmittels und Veränderung seines Durchflusses im Innern der Heizung.
2. Heizung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen Heizkörper (2) mit einem den Durchfluss des Wärmeübertragungsmittels verzögernden Bereich und mit einem den Durchfluss des Wärmeübertragungsmittels beschleunigenden Bereich, welche durch die Umlenkungen (18 bis 20; 30 bis 33) voneinander getrennt sind.
3. Heizung nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch einen deutlich grösseren Bereich zur Verzögerung des Wärmeübertragungsmitteldurchflusses als der Bereich zur Beschleunigung des Wärmeübertragungsmitteldurchflusses.
4. Heizung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch Umlenkungen in Form von Schikanen (18 bis 20).
5. Heizung nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch Schikanen aus wenigstens zwei horizontalen Platten (21 bis 27; 32, 33) in verschiedener Höhe, welche abwechselnd an jeder der beiden grossen Vertikalflächen (28, 29) des Heizkörpers (2) angeordnet sind.
6. Heizung nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch sich in einem

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gemeinsamen Bereich gegenseitig überdeckende Platten (21 bis 25; 32, 33) .
7. Heizung nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch Platten (26, 27) mit einer Breite, welche geringer als die Hälfte der inneren Breite des Heizkörpers (2) ist.
8. Heizung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch Umlenkungen aus wenigstens einer mit Durchbrechungen versehenen Platte (30 bis 33).
9. Heizung nach Anspruch 4 bis 7, gekennzeichnet durch mit Durchbrechungen (31) versehene Schikanenplatten (32 bis 33).
10. Heizung nach. Anspruch 8 oder 9, gekennzeichnet durch runde und schachbrettartig angeordnete Durchbrechungen (31).
11. Heizung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen quaderförmigen Heizkörper (2) mit rechteckigen Vertikal- und Horizontalschnitten.
12. Heizung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch horizontale Heizwiderstände (3 bis 5) mit einer der Länge des horizontalen Heizkörperschnittes entsprechenden Länge und mit einer geringeren Breite als dessen Breite.
13. Heizung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine unabhängige elektrische Speisung jedes der Heizwiderstände (3 bis 5) zur Veränderung der Heizleistung.
14. Heizung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Wärmeübertragungsmittelzuleitung (14) an der unteren Horizontalfläche des Heizkörpers (2) nahe seiner Vorderfläche und durch eine Wärmeübertragungsmittelableitung (.15) an dessen oberer Horizontalfläche nahe seiner rückwärtigen Fläche.

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