DE3331268C2 - Konvektionsheizkörper - Google Patents

Abstract

Es wird ein Heizrohrkörper für Heizzwecke beschrieben. Das Gerät umfaßt ein mit einem Wärmeübertragungs- oder Arbeitsfluid gefülltes Hauptrohr, eine durch das Hauptrohr verlaufende Wärmequelle, die das Arbeitsfluid verdampft, und ein mit dem Hauptrohr durch Verbindungsrohre in Verbindung stehendes Nebenrohr, wodurch in dem Rohrheizkörper ein abgeschlossener Raum definiert ist, in welchem das Arbeitsfluid dem Wechsel zwischen Verdampfung und Kondensation unterliegt, um Wärme an die Umgebungsluft abzugeben, die durch in gleichen Abständen angeordnete Rippen am Hauptrohr und am Nebenrohr aufwärts strömt. Das Hauptrohr und das Nebenrohr verlaufen parallel zueinander und liegen im wesentlichen waagerecht, während die Verbindungsrohre aufrecht stehen, so daß die Luft durch natürliche Konvektion durch die Rippen an jedem Rohr strömen kann, wenn die Luft Wärme von den Rippen aufnimmt. Bei einer bevorzugten Ausführungsform stehen die Rippen an dem obenliegenden Nebenrohr über die Rohrlänge verteilt in größerem Abstand voneinander als die Rippen an dem Hauptrohr, so daß der Aufwärtsstrom der Luft durch natürliche Konvektion durch die Rippen an dem unteren Rohr nicht ernsthaft behindert werden kann, um auf diese Weise von dem Hauptrohr soviel Wärme wie möglich wirksam abnehmen zu können und außerdem Wärme von dem oberen Rohr abnehmen zu können, damit die Gesamtmenge der von dem ganzen Rohrheizkörper abgegebenen Wärme erhöht wird.

Description

Die Erfindung betrifft einen Konvektionsheizkörper der im Oberbegriff des Anspruches 1 angegebenen Art

Ein derartiger Konvektionsheizkörper ist aus der DE-PS 8 28 275 bekannt Bei diesem im wesentlichen nach dem Speicherprinzip arbeitenden Konvektionsheizkörper bilden das Hauptrohr, das Nebenrohr und die beiden Verbindungsrohre insgesamt einen rechtekkigen Rahmen und in dem von diesem umschlossenen Raum sind Wärmeabstrahlrippen angeordnet Eine optimale Wärmeübertragung auf die den Heizkörper umgebende, bzw. an diesem vorbeistreichende Luft kann jedoch hierdurch nicht erreicht werden, weil die heißesten Teile des Heizkörpers unverrippi sind.

Aus der US-PS 28 41 685 ist zwar ein Konvektionsheizkörper bekannt, der aus einem Hauptrohr und darüber angeordneten, über Verbindungsrohre angeschlossene Nebenrohren besteht, die verrippt sind. Das Hauptrohr selbst ist unverrippt Nachteilig ist hieran die schlechte Raumausnutzung und die nicht optimale Wärmeübertragung, weil sich nicht alle Teile des Heizkörpers auf gleicher Temperatur befinden, insbesondere die Temperatur längs der Nebenrohre von der Vorlaufzur Rücklaufseite abfällt.

Aus dem DE-GM 18 43 348 ist andererseits ein mit öl als Wärmeträgermedium arbeitender Konvektionsheizkörper bekannt, bei dem lediglich das einen elektrischen Heizstab enthaltende Hauptrohr, nicht aber das darüber angeordnete Nebenrohr verrippt ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Konvektionsheizkörper der einleitend genannten Art mit verbesserter Wärmeübertragung zu schaffen.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruches angegebenen Merkmale gelöst.

Diese Lösung führt zu einem Konvektionsheizkörper, der bei einfachstem Aufbau ein vorgegebenes Bauvolumen optimal nutzt und eine bestmögliche Wärmeabgabe an die vorbeistreichende Luft gewährleistet. Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, daß der Wärmeübergangskoeffizient zu der ümgebungsiuft mit abnehmendem Temperaturunterschied zwischen den Rippen und dieser Umgebungsluft ebenfalls abnimmt, so daß es darauf ankommt, den Heizkörper so auszulegen, daß die Luft schnell an den Rippen entlangstreicht, damit diese ständig von neuzuströmender Luft niedriger Temperatur umspült sind. Bei der Lösung nach der Erfindung wird nun vermieden, daß das verrippte Nebenrohr die aufwärtsgerichtete Strömung der an den Rippen des Hauptrohres vorbeistreichenden Luft behindert

In der Zeichnung ist die Erfindung anhand erläuternder Diagramme und eines Ausführungsbeispiels veranschaulicht Es zeigt

F i g. 1 ein Diagramm über die Abhängigkeit des Wärmeübertragungskoeffizienten je Rippe des Hauptrohres und des Nebenrohres von dem Rippenabstand,

F i g. 2 ein Diagramm der abgegebenen Wärmemenge in Abhängigkeit von der Anzahl der auf einem Rohr vorgegebener Länge angeordneten Rippen und

F i g. 3 eine Ansicht eines Konvektionsheizkörpers in schematischer Vereinfachung.

Das Diagramm gemäß F i g. 1 wurde durch Untersuchung einer Anzahl von Heizkörpern mit unterschiedlichem Rippenabstand jedoch ansonsten gleichem Aufbau ermittelt Wie ersichtlich wächst der Wärmeübertragungskoeffizient sowohl für das Hauptrohr als auch für das Nebenrohr mit zunehmendem gegenseitigen Abstand der Rippen beginnend von sehr kleinen Werten bis auf einen näherungsweise konstanten Wert allmählich an. Der Wärmeübertragungskoeffizient des Hauptrohres liegt jedoch stets über demjenigen des Nebenrohres. Beispielsweise ist der Wärmeübertragungskoeffizient für eine Rippe des Nebenrohres bei einem Zwischenraum von 5 mm zwischen benachbarten Rippen nur etwa halb so groß wie derjenige einer Rippe des Hauptrohres bei gleichem Zwischenraum zur Nachbarrippe. Die von jeder Rippe pro Zeiteinheit abgegebene Wärmemenge nimmt also mit zunehmender Temperaturdifferenz zwischen den Rippen und der heranströmenden Frischluft zu. Die Geschwindigkeit der Konvektionsströmung erreicht jedoch von einem gewissen Rippenabstand an einen Höchstwert, von dem an eine weitere Vergrößerung des Zwischenraumes zwischen benachbarten Rippen keine Zunahme der Wärmeübertragung je Zeiteinheit mehr ergibt.
Andererseits zeigt das Diagramm in Fig.2, daß die Wärmeübertragung bei einer bestimmten Anzahl von Rippen auf einem Rohr vorgegebener Länge ein Maximum hat Während also F i g. 1 zeigt, daß eine zu starke Verrippung, d. h. zu enge Abstände zwischen den Rippen, die Wärmeübertragung verschlechtern, läßt F i g. 2 erkennen, daß auch eine zu schwache Verrippung, d. h. zu große Zwischenräume zwischen den Rippen, die übertragene Wärmemenge verringern.

Der in Fig.3 dargestellte Konvektionsheizkörper trägt diesen Erkenntnissen dadurch Rechnung, daß die Rippen 16 auf dem unten liegenden Hauptrohr 8 einen deutlich geringeren Abstand voneinander haben als die in einem gegenseitigen Abstand B auf einem oben liegenden Nebenrohr 9 angeordneten Rippen 16 haben. Die speziellen Werte für die unterschiedlichen Abstände der Rippen richten sich nach der Leistung der benutzten Wärmequelle, dem Material und den Abmessungen der Rohre, der Rippen und ähnlichem.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Konvektionsheizkörper, bestehend aus einem eine elektrische Wärmequelle enthaltenden, waagerechten Hauptrohr, das mit einer im Heizbetrieb verdampfbaren Wärmeträgerflüssigkeit gefüllt und über Verbindungsrohre an mindestens ein über dem Hauptrohr liegendes, zu ihm paralleles Nebenrohr angeschlossen ist, wobei der Konvektionsheizkörper mit in Abständen angeordneten Wärmeabstrahlrippen versehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß sowohl das Hauptrohr (8) als auch das Nebenrohr mit Wärmeabstrahlrippen (16) versehen sind und daß der gegenseitige Abstand A der Wärmeabstrahlrippen des Hauptrohres (8) kleiner als der gegenseitige Abstand B der Wärmeabstrahlrippen des Nebenrohres (9) ist