DE4128400A1 - Elektrischer flaechenheizkoerper - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen elektrischen Flächenheiz­ körper, der als elektrische Teilspeicherflächenheizung verwen­ det wird und für explosionsgefährdete sowie Feuchträume geeig­ net ist.

Es wurden bereits Flächenheizkörper besonderer Formen und unter­ schiedlicher Ausgangsleistungen vorgeschlagen, die als elektri­ sche Raumheizungen betrieben werden. Dabei hat es nicht an immer wieder neuen Entwicklungsarbeiten gemangelt, um insbeson­ dere die Ausgangsleistung der Flächenheizkörper dein Wärmebedarf des jeweils zu beheizenden Raumes anzupassen und um den Aufwand und damit die Kosten für die Fertigung sowie Montage derartiger Flächenheizkörper zu senken.

So ist eine elektrische Heizwand bekannt (OS 20 50 136), die aus mehreren gleichen zu einer Heizeinheit zusammensetzbaren flachen Heizelementen besteht. Mit dieser Heizwand soll insbe­ sondere die Leistung dem jeweiligen Wärmebedarf eines Raumes angepaßt werden. Die damit erzielbaren Ergebnisse sind jedoch insofern nicht befriedigend, als sich die Beheizung des Raumes in hohem Maße durch Konvektion vollzieht, mit dem Nachteil einer nicht gleichmäßigen Erwärmung des Raumes.

Es sind ferner Heizvorrichtungen für Decken oder Wände vorge­ schlagen worden (OS 20 48 001), bei denen elektrische Heizele­ mente in den Hohlräumen von an den Decken oder Wänden als Verkleidung angebrachten, aus Metallblech bestehenden wannenför­ migen Kachelelementen angeordnet sind. Ein derartiges Heizsy­ stem ist zwar relativ einfach und robust. Aber auch in diesem Fall mangelt es an einer gleichmäßigen Beheizung des Raumes und es entstehen durch die Temperaturunterschiede nicht unbeträcht­ liche Energieverluste.

Bekannt sind weiterhin Flächenheizkörper, die aus Standardele­ menten, sogenannten Kassetten, aufgebaut sind (OS 26 14 096; OS 26 14 097). Die Hauptmerkmale der betreffenden Lösungen beste­ hen darin, daß zwischen zwei Schienen eine bestimmte Anzahl von Kassetten entsprechend der gewünschten Ausgangsleistung des Flächenheizkörpers eingeschoben wird. Ein derart aufgebauter Flächenheizkörper ist mit einer Anschlußkassette ohne wärmeab­ strahlende Widerstandsvorrichtung versehen, die Spannung und Strom zu einer Leitereinrichtung übertragen kann, die in der oberen Schiene angeordnet ist und über die die in den Schienen gehaltenen Heizkassetten mit Strom versorgt werden. Eine andere Ausführung solcher Flächenheizkörper besteht darin, daß jede der Heizkassetten über eine Kontakteinrichtung verfügt, die mit der Kontaktschiene verbunden ist und wahlweise eine Kassette als Anschlußkassette zur Steuerung einer oder mehrerer Kasset­ ten ausgebildet ist. Die Kassetten selbst bestehen auf einem Aluminiumprofil, das die Träger für die Heizwicklungen aufneh­ men kann. Sie sind zur Verringerung der Oberflächentemperatur mit einem aus Kunststoff bestehenden Deckel versehen.

Als wesentliche Nachteile derartiger Flächenheizkörper erweisen sich die fehlende Wärmespeicherung und die aufgrund der verwen­ deten Kunststoffabdeckungen unzureichende flächenmäßige Wärmeab­ strahlung sowie der durch die Anschlußkassetten und die strom­ führende Kontaktschiene bedingte relativ komplizierte Aufbau. Darüber hinaus sind diese und die anderen bekannten Flächenheiz­ körper für eine Verwendung in explosionsgefährdeten und Feuchträumen nicht geeignet und nicht spritzwassergeschützt.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen aus Kassetten bestehenden elektrischen Flächenheizkörper mit besse­ rer Wärmespeicherung zu schaffen, der auch für explosionsgefär­ dete und Feuchträume geeignet ist.

Bei dem entsprechend der erforderlichen Ausgangsleistung aus einer oder mehreren Heizkassetten bestehenden elektrischen Flächenheizkörper, bei dem die Heizkassetten zusammen mit Vorder- und Rückwand des Flächenheizkörpers übergreifenden Sei­ tenteilen und einer Abdeckung auf einer Trägervorrichtung angeordnet und mit Halterungen an der Wand angebracht sind, ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß zwei oder mehrere gas- und was­ serdicht ausgebildete, einzeln betriebsfähige Wärmespeicherker­ ne enthaltende Heizkassetten, bei denen die Stromübertragung durch Stecker- und Kupplungskontakte erfolgt, in einem Rahmen angeordnet und derart gegeneinander verpreßt sind, wobei zwi­ schen den Heizkassetten elastische Dichtungen eingesetzt sind, daß die elektrischen Stecker- und Kupplungskontakte gas- und wasserdicht isoliert sind und dadurch die Verwendung des Flä­ chenheizkörpers für explosionsgefährdete und Feuchträume mög­ lich wird oder daß bei einer Heizkassette diese tragrahmenfrei angeordnet ist. Die dem zu erwärmenden Raum zugewandte Vorder­ wand des Flächenheizkörpers besitzt senkrecht verlaufende Rippen und weist abwechselnd nach außen offene und verschlosse­ ne Luftschächte auf.

Eine bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Flächen­ heizkörpers besteht darin, daß mittels einem über oder unter den Heizkassetten angebrachten Gebläse die zwischen der eben oder gerippt ausgebildeten Rückwand des Flächenheizkörpers und den Heizkassetten aufsteigende Luft zwangsweise im Gegenstrom­ prinzip durch die an der Vorderseite des Flächenheizkörpers nach außen geschlossenen Luftschächte geführt wird und so einen intensiven Wärmeaustausch und ein schnelles Erwärmen des Raumes gewährleistet.

Vorzugsweise sind die die Stromübertragung sichernden Stecker- und Kupplungskontakte an den Heizkassetten mittig angeordnet und bestehen die elastischen Dichtungen aus Polytetrafluorethy­ len oder es werden Silikondichtungen eingesetzt.

In bezug auf die Heizkassetten des elektrischen Flächenheizkör­ pers der genannten Art ist erfindungsgemäß vorzugsweise vorgese­ hen, Wärmespeicherkerne aus Schamotte, Magnesit oder Keramikma­ terial mit hoher Temperaturwechselbeständigkeit mit darin einze­ mentierten, gekitteten oder geklebten Heizwendeln oder -bändern zu verwenden und in einer metallischen Ummantelung, die gas- und wasserdicht verschweißt oder geklebt ist, anzuordnen. Die durch Abstandshalter zwischen den Wärmespeicherkernen und der Ummantelung der Heizkassette gebildeten Hohlräume sind mit einem Wärmedämmaterial, beispielsweise mit Mineral-, Schlacken- oder Keramikwolle oder -fasern druckfest ausgefüllt.

Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform besteht der erfindungsgemäße elektrische Flächenheizkörper aus zwei paral­ lel angeordneten Batterien mehrerer in der erwähnten Art mitein­ ander verbundener Heizkassetten, bei dem die zwischen der Rückwand des Flächenheizkörpers und den Heizkassetten aufstei­ gende Luft mit einem Gebläse zwischen den Kassetten nach unten geführt wird, damit sie anschließend durch im unteren Teil der Vorderwand des Flächenheizkörpers befindliche Luftauslaßöffnun­ gen in den Raum austreten kann. Eine weitere bevorzugte Ausfüh­ rungsform eines aus zwei parallel angeordneten Batterien mehre­ rer untereinander elektrisch verbundener Heizkassetten besteht darin, daß die zwischen der Rückwand des Flächenheizkörpers und den Heizkassetten aufsteigende Luft mit einem Gebläse und einem oberhalb der zweiten Batterie angeordneten Leitblech zunächst zwischen den beiden Batterien zwangsweise nach unten geführt wird und anschließend durch in der Vorderseite des Flächenheiz­ körpers befindlichen Luftauslaßöffnungen in den Raum austreten kann.

Weitere Merkmale, Einzelheiten und Vorzüge der Erfindung erge­ ben sich aus den folgenden Fig. 1 bis 5, an denen die Erfin­ dung beispielhaft erläutert wird. Es zeigen

Fig. 1 Eine perspektivische Darstellung eines unterhalb eines Fensters angebrachten erfindungsgemäßen elektrischen Flächenheizkörpers, bei dem ein Gebläse vorzugsweise oberhalb der Heizkassetten angeordnet ist.

Fig. 2 Teilweise im Schnitt eine perspektivische Darstellung von in einem aus Stahlprofil bestehenden Rahmen einge­ setzten Heizkassetten, wobei der Rahmen seitlich noch nicht geschlossen ist.

Fig. 3 Eine Schnittdarstellung, aus der der Stecker- und Kupplungskontakt von zwei Heizkassetten sowie deren gas- und wasserdichte Isolierung hervorgehen.

Fig. 4 Im Schnitt eine aus zwei Wärmespeicherkernen beste­ hende Heizkassette, wobei die Hohlräume mit Mineral­ wolle ausgefüllt sind.

Fig. 4a Im Schnitt A die Darstellung einer Heizkassette gemäß Fig. 4.

Fig. 5 Teilweise im Schnitt eine perspektivische Darstellung eines aus zwei Heizkassettenbatterien bestehenden Flächenheizkörpers mit einem unterhalb der hinteren Batterie angeordneten Gebläse.

Der in Fig. 1 gezeigte elektrische Flächenheizkörper gemäß der Erfindung weist einen aus U-förmigem Stahlprofil bestehenden Rahmen 1 auf, in dem mehrere gas- und wasserdicht verschweißte einzeln betriebsfähige Heizkassetten 2 angeordnet sind. Das über den Heizkassetten 2 in bekannter Weise angebrachte Gebläse 3 saugt gemäß der Erfindung die durch Aussparungen in der Bo­ denplatte des Flächenheizkörpers eintretende und zwischen der hier ohne Rippen ausgebildeten Rückwand 4 und den Heizkassetten 2 aufsteigende und sich erwärmende Luft an, und führt sie zwangsweise durch die nach der Raumseite geschlossenen Luft­ schächte 5 der rippenförmig ausgebildeten Vorderwand 6 des Flächenheizkörpers. Das bewirkt einen intensiven Wärmeübergang zu der in den offenen und unmittelbar an der Heizkassette 2 an­ liegenden Luftschächten 7 der Vorderwand 6 des Flächenheizkör­ pers aufsteigenden Luft und durch die Kombination von Wärme­ strahlung sowie natürlicher und erzwungener Konvektion ein ver­ hältnismäßig schnelles und gleichmäßiges Erwärmen des Raumes.

Der Flächenheizkörper wird auf an sich bekannte Weise mit elektrischer Energie versorgt, mit bekannten Aufhängungen an der Wand befestigt und ist mit einem außerhalb seines Wärme­ strahlungsbereiches liegenden Thermostaten verbunden. Der Flächenheizkörper ist derart mit einem Oberteil 8 und U-förmi­ gen die Vorder- und Rückwand des Flächenheizkörpers übergreifen­ den Seitenteilen 9 versehen, daß er mühelos montiert werden kann.

Fig. 2 zeigt in perspektivischer Darstellung teilweise im Schnitt die erfindungsgemäße Anordnung von vier gas- und wasserdicht ausgebildeten Heizkassetten 2 mit dazwischenlie­ genden elastischen Dichtungen 10 aus Polytetrafluorethylen in einem aus U-förmigem Stahlprofil bestehenden Rahmen 1.

Die Heizkassetten 2 haben jeweils gleiche Leistungsabgaben. Der Flächenheizkörper kann aber auch aus Kassetten mit unterschied­ lichen Leistungsabgaben bestehen. Vorteilhaft ist es, Kassetten mit 400 bis 800 Watt Leistung einzusetzen.

Wie aus Fig. 2 ersichtlich ist, erfolgt die Stromübertragung durch erfindungsgemäß mittig angeordnete Stecker- und Kupplungs­ kontakte 11, 12. Die erfindungsgemäß die Stecker- und Kupplungs­ kontakte 11, 12 umschließenden elastischen Dichtungen 10 aus Po­ lytetrafluorethylen haben eine Dicke von jeweils 2 bis 8 mm, vorzugsweise 3 mm.

Die Heizkassetten 2 werden seitlich in den Rahmen 1 eingesetzt. Der an der gegenüberliegenden Seite abgeschlossene Rahmen ist in seiner Länge so bemessen, daß die eingesetzten Heizkassetten 2 in Abhängigkeit von ihrer Anzahl zunächst 2 bis 10 mm seit­ lich über das Ober- und Unterteil des Rahmens 1 hinausragen. Die Heizkassetten 2 werden zum Zwecke der gas- und wasserdichte­ n Isolierung der die Stromführung sichernden Stecker- und Kupp­ lungskontakte 11, 12 aneinandergepreßt. Man erkennt, daß an der noch offenen Seite des Rahmens 1 das Seitenteil 13 in eine Aussparung 15 des unteren Teils des Rahmens 1 schräg eingesetzt ist. Das Seitenteil 13 wird nun mit der oberen Längsseite des Rahmens 1 formschlüssig verbunden, indem der Zapfen 14 in der Aussparung 16 verankert wird. Die so erzielte Heizkassettenan­ ordnung ist jederzeit wieder lösbar, und es ist möglich, Heiz­ kassetten problemlos auszutauschen. Außerdem werden die auf­ grund des intervallmäßigen Betriebes des elektrischen Flächen­ heizkörpers zwangsweise auftretenden Längenveränderungen des Ma­ terials dadurch ausgeglichen, und es wird die gas- und wasser­ dichte Isolierung der Heizkassetten 2 während und außerhalb des Betriebszustandes des Flächenheizkörpers gewährleistet.

Fig. 3 zeigt eine Schnittdarstellung, aus der die Stecker- und Kupplungskontakte 11, 12 von zwei Heizkassetten sowie deren gas- und wasserdichte Isolierung hervorgehen.

Der an der Seite der einen Heizkassette mittig befindliche Steckerkontakt 11 ist in einer handelsüblichen Verbundhülse 17 angebracht, die aus einem isolierenden Plaste- oder Keramik­ mantel und einer Kupferhülse besteht und die in den aus Stahl­ profil bestehenden Abstandshalter 18 eingeschraubt ist. Der Ab­ standshalter 18 ist mit der Ummantelung 19 der Heizkassette gas- und wasserdicht verschweißt oder geklebt.

Der Kontakt 12 ist auf gleiche Weise gas- und wasserdicht in der für die Kupplung vorgesehenen Heizkassette verankert.

Zwischen den Heizkassetten ist eine die Stecker- und Kupplungs­ verbindung umschließende isolierende Dichtung 10, vorzugsweise aus Polytetrafluorethylen hier in einer Dicke von 3 mm, ange­ bracht.

Fig. 4 und Fig. 4a zeigen im Schnitt eine erfindungsgemäße Heizkassette. In der gas- und wasserdicht verschweißten, aus Stahlblech bestehenden Ummantelung 19, sind zwei Wärmespei­ cherkerne 20, 21 angeordnet. Die Wärmespeicherkerne 20, 21 werden unter Verwendung von Abstandshaltern 22, 23, 24 derart eingesetzt, daß die Hohlräume 25, 26, 27 entstehen, die erfindungsgemäß mit Mineralwolle ausgefüllt sind und so die wärmespeichernde Wirkung der Heizkassetten 2 erhöhen. Die Wärmespeicherkerne 20, 21 bestehen erfindungsgemäß aus Magnesit und enthalten in entsprechend angeordneten Aus­ sparungen 28 in an sich bekannter Weise einzementierte Heizleiter 29, hier Heizbänder. Die Heizleiter 29 sind in be­ kannter Weise mit den Stecker- und Kupplungskontakten 11, 12 verbunden. Sie können auch als Heizwendeln ausgebildet sein.

Fig. 5 zeigt teilweise im Schnitt eine perspektivische Darstel­ lung eines aus zwei Batterien 30, 31 aneinandergereihter Heiz­ kassetten bestehenden Flächenheizkörpers mit einem unterhalb der hinteren Batterie 30 angeordneten Gebläse 32 und Leitblech 33. Die Heizkassetten 2 sind wie bereits erwähnt in einem U-för­ migen Stahlprofilrahmen 1 angeordnet. Mittels dem Gebläse 32 wird Luft durch die unterhalb der hinteren Heizkassettenbat­ terie 30 in der Bodenplatte 34 befindlichen Aussparungen 35 an­ gesaugt und zwischen Rückwand des Flächenheizkörpers und Batte­ rie 30 nach oben gedrückt. Wie man erkennen kann, weist die Vor­ derwand des Flächenheizkörpers im oberen Teil keine Luftauslaß­ öffnungen auf, so daß die erwärmte Luft zwangsweise zwischen den Heizkassettenbatterien 30, 31 und den durch den vorderen Teil des Flächenheizkörpers und der Heizkassettenbatterie 31 ge­ bildeten Luftschacht nach unten geführt wird, um schließlich durch die im unteren Teil der Vorderwand des Flächenheizkörpers befindlichen Luftauslaßöffnungen in den Raum zu strömen. Damit verbindet sich der Vorteil einer gleichmäßigen Erwärmung des Raumes bei einem sehr geringen Temperaturanstieg vom Boden zur Decke.

Die dargestellten Ausführungsformen können im Rahmen der Erfin­ dung Abwandlungen erfahren. So sind für den elektrischen Flä­ chenheizkörper, wenn er nur aus einer Heizkassette besteht, keine Bodenplatte und kein U-förmiger Profilrahmen erforder­ lich, wobei dann die Heizkassette unmittelbar auf der Trägervor­ richtung angebracht ist. Profilrahmen und Ummantelung der Heizkassetten können auch aus Aluminium bestehen und sowohl gas- und wasserdicht verschweißt oder geklebt werden. Die Rückwand des Flächenheizkörpers kann beliebig gestaltet und bei­ spielsweise auch rippenförmig ausgebildet sein.

Claims (16)

1. Elektrischer Flächenheizkörper, aus einer Heizkassette oder mehreren Heizkassetten, die zusammen mit Vorder- und Rückwand des Flächenheizkörpers und diese übergreifenden Seitenteilen und einer Abdeckung auf einer Trägervorrichtung angeordnet und mit Halterungen an der Wand angebracht sind, dadurch ge­ kennzeichnet, daß gas- und wasserdicht ausgebildete einzeln betriebsfähige Heizkassetten (2), die durch Stecker- und Kupplungskontakte (11, 12) elektrisch miteinander verbunden sind und die Wärmespeicherkerne (17, 18) enthalten, in einem Rahmen (1) angeordnet, zwischen den Heizkassetten (2) elasti­ sche Dichtungen (10) eingesetzt und die Heizkassetten (2) derart gegeneinander verpreßt sind, daß die elektrischen Stecker- und Kupplungskontakte (11, 12) gas- und wasserdicht isoliert sind oder daß bei einer Heizkassette (2) diese trag­ rahmenfrei angeordnet ist.

2. Flächenheizkörper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizkassetten (2) mit Hilfe eines Seitenteils (13) eines U-förmigen Profilrahmens (1) verpreßt sind und das Seitenteil (13) anschließend mit dem Rahmen (1) formschlüssig verbunden ist.

3. Flächenheizkörper nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeich­ net, daß das Seitenteil (13) des U-förmigen Profilrahmens (1) mit dem oberen und unteren Längsteil des Rahmens (1) lösbar verbunden ist.

4. Flächenheizkörper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Stecker- und Kupplungskontakte (11, 12) an den Seiten der Heizkassetten (2) mittig angeordnet sind.

5. Flächenheizkörper nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeich­ net, daß die elastischen Dichtungen (10) aus Polytetrafluo­ rethylen bestehen oder Silikondichtungen sind.

6. Flächenheizkörper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß über oder unter den Heizkassetten (2) ein Gebläse (3) an­ geordnet ist.

7. Flächenheizkörper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizkassetten (2) aus einer gas- und wasserdicht ver­ schweißten oder geklebten metallischen Ummantelung (16) mit darin durch Abstandshalter (19,20,21) stabil angeordneten Wär­ mespeicherkernen (17, 18) bestehen.

8. Flächenheizkörper nach Anspruch 1 und 7, dadurch gekennzeich­ net, daß der Wärmespeicherkern (17, 18) aus Schamotte, Magne­ sit oder einer Keramikmasse mit hoher Wärmewechselbeständig­ keit besteht.

9. Flächenheizkörper nach Anspruch 1, 7 und 8, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Wärmespeicherkerne (17, 18) Aussparungen (26) mit darin angebrachten Heizleitern (27) aufweisen.

10. Flächenheizkörper nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizleiter (27) als Heizwendeln oder Heizbänder ausgebildet sind.

11. Flächenheizkörper nach Anspruch 1 und 7, dadurch gekennzeich­ net, daß die Heizkassetten (2) einen oder mehrere Hohlräume (22, 23, 24) aufweisen.

12. Flächenheizkörper nach Anspruch 1, 7 und 11, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Hohlräume (22, 23, 24) mit einem Wärmedämmate­ rial ausgefüllt sind.

13. Flächenheizkörper nach Anspruch 1, 7, 11 und 12, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das Wärmedämmaterial aus Mineral-, Schlac­ ken- oder Keramikwolle oder -fasern besteht.

14. Flächenheizkörper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß parallel zu den vorhandenen Heizkassetten (28) eine zweite Batterie gas- und wasserdicht ausgebildeter Heizkasset­ ten (29) angeordnet ist.

15. Flächenheizkörper nach Anspruch 1 und 14, dadurch gekennzeich­ net, daß über oder unter der der Rückwand des Flächenheizkör­ pers zugewandten Batterie Heizkassetten (28) ein Gebläse (30) angeordnet ist.

16. Flächenheizkörper nach Anspruch 1, 14 und 15, dadurch gekenn­ zeichnet, daß über der der Vorderwand des Flächenheizkörpers zugewandten Batterie Heizkassetten (29) ein Leitblech angeord­ net ist, das die zwischen Rückwand des Flächenheizkörpers und der Heizkassettenbatterie (28) aufsteigende angewärmte Luft zwischen beiden Batterien Heizkassetten (28, 29) hindurch­ lenkt.