DE4310417A1 - Vorrichtung zur Erhöhung der Wärmeleitung von mit Flüssigkeiten betriebenen Raumheizkörpern - Google Patents
Vorrichtung zur Erhöhung der Wärmeleitung von mit Flüssigkeiten betriebenen RaumheizkörpernInfo
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Description
Raumheizkörper werden vorzugsweise mit Flüssigkeiten
(z. B. Wasser) betrieben und aus Metallen (z. B. Stahl,
Grauguß, Aluminium) hergestellt.
Zwecks Wärmezufuhr an den zu beheizenden Raum wird
Flüssigkeit kontinuierlich mit der sogenannten Vorlauf
temperatur dem Heizkörper zugeleitet und nach Wärme
abgabe mit einer niedrigeren Temperatur, der sogenannten
Rücklauftemperatur, dem Heizkörper wieder entnommen.
Es ist auch bekannt, mit Raumheizkörper einen Raum
zu kühlen, indem eine Flüssigkeit dem Raumheizkörper
zugeführt wird, deren Temperatur unter der angestrebten
Raumtemperatur liegt.
In beiden Fällen erfolgt der Wärmeaustausch mit dem
Raum durch Wärmestrahlung und Konvektion. Vielfach
wird zur Unterstützung der natürlichen Konvektion ein
Lüfter (z. B. Walzenlüfter) eingesetzt, der die Luft
strömung verstärkt. Mit dieser Hilfseinrichtung kann
der Wärmeaustausch vervielfacht und die Größe des Raum
heizkörpers minimiert werden. Das ist besonders vorteil
haft, wenn zwecks Energieeinsparung (z. B. Brennwertkessel)
die Heizkörpertemperaturen zwischen 30 und 60 Grad
liegen. Der Nachteil dieser Hilfseinrichtung ist die
Installation der Hilfsenergie zum Antrieb des Lüfters
in Form einer elektrischen Stromversorgung. Dabei sind
Sicherheitskriterien zu beachten, insbesondere wenn
die Anlage zum Kühlen dient und Feuchtigkeit in Form
von Kondenswasser entsteht. Auch die automatische Regelung
der Lüfterdrehzahl bzw. die Ein- und Ausschaltung des
Lüfters sind aufwendig.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung vorzuschla
gen die den Wärmeaustausch durch zusätzliche Luftbewegung
zuverlässig intensiviert. Dabei soll diese Vorrichtung
ohne den Einsatz von elektrischer Energie und ohne
aufwendige äußere Regelung auskommen.
Gelöst wird diese Aufgabe durch eine Vorrichtung gemäß
den Merkmalen des Patentanspruchs 1. Vorteilhafte Weiter
bildungen sind in Patentansprüchen 2 bis 8 beschrieben.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß
in einer Klimaanlage mit einem Konvektor und einem
zusätzlichen Lüfter der Lüfter mit einem von dem strömen
den Wärmetransport-Medium gedrehten Antrieb gekoppelt
ist.
Dieser Antrieb kann sowohl vor dem Eintritt des Wärmetrans
port-Mediums in den Konvektor, in dem Konvektor selbst,
als auch nach dem Austritt des Wärmetransport-Mediums aus
dem Konvektor in der Leitung angeordnet sein.
Es ist dabei untergeordnet, ob das Wärmetransport-Medium
eine Flüssigkeit, wie etwa Wasser oder eine bestimmte
Kühlflüssigkeit oder ein gasförmiges Medium, wie etwa
Wasserdampf, darstellt.
Der Antrieb kann ein Turbinenrad sein, das dem Wärmetrans
portmedium angepaßt ist. Es kann somit auch ein Flügel
rad sein. Es ist denkbar, den Lüfter über eine Welle,
die den Antrieb in der Leitung mit dem Lüfter verbindet,
anzutreiben. Dabei kann ein Getriebe zwischengeschaltet
werden.
Dieses Getriebe kann auch dazu genutzt werden, den
Lüfter auszuschalten, was automatisch bei Erreichen
einer bestimmten Umgebungstemperatur, als auch manuell
aus subjektiven Gründen erfolgen kann.
Eine Ausführung, bei der die Durchführung der Welle
durch die Leitung für das Wärmetransport-Medium einge
spart wird, wie es bei der Verwendung einer Magnet
kupplung der Fall ist, ist besonders vorteilhaft. Beim
Einsatz einer Magnetkupplung ist das Gehäuse aus einem
nichtferromagnetischen Material, wie Aluminium,
einer Aluminiumlegierung, austenitischem Stahl, Kunst
stoff oder dergleichen. Der Vorteil dieser Anordnung
ist offensichtlich, denn Durchführungen aus Räumen,
die mit einem Medium gefüllt sind, besitzen den grund
sätzlichen Nachteil, daß sie gewissenhaft abgedichtet
sein müssen.
Das Abschalten des Lüfters kann, wie oben erwähnt,
durch das Ausrücken der Kupplung, aber auch durch
einen Bypass erreicht werden. Dazu wird über geeignete
Stellglieder die Leitung mit dem Antrieb geschlossen
und der Bypass geöffnet.
Eine weitere Möglichkeit ist darin zu sehen, daß Wasser
aus der Vorlaufleitung entnommen, an dem Raumheizkörper
vorbeigeleitet (Bypass) und der Lüfter damit angetrieben
wird. Damit ist es möglich, dem Raumheizkörper Wärme
zu entnehmen, auch wenn er nicht durchströmt wird.
Die Bypassleitung kann in diesem Falle ein eigenes Thermo
statventil enthalten, wobei die Temperatur des Raumheiz
körpers das Thermostatventil steuert. Bei einer Raumheiz
körpertemperatur oberhalb der angestrebten Raumtempera
tur öffnet das Thermostatventil; bei abgekühltem Raumheiz
körper schließt es wieder.
Die Gestaltung des Lüfters ist frei wählbar. Es kann
ein Walzenlüfter eingesetzt werden, aber es ist auch
jeder andere Lüfter geeignet, der die Wärme von dem
Konvektor in den zu klimatisierenden Raum abführt,
und an den Antrieb angekoppelt werden kann.
Der Vorteil dieser Vorrichtung ist in erster Linie
in der Unabhängigkeit vom elektrischen Netz zu sehen.
Dadurch werden die entscheidenden Nachteile, die
elektrische Einrichtungen in feuchter Atmosphäre
mit sich bringen, beseitigt.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand des in der
Abb. 1 dargestellten Ausführungsbeispiels näher
beschrieben.
Fig. 1 ist eine schematische Darstellung eines Aus
führungsbeispiels des Antriebs und seiner
Kopplung mit dem Lüfter gemäß vorliegender
Erfindung,
Fig. 2 ist eine schematische Darstellung eines zweiten
Ausführungsbeispiels des Antriebs und seiner
Kopplung mit dem Lüfter gemäß vorliegender
Erfindung.
An einen Raumheizkörper 1 ist im unteren Austrittsbereich
mittels einer handelsüblichen Verschraubung 2 ein Gehäuse
3 flüssigkeitsdicht befestigt. Dem Gehäuse wird der
gesamte aus dem Heizkörper austretende Flüssigkeitsstrom
4 zugeleitet. Der Flüssigkeitsstrom 4 trifft in dem
Gehäuse 3 auf ein Turbinenrad 5 (hier beispielhaft
als Flügelrad dargestellt) und treibt dieses an.
Das Turbinenrad versetzt über eine Welle 6 einen Lüfter
7 (hier als Walzenlüfter dargestellt) in eine Drehbe
wegung und erzeugt die notwendige Luftbewegung. Die
Welle 6 ist gegenüber der Umgebung mittels einer Dreh
dichtung 9 abgedichtet.
Damit wird durch das Heiz- bzw. Kühlmedium der Wärme
austausch ohne Zusatzenergie und ohne aufwendige Regelung
realisiert. Eine Drehbewegung und damit ein um mindestens
30% verstärkter Wärmeaustausch findet nur statt, wenn
Flüssigkeit durch den Heizkörper strömt. Die Flüssigkeit
verläßt das Gehäuse 3 durch eine Verschraubung 8,
die in der gleichen Achse liegt, wie der Heizkörperanschluß
und das gleiche Gewinde aufweist (i.a. R 1/2′′).
In Abb. 2 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel
dargestellt, bei dem auf die hemmende Drehdurchführung
9 verzichtet wird. Hierbei wird die Welle 6 z. B. über
ein Zahnradpaar 10 angetrieben. Auf der Welle 6 befindet
sich eine Magnetkupplung 11, die den Lüfter 7 mit der
Welle 6 berührungslos drehbar verbindet. Bei dieser
Ausführung ist es wichtig, daß das Gehäuse 3 aus einem
nichtferromagnetischen Material, z. B. aus Aluminium,
angefertigt wird. Die Luftspalte 12 der Magnetkupplung
11 sollen nicht größer als 0,5 mm sein, wobei Spalte
von 0,05 mm wegen der magnetischen Ankopplung vorteilhaft
sind.
Bei beiden Ausführungsbeispielen ist es natürlich möglich,
über eine hier nicht dargestellte Bypassleitung den
Flüssigkeitsstrom an dem Turbinenrad vorbei zu leiten,
so daß der Lüfter bei Bedarf auch ausgeschaltet werden
kann.
Claims (11)
1. Vorrichtung zur Erhöhung der Leistung von Klima
anlagen mit einem Konvektor und einem zusätzlichen
Lüfter, dadurch gekennzeichnet,
daß der Lüfter mit einem von dem strömenden Wärme
transport-Medium gedrehten Antrieb gekoppelt ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch
gekennzeichnet, daß der von dem Wärme
transport-Medium gedrehte Antrieb vor dem Eintritt
des Wärmetransport-Mediums in den Konvektor, in dem
Konvektor selbst oder nach dem Austritt des Wärme
transport-Mediums aus dem Konvektor in der Leitung
angeordnet ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch
gekennzeichnet, daß der Antrieb ein Tur
binenrad 5, vorzugsweise ein Flügelrad, aufweist.
4. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet, daß
der Antrieb des Lüfters (7) über eine Antriebswelle (6)
und eine dichte Drehdurchführung erfolgt und
die Welle (6) vorzugsweise mit dem Turbinenrad (5)
über ein Getriebe gekoppelt ist.
5. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet, daß
das Gehäuse, in dem der Antrieb untergebracht ist,
aus nichtferromagnetischem Material, vorzugsweise Alu
minium, Aluminiumlegierung, austenitischem Stahl oder
Kunststoff besteht, und daß der Antrieb mit dem Lüfter,
vorzugsweise unter Einbindung eines Getriebes über
eine Magnetkupplung verbunden ist.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch
gekennzeichnet, daß der Luftspalt der
Magnetkupplung 0,05 bei 0,5 mm beträgt.
7. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 6, dadurch
gekennzeichnet, daß das Wärmetransport-
Medium Wasser darstellt.
8. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 6, dadurch
gekennzeichnet, daß das Wärmetransport-
Medium Wasserdampf darstellt.
9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8,
dadurch gekennzeichnet, daß
eine den Antrieb umgebende Bypassleitung vorgesehen
ist, und daß durch geeignete Stellmittel Antrieb
oder Bypass wahlweise ansteuerbar sind.
10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9,
dadurch gekennzeichnet, daß
eine den Konvektor umgebende Bypassleitung vorgesehen
ist und daß Bypass und HK durch geeignete Stellglieder
wahlweise ganz oder teilweise ansteuerbar sind, wobei
vorzugsweise die Ansteuerung dann einsetzt, wenn ein
vorgegebener Temperaturunterschied zwischen Raum- und
Konvektoroberflächentemperatur überschritten wird.
11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10,
dadurch gekennzeichnet, daß
der Lüfter (7) als Walzenlüfter ausgebildet ist.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE4310417A DE4310417A1 (de) | 1993-03-31 | 1993-03-31 | Vorrichtung zur Erhöhung der Wärmeleitung von mit Flüssigkeiten betriebenen Raumheizkörpern |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE4310417A DE4310417A1 (de) | 1993-03-31 | 1993-03-31 | Vorrichtung zur Erhöhung der Wärmeleitung von mit Flüssigkeiten betriebenen Raumheizkörpern |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE4310417A1 true DE4310417A1 (de) | 1994-10-06 |
Family
ID=6484288
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE4310417A Withdrawn DE4310417A1 (de) | 1993-03-31 | 1993-03-31 | Vorrichtung zur Erhöhung der Wärmeleitung von mit Flüssigkeiten betriebenen Raumheizkörpern |
Country Status (1)
Country | Link |
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