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Heizkörper mit zwei in Wärme speichernder Masse von schlechtem Wärmeleitungsvermögen
eingebetteten Rohrsystemen Die für verschiedene Heizungsarten, z. B. für Gas-, Warmwasser-,
Dampf- oder elektrische Heizung, benutzten Heizkörper- haben den Vorzug einer beschleunigten
Wärmeabgabe, wenn die Heizkörper in der Hauptsache aus Metallen hergestellt sind.
Dagegen haben derartigeHeizkörper den Nachteil, daß nur eine geringe Wärmespeicherung
erreicht werden kann. Andererseits zeichnen sich Heizkörper, die vorwiegend aus
keramischem Material hergestellt sind, z. B. Kachelöfen, durch ein großes Wärmespeicherungsvermögen
aus, besitzen jedoch den Nachteil, daß die Wärmeabgabe nicht unmittelbar, sondern
mit einer mehr oder weniger großen Verzögerung eintritt.
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Das Ziel der vorliegenden Erfindung besteht nun darin, einen Heizkörper
so zu gestalten, daß er sowohl eine beschleunigte wie eine verzögerte Wärmeabgabe
ermöglicht, wobei im letzten Falle eine Wärmespeicherung erreicht wird.
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Um diesen Erfolg zu erzielen, muß das die Wärme aufnehmende System
mit einem die Wärme gut leitenden Abgabesystem möglichst großer Oberfläche und mit
einem die Wärme schlecht leitenden Abgabesystem von gleichfalls großer Oberfläche
und Speicherfähigkeit in Verbindung stehen. Zum Erreichen der schnellen Wärmeabgabe
werden beide Wärmeabgabesysteme verwendet, und zum Erzielen einer verzögerten Wirkung
wird dasf die Wärme gut leitende System von der Wärmeabgabe ausgeschlossen, d. h.
die Wärmeabgabe wird allein dem als Wärmespeicher ausgebildeten, die Wärme schlecht
leitenden Abgabesystem zugewiesen. Damit diese Wirkung eintritt, muß das die Wärme
gut leitende System von der Wärmeabgabe abschaltbar sein.
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Der erstrebte Erfolg wird am besten erzielt durch Verwendung der bekannten
Heizkörper, bei denen ein die Wärme zuführendes, vom Wärmeträger durchzogenes Kanalsystem
und ein die Wärme abgebendes, von Raumluft durchströmtes- Kanalsystem in wärmespeichernder
Masse eingebettet ist. Nach der Erfindung wird nun das von Raumluft durchströmte
Kanal- oder Rohrsystem über in die wärmespeichernde Masse eingebettete, durchgehende,
metallische Verbindungen mit dem vom Wärmeträger dui#chzogenen Kanal- oder Rohrsystem
unmittelbar verbunden und kann durch Schieber abgesperrt werden. Zweckmäßigerweise
werden für die durchgehenden metallischen Verbindungen billige Abfallstoffe, wie
Metallspäne, Metalldrähte, kleinstückige Metallteile usw., verwendet. Als Wärme
speichernde, die Wärme weniger leitende Masse wird ferner vorteilhafterweise keramisches
Material, z. B. Zement oder Gips verwendet, in das die metallischen Verbindungen
eingebettet werden. Es ist nun bekannt, Wärme speichernde, die
Wärme
weniger leitende Masse, wie Zement, Gips, mit die Wärme gut leitenden Metallen,
z. B. Eisen, zu durchsetzen und andererseits ist es auch bekannt, bei Heizkörpern
mit Wärmespeichern Regelklappen für die zu erhitzende Raumluft vorzusehen. Diese
an sich für andere Zwecke verwendeten Einrichtungen werden nun auch für die vorstehende
Erfindung benutzt, um die eingangs aufgeführte Aufgabe zu lösen.
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Im nachstehenden sollen nun verschiedene Ausführungsmöglichkeiten
der neuartigen Heizkörper sowie deren Bauart und Herstellungsverfahren beschrieben
werden.
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In der Abb. i ist ein Ouerschnitt -und in der Abb. 2 ein LängsschnitOt
durch einen Heizkörper dargestellt. In der keramischen Masse i ist ein System von
Heizröhren :2 (größere Kreise in Abb. i) und ein System von Abluftröhren 3 untergebracht,
derart, daß die Röhren fest in der keramischen Masse gehalten werden. In den Heizröhren
2 wird die Wärme aus dem Wärme führenden Mittel, z. B. heiße Abgase, Warmwasser,
Dampf, heiße Luft, aufgenommen und an die keramische Masse i und die Metallbrücken
( abgegeben. Die keramische Masse i vermag infolge ihrer Eigenschaften eine gewisse
Wärmemenge aufzunehmen und allmählich wieder an den zu beheizenden Raum abzugeben.
Da die Wärmeleitfähigkeit keramischer Massen gegenüber Metallen sehr gering ist,
so daß also bei ausschließlicher Verwendung von keramischem Material nur eine verzögerte
Wärmeabgabe möglich wäre, sind die Metallbrücken 6 vorgesehen, die ihrerseits infolge
der wesentlich höheren Wärmeleitfähigkeit der Metalle einen beträchtlichen Teil
der in den Heizrohren entwickelten Wärme beschleunigt auf das zweite Röhrensystern
der Abluftrohre 3 (kleinere Kreise in Abb. i) übertragen, das in bekannter Weise
ebenfalls in der keramischen Masse eingebettet ist. Die nach innen in das keramische
Material und in die Metallbrücken übergetretene Wärmemenge wird nun mittels der
durch die Abluftrohre 3 hindurchstreichenden Raumluft unmittelbar an diese und damit
an den zu beheizenden Raum abgegeben. Es tritt also neben der Wärmeaufspeicherung
eines Teils der Gesamtwärme zugleich eine bald nach Inbetriebnahme des Heizkörpers
einsetzende unmittelbare Wärmeabgabe an den Raum ein, da die in den Heizrohren erzeugte
Wärme mit geringem Zeitverlust über die Metallbrücken auf die Abluftrohre übertragen
wird. Da hierbei die Wärme von einer großen Oberfläche abgegeben wird (Außenmantel
und innere Oberfläche aller Abluftrohre), so kann eine unzulässige Oberflächenerwärmung
und damit eine Staubverbrennung an der Oberfläche des Heizkörpers nicht stattfinden.
Zweckmäßigerweise wird der eigentliche Heizkörper mit einem Mantel 4 aus glasierten
Kacheln (Abb. i und 2) oder, wie in den Abb. 3 und 4 dargestellt, mit einem außen
emaillierten Metallmantel 4 dicht schließend umgeben.
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Um nun den Heizkörper sowohl zu einer beschleunigten Wärmeabgabe wie
auch zu einer Speicherung der erzeugten Wärme zu befähigen, wird ein Schieber 5
vorgesehen, mit dessen Hilfe das 'Abluftrohrsystem von der Außenluft derart abgeschlossen
wird, daß die erwärmte Luft aus den Abluftrohren in die Raumluft des zu beheizenden
Raumes nicht übertreten kann. In der Abb. 2 ist der Schieber 5 in der Stellung gezeichnet,
daß die erwärmte Luft aus den Abluftrohren an die Raumluft übertreten kann. In der
Abb. 4 dagegen sind die Abluftrohre durch den Schieber 5 verschlossen, so daß eine
Wärmeaufspeicherung in dem Heizkörper erfolgen muß.
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Als keramische Masse wird bei diesen Heizkörpern zweckmäßigerweise
ein Stoff verwendet, der im breiigen Zustande in die Zwischenräume zwischen den
beiden Rohrsystemen eingebracht wird, z. B. Gipsmörtel, Zementmörtel, Beton, wobei
diese keramische Masse nach dem Erstarren mit den Rohren einen geschlossenen festen
Körper bildet.
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Die beiden Rohrsysteme können auch- in einen Behälter, z. B. aus Eisenblech
eingebaut und die Rohre untereinander und mit dem Behälter befestigt werden. Als
keramische Masse kann dabei in bekannter Art Sand oder ähnliches körniges bzw. kleinstückiges
Material verwendet werden, das in den Behälter eingefüllt wird. Aus der Abb. 3 ist
ein Querschnitt und aus der Abb. 4 ein Längsschnitt einer derartigen Anordnung zu
entnehmen. Der mit einem Boden versehene Behälter ist mit 4 bezeichnet, das Heizrohrsystem
mit 2, das Abluftrohrsystem mit 3 'und die keramische Füllmasse mit i. Die metallischen
Brücken sind in den Abbildungen mit 6 bezeichnet.
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Es wurde bereits eingangs erwähnt, daß es vorteilhaft ist, für die
metallischen Brücken Abfallstoffe zu verwenden, und zwar kommen hierfür zweckmäßigerweise
Metallspäne, Metalldrähte, kleinstückige Metallteile aus verschiedenen Metallen,
wie Eisen, Kupfer, Aluminium usw., zur Verwendung. Diese metallischen Brücken werden
zweckmäßigerweise in entsprechender Menge in die Zwischenräume zwischen den beiden
Rohrsystemen und dem Außenmantel eingebracht, und dann wird das keramische Material,
z. B. Zement, in breiiger Form eingefüllt, so daß nach dem Erstarren ein geschlossener
Körper entsteht, bestehend aus der keramischen Masse mit den eingebettetem Rohren
und den zwischen ihnen
metallische Verbindungen herstellenden Metallbrücken.
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Diese neuartigen Heizkörper können nun bei vollständig gleicher Ausführung
in Form und Größe für den Aufbau von Heizöfen bzw. Heizapparaten für verschiedene
Heizsysteme verwendet werden. Aus den Abb. 5, 6 und 7 ist dies zu ersehen. Die Abb.
5 zeigt die Anordnung bei Benutzung des Heizkörpers für einen Gasheizofen, die Abb.
6 für einen durch Warmwasser oder Dampf beheizten Heizkörper, während Abb. 7 die
Benutzung des gleichen Heizkörpers für einen elektrisch beheiztenOfen wiedergibt.
Der eigentliche Heizkörper nach der vorbeschriebenen Bauweise bildet in den drei
Abbildungen jeweilig den mittleren Teil des eigentlichen Heizofens bzw. Heizapparates
und ist mit z bezeichnet. Der Heizkörper r mit seinen Heiz- und Abluftrohren in
keramischer Masse wird in allen drei Fällen auf ein Unterteil 2 gesetzt und mit
einer Haube 3 versehen. In dem Unterteil r ist bei dem Gasheizofen nach Abb.5 der
Brenner untergebracht, derart, daß z. B. die Gasflammen unter den Heizrohröffnungen
liegen und die brennenden Flammen selbst bzw. die heißen Abgase die erzeugte Wärme
an die Heizrohrwandungen abgeben, von wo aus die Wärme über die Metallverbindungen
und das keramische Material an die Wärme abgebende große Oberfläche des Heizkörpers
weitergeleitet wird. Die Haube 3 besteht zweckmäßigerweise aus einem Metallbehälter,
in den dieHeizrohre dicht schließend münden und aus dem das Abgasrohr fortgeleitet
wird. Die Öffnung des Abgasrohres ist in Abb. 5 mit q. bezeichnet.
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Nach der Abb. 6 wird das Heizrohrsystem des Heizkörpers von Warmwasser
durchflossen oder von Dampf durchströmt. Das Unterteil 2 nimmt einen Behälter auf,
an den die Heizrohre angeschlossen sind und der mit einem Anschlußstutzen für den
Zutritt des Warmwassers bzw. Dampfes versehen ist. In entsprechender Weise wie bei
Abb. 5 ist die Haube 3 mit einem Behälter versehen, an den einerseits die oberen
Enden der Heizrohre und andererseits der Ablaufstutzen q. angeschlossen sind. Bei
der' Anordnung nach Abb. 7 sind in entsprechender Weise in den Heizrohren geeignete
elektrische Heizkörper vorgesehen, während in d,ern Unterteil 2 und der Haube 3
die erforderlichen Anschlußverbindungen der einzelnen Heizkörper untergebracht werden.
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Bei allen Verwendungsmöglichkeiten nach den Abb. 5, 6 und 7 empfiehlt
es sich, die Abluftrohre unten bis annähernd an den Boden des Heizofens aus dem
Heizkörper heraustreten zu lassen, so daß hier die kühle Luft hinzutreten kann,
die dann durch die Erwärmung im Heizkörper einen genügenden Auftrieb erhält. Die
Abluftrohre werden oben am besten seitlich aus dem Heizkörper herausgeführt, wie
die Abh. 5 bis 7 zeigen, zu welchem Zwecke die Abluftrohre oben Krümmungen erhalten.
Auf diese Weise steht der Raum in der Haube ausschließlich für den Anschluß der
Heizrohre usw. zur Verfügung. Die Abluftrohre können nun durch Schieber 5 nach Wunsch
verschlossen gehalten werden, um die schnelleWärmeabgabe zu verhindern und einen
Teil der Wärme dem Speicher des Heizkörpers zuzuführen.