EP2678626A1 - Heizkörper - Google Patents

Heizkörper

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Publication number
EP2678626A1
EP2678626A1 EP12701004.9A EP12701004A EP2678626A1 EP 2678626 A1 EP2678626 A1 EP 2678626A1 EP 12701004 A EP12701004 A EP 12701004A EP 2678626 A1 EP2678626 A1 EP 2678626A1
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EP
European Patent Office
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radiator
phase change
container
change material
heat transfer
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP12701004.9A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Klausdieter Ziegler
Maximilian Ziegler
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Individual
Original Assignee
Individual
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Publication date
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Publication of EP2678626A1 publication Critical patent/EP2678626A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D1/00—Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators
    • F28D1/02—Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators with heat-exchange conduits immersed in the body of fluid
    • F28D1/03—Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators with heat-exchange conduits immersed in the body of fluid with plate-like or laminated conduits
    • F28D1/0308—Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators with heat-exchange conduits immersed in the body of fluid with plate-like or laminated conduits the conduits being formed by paired plates touching each other
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F24D—DOMESTIC- OR SPACE-HEATING SYSTEMS, e.g. CENTRAL HEATING SYSTEMS; DOMESTIC HOT-WATER SUPPLY SYSTEMS; ELEMENTS OR COMPONENTS THEREFOR
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    • F24D19/062—Heat reflecting or insulating shields
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F24H7/06—Storage heaters, i.e. heaters in which the energy is stored as heat in masses for subsequent release the released heat being radiated
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    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/14—Thermal energy storage

Definitions

  • the present invention relates to a radiator, comprising a at least on one outside with ceramic, marble, stone or glass-covered container, wherein at least one wall of the container as a to a circuit of a
  • Heat transfer material connectable heat exchanger is formed. Furthermore, a method for producing a radiator according to the invention is given.
  • radiators are known from the prior art, which usually serve shapely and compact radiator for individual rooms of a building. Such radiators are usually connected to a circuit of
  • the heat transfer material usually hot water is used, enters the designated as flow supply line in the radiator and leaves it after heat loss in the designated as return drain line.
  • the circulation line is fed by a common, central hot water heater and thus ensures a constant high flow temperature of the heat transfer material.
  • radiators which are made for example of a metal casting material or a cold rolled steel sheet, only a very small
  • Heat medium is interrupted, the radiator cools very quickly, which is perceived as unpleasant.
  • a current supply of the radiator with hot water is disadvantageously reflected in high operating or heating costs.
  • Storage tiles are heat-conductively attached to one side of the radiator. However, in this embodiment, the period until the radiator after interrupting the
  • the present invention therefore has as its object to avoid the disadvantages known from the prior art for a radiator and to provide a radiator that offers a much higher heat storage capacity in comparable with a radiator, compact dimensions.
  • This object is achieved in a radiator according to the preamble of claim 1 with the features of the characterizing part of claim 1.
  • the subclaims relate to particularly advantageous embodiments of the invention.
  • a radiator according to the invention comprising a at least on one outer side with ceramic, marble, stone or glass occupied container, wherein at least one wall of the container is designed as a connectable to a circuit of a heat transfer material heat exchanger, defined by the container an interior, the is filled with a phase change material, wherein the heat exchanger protrudes into the phase change material or passes through it.
  • radiators with an inwardly open air space significantly improved, without exceeding the compact dimensions of radiators.
  • a particularly energy-saving space heating is possible with a radiator according to the invention.
  • a forced heat radiation in the form of particularly comfortable infrared heat is achieved.
  • a heat exchanger which thus forms at least one wall of the container, for example, a known from the prior art radiator can be used.
  • At least two opposite walls of the container designed as a heat exchanger.
  • the container at its unoccupied, so not occupied with ceramic, marble, stone or glass, outer sides at least partially provided with insulation.
  • the heat radiation from the occupied outer sides is significantly improved and prevents the most unwanted heat radiation from the uncovered outer sides.
  • the proportion of radiated as infrared radiation from the occupied outer sides heat is advantageously increased by the insulation and the long-lasting
  • Heat storage effect of the radiator according to the invention thereby further extended. Unwanted heat losses, which occur for example in an uninsulated container which is attached to a building wall, by heat radiation to the wall, are reliably prevented due to the isolated outer sides of the radiator.
  • the container of a radiator according to the invention in a recess of a wall or a wall niches that for a viewer only the decorative, occupied with ceramic, marble, stone or glass, front of the radiator is visible. In these installation positions insulation of the blank outer sides of the container is particularly useful.
  • Heat exchanger formed wall provided with a heat transfer material inlet port and a heat transfer material drain port.
  • Heat transfer fluid flow controller provided.
  • control systems known from the field of radiator technology can be used for flow control, for example.
  • Temperature sensor provided, which is preferably coupled to a temperature control device and projects into the filled with phase change material interior space or disposed on the occupied outside of the container.
  • the temperature measurement of the temperature sensor is thus either directly in the interior filled with phase change material interior, or it is the surface temperature measured at the occupied with ceramic, marble, stone or glass outside of the container.
  • a plurality of temperature sensors are provided which, for example, both the temperature of the phase change material in the interior of the container, and the surface temperature of the occupied outside of
  • the temperature detected by means of temperature sensors at the respective measuring point in the interior or on the occupied outside of the container is compared by a temperature control device with the room temperature of the surrounding living space. Once the desired set room temperature has been reached, the flow of the heat transfer medium is throttled or interrupted by the heat transfer material flow controller, and the flow is only reopened when the room temperature has risen by a certain amount
  • Temperature difference to the desired target room temperature for example, by a temperature difference of 3 to 4 ° C, has dropped.
  • the radiator according to the invention radiates primarily infrared heat.
  • the surface temperature of the occupied for example with ceramic outer sides of the container are thus usually warmer in operation than the room temperature of the ambient air.
  • the occupied outer sides advantageously retain the same surface temperature for a particularly long time due to the high heat storage capacity of the radiator according to the invention.
  • Heat storage capacity when switching on and off of conventional radiators occur and are perceived as unpleasant, advantageously do not occur in a radiator according to the invention.
  • the room temperature of the ambient air differs only very slightly during a longer time interval, for example during 24 hours.
  • the uniform delivery of radiant heat at about the same temperature level is perceived as particularly pleasant and comfortable.
  • the time intervals in which the flow of the heat transfer material is throttled or interrupted by the heat transfer material flow controller can be advantageously extended.
  • a particularly efficient, energy-saving operation of a radiator according to the invention is possible.
  • it can For example, be sufficient to supply hot heat transfer material only two or three times a day during shorter heating intervals the radiator of the invention.
  • the high heat storage effect of the latent heat storage is particularly advantageous effect.
  • any variant of a building heating is conceivable.
  • fuels such as fuel oil, vegetable oils or biodiesel can be used as liquid fuels, solid fuels such as coal, wood or other biogenic solid fuels, such as straw or biomass, as well as natural gas, liquid gas or biomethane as gaseous fuels.
  • a thermal solar system either alone or in combination with a fuel firing.
  • a paraffin-containing medium is provided in a radiator according to the invention.
  • Phase change materials such as salts (e.g., Glauber's salt, sodium acetate), salt hydrates, or organic compounds (e.g., fatty acids) as latent heat storage. It is essential that the latent heat of fusion, solution heat or heat of absorption of the phase change materials used are each substantially larger than the heat they can store due to their normal specific heat capacity without the phase transformation effect.
  • the flow temperature is regulated so that it is above the melting temperature of the corresponding phase change material.
  • Phase change material with a lower melting temperature it is possible to lower the required flow temperature of the heat carrier.
  • a radiator according to the invention the walls of the container made of a metallic material.
  • a method for producing a radiator is indicated as a sequence of the following manufacturing steps:
  • Providing a radiator comprising a heat carrier material inlet connection and a heat carrier material outlet connection, as a heat exchanger;
  • phase change material takes place either already during the production of the radiator or during assembly or commissioning on site.
  • the radiator is thus prepared for connection to a heat transfer material circuit.
  • Optional insulation is preferably attached to at least a portion of the blank outer surfaces of the radiator.
  • the unoccupied outer surfaces of the radiator for example its back, remain without insulation.
  • a radiator according to the invention can in principle be used in every building, for example in private homes, public buildings and also in communal residential buildings.
  • different embodiments of the radiator according to the invention for example, with different sizes, all covered by the invention.
  • Fig. 3 in an isometric view as an exploded view of the individual components of a variant of a radiator according to the invention.
  • a heating element 1 according to the invention is shown in a sectional view from above.
  • the radiator 1 comprises a container 2 that is coated on its outer side 3 with a covering material made of ceramic 4.
  • An uncovered outside 5 of the container 2 is here provided over the entire surface with a heat-insulating material 6.
  • the radiator 1 is mounted, for example, on a wall, the outside 3 covered with a ceramic material 4 being visible to the viewer as the front side of the radiator 1.
  • the outer side 3 opposite outer side 5, which is provided with an insulation 6, is thus in the mounted position parallel to a building wall at the back of the radiator. 1
  • two opposite walls 7 and 8 of the container 2 are formed as a heat exchanger 9.
  • side surface plates 10 are liquid-tightly connected to the side and top and bottom, whereby an interior 11 of the container 2 for receiving a phase change material 12 is formed.
  • the trained as a heat exchanger 9 walls 7 and 8 of the container 2 protrude into the filled with phase change material 12 interior space 11 or enforce this
  • phase change material 12 is replaced by a
  • Phase change material filling opening 13 for example, at the top
  • phase change material 12 can also be emptied out of the container 2 again by means of a phase change material emptying opening 14, which can likewise be seen in FIG. 3. However, it is provided that the phase change material 12 remains over a longer period of operation in the interior 11 of the radiator 1 and does not need to be replaced regularly.
  • a temperature sensor 15 which is coupled to a temperature control device 16, projects into the interior space 11 filled with phase change material 12.
  • the temperature of the phase change material 12 by means of a
  • the detected by means of temperature sensor 15 at the respective measuring point in the interior 11 temperature of the phase change material 12 is compared by a temperature control device 16 each with the ambient temperature of the environment. If the desired target room temperature is reached, the heat transfer material circuit 17 is interrupted and the supply of heat transfer material is suppressed.
  • Heat transfer material is used here, for example, hot water.
  • the heat transfer material circuit 17 is indicated in Fig. 2 only schematically by arrows indicating the flow direction of the heat transfer material.
  • Heat transfer material circuit 17 usually includes connecting lines from the radiator 1 at most to other radiators and to a heating source, further pumps, valves, balancing or storage tank, etc., all of which are not shown in the drawings.
  • the radiator 1 is connected to the connecting lines of the
  • Heat transfer material circuit 17 coupled to the heat transfer material inlet port 18 and the heat transfer material discharge port 19.
  • FIG. 3 shows an exploded view of the essential components of a radiator 1 according to the invention in an isometric view.
  • a conventional radiator 21 is provided as the heat exchanger 9, which usually has a heat carrier material inlet connection 18 and a heat transfer material. Drain port 19 has.
  • the open side surfaces of the radiator 21 are closed by tight fastening, in particular by welding side surface plates 10.
  • the closure 22 phase change material filling opening 13 for filling the interior 11 with
  • Phase change material 12 is arranged.
  • a closable phase change material discharge opening 14 is arranged for emptying the phase change material 12 .
  • At least one outer surface 3 of the radiator 21 is covered with ceramic 4, marble, stone or glass.
  • the covering material is glued to the outer surface 3, for example.
  • an insulation 6 is arranged at least on a portion of the uncovered outer surfaces 5 of the radiator 21.
  • the inner space 11 formed by the radiator 21 and the side surface panels 10 sealed thereto can be filled with a phase change material 12. The filling with phase change material 12 takes place either directly during the production of the radiator 1 or during assembly on site.
  • the radiator 1 is thus prepared for connection to a heat transfer material circuit 17.
  • a heat transfer material inlet port 18 For connection to the connecting lines of the tower is a heat transfer material inlet port 18 and a
  • Heat transfer material drain port 19 is provided.

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Abstract

Die Erfindung betrifft einen Heizkörper (1), umfassend ein zumindest an einer Außenseite (3) mit Keramik (4), Marmor, Stein oder Glas belegtes Behältnis (2), wobei zumindest eine Wand (7) des Behältnisses (2) als ein an einen Kreislauf (17) eines Wärmeträgermaterials anschließbarer Wärmetauscher (9) ausgebildet ist. Das Behältnis (2) definiert einen Innenraum (11), der mit einem Phasenwechselmaterial (12) befüllt ist, wobei der Wärmetauscher (9) in das Phasenwechselmaterial (12) hineinragt oder dieses durchsetzt.

Description

Heizkörper
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Heizkörper, umfassend ein zumindest an einer Außenseite mit Keramik, Marmor, Stein oder Glas belegtes Behältnis, wobei zumindest eine Wand des Behältnisses als ein an einen Kreislauf eines
Wärmeträgermaterials anschließbarer Wärmetauscher ausgebildet ist. Weiters wird ein Verfahren zur Herstellung eines erfindungsgemäßen Heizkörpers angegeben.
Aus dem Stand der Technik sind unterschiedlichste Ausführungen von Radiatoren bekannt, die meist formschön und kompakt als Heizkörper für einzelne Räume eines Gebäudes dienen. Derartige Radiatoren werden üblicherweise an einen Kreislauf eines
Wärmeträgermaterials geschlossen. Das Wärmeträgermaterial, meist wird Heißwasser verwendet, gelangt in der als Vorlauf bezeichneten Zulaufleitung in den Radiator und verlässt diesen nach Wärmeabgabe in der als Rücklauf bezeichneten Ablaufleitung. Meist sind mehrere Radiatoren in Serie an einer mit zirkulierendem Wärmeträgermaterial befüllten Kreislaufleitung angeschlossen. Die Kreislaufleitung wird von einem gemeinsamen, zentralen Heißwasserbereiter gespeist und somit eine konstant hohe Vorlauftemperatur des Wärmeträgermaterials gewährleistet.
Nachteilig ist bei derartigen Radiatoren, die beispielsweise aus einem Metallgusswerkstoff oder aus einem kalt gewalzten Stahlblech hergestellt sind, eine nur sehr geringe
Wärmespeicherwirkung anzuführen. Sobald die Versorgung mit heißem
Wärmeträgermaterial unterbrochen wird, kühlt der Radiator sehr schnell aus, was als unangenehm empfunden wird. Eine laufende Versorgung des Radiators mit Heißwasser schlägt sich allerdings nachteilig in hohen Betriebs- bzw. Heizkosten nieder.
Um die Speicherwirkung eines Radiators zu erhöhen, können beispielsweise
Speicherkacheln wärmeleitend an einer Seite des Radiators befestigt werden. Allerdings wird in dieser Ausführung die Zeitspanne, bis der Radiator nach Unterbrechen der
Versorgung mit Wärmeträgermaterial abgekühlt ist, nur geringfügig verlängert.
Die vorliegende Erfindung stellt sich daher die Aufgabe, für einen Radiator die aus dem Stand der Technik bekannten Nachteile zu vermeiden und dazu einen Heizkörper zu schaffen, der bei mit einem Radiator vergleichbaren, kompakten Abmessungen eine wesentlich höhere Wärmespeicherkapazität bietet. Diese Aufgabe wird bei einem Heizkörper gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 mit den Merkmalen des kennzeichnenden Teiles des Anspruchs 1 gelöst. Die Unteransprüche betreffen besonders vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung.
Vorteilhaft ist bei einem erfindungsgemäßen Heizkörper, umfassend ein zumindest an einer Außenseite mit Keramik, Marmor, Stein oder Glas belegtes Behältnis, wobei zumindest eine Wand des Behältnisses als ein an einen Kreislauf eines Wärmeträgermaterials anschließbarer Wärmetauscher ausgebildet ist, durch das Behältnis ein Innenraum definiert, der mit einem Phasenwechselmaterial befüllt ist, wobei der Wärmetauscher in das Phasenwechselmaterial hineinragt oder dieses durchsetzt.
Durch das im Innenraum befindliche Phasenwechselmaterial wird die
Wärmespeicherkapazität eines erfindungsgemäßen Heizkörpers im Vergleich zu
herkömmlichen Radiatoren mit einem innen offenen Luftraum wesentlich verbessert, ohne dabei die kompakten Abmessungen von Radiatoren zu überschreiten. Darüber hinaus ist mit einem erfindungsgemäßen Heizkörper eine besonders energiesparende Raumheizung möglich. Weiters wird bei einem Heizkörper gemäß der Erfindung durch das Erhitzen der keramischen Außenhaut eine forcierte Wärmeabstrahlung in Form von besonders behaglicher Infrarotwärme erreicht.
Somit werden die Vorteile von herkömmlichen Radiatoren, die aufgrund ihrer kompakten Abmessungen in jedem Wohnraum vorgesehen und flexibel getauscht werden können, sowie die Vorteile eines Kachelofens, der üblicherweise eine besonders hohe
Wärmespeicherkapazität aufweist sowie einen hohen Anteil an Strahlungswärme abgibt, in einem erfindungsgemäßen Heizkörper vereint.
Als Wärmetauscher, der somit auch zumindest eine Wand des Behältnisses bildet, kann beispielsweise ein aus dem Stand der Technik bekannter Radiator verwendet werden.
Besonders zweckmäßig sind bei einem Heizkörper gemäß der Erfindung zumindest zwei gegenüberliegende Wände des Behältnisses als Wärmetauscher ausgebildet.
Ebenso ist es im Rahmen der Erfindung möglich, dass noch weitere Wände, also mehr als zwei Wände, des Behältnisses als Wärmetauscher ausgebildet sind. Von Vorteil ist bei einem erfindungsgemäßen Heizkörper das Behältnis an seinen unbelegten, also nicht mit Keramik, Marmor, Stein oder Glas belegten, Außenseiten zumindest abschnittsweise mit einer Isolierung versehen.
Durch die Isolierung, die vorteilhaft an den unbelegten Außenseiten des Behältnisses angeordnet ist, wird die Wärmeab Strahlung von den belegten Außenseiten deutlich verbessert und die meist unerwünschte Wärmeabstrahlung von den unbelegten Außenseiten verhindert. Der Anteil der als Infrarotstrahlung von den belegten Außenseiten abgestrahlten Wärme wird durch die Isolierung vorteilhaft erhöht und die lange anhaltende
Wärmespeicherwirkung des erfindungsgemäßen Heizkörpers dadurch weiter verlängert. Unerwünschte Wärmeverluste, die beispielsweise bei einem unisolierten Behältnis, das an einer Gebäudewand befestigt ist, durch Wärmeabstrahlung an die Wand auftreten, werden aufgrund der isolierten Außenseiten des Heizkörpers zuverlässig verhindert.
Im Rahmen der Erfindung ist es beispielsweise auch möglich, das Behältnis eines erfindungsgemäßen Heizkörpers in einer Ausnehmung einer Wand oder einer Mauernische derart einzubauen, dass für einen Betrachter nur die dekorative, mit Keramik, Marmor, Stein oder Glas belegte, Vorderseite des Heizkörpers ersichtlich ist. In diesen Einbaupositionen ist eine Isolierung der unbelegten Außenseiten des Behältnisses besonders zweckmäßig.
Vorteilhaft ist bei einem Heizkörper gemäß der Erfindung die zumindest eine als
Wärmetauscher ausgebildete Wand mit einem Wärmeträgermaterial-Zulaufanschluss sowie einem Wärmeträgermaterial- Ablaufanschluss versehen.
In einer Weiterbildung der Erfindung ist bei einem Heizkörper der Wärmeträgermaterial- Zulaufanschluss oder der Wärmeträgermaterial- Ablaufanschluss mit einem
Wärmeträgermaterial-Durchflu s sregler versehen .
Im Rahmen der Erfindung können beispielsweise aus der Radiatorentechnik bekannte Regelsysteme zur Durchflussregelung verwendet werden.
Besonders vorteilhaft ist ein Heizkörper gemäß der Erfindung mit zumindest einem
Temperaturfühler versehen, der vorzugsweise mit einer Temperaturregelungsvorrichtung gekoppelt ist und in den mit Phasenwechselmaterial befüllten Innenraum ragt oder an der belegten Außenseite des Behältnisses angeordnet ist. Die Temperaturmessung des Temperaturfühlers erfolgt somit entweder direkt im mit Phasenwechselmaterial befüllten Innenraum, oder es wird die Oberflächentemperatur an der mit Keramik, Marmor, Stein oder Glas belegten Außenseite des Behältnisses gemessen. Ebenso ist es im Rahmen der Erfindung denkbar, dass mehrere Temperaturfühler vorgesehen sind, die beispielsweise sowohl die Temperatur des Phasenwechselmaterials im Innenraum des Behältnisses, als auch die Oberflächentemperatur der belegten Außenseite des
Behältnisses erfassen.
Die mittels Temperaturfühler am jeweiligen Messpunkt im Innenraum oder an der belegten Außenseite des Behältnisses erfasste Temperatur wird von einer Temperaturregelungs- Vorrichtung mit der Raumtemperatur des umgebenden Wohnraums verglichen. Ist die gewünschte Soll-Raumtemperatur erreicht, wird vom Wärmeträgermaterial-Durchflussregler der Durchfluss des Wärmeträgermaterials gedrosselt bzw. unterbrochen und erst dann der Durchfluss wieder geöffnet, wenn die Raumtemperatur um eine gewisse
Temperaturdifferenz zur gewünschten Soll-Raumtemperatur, beispielsweise um eine Temperaturdifferenz von 3 bis 4°C, abgesunken ist. Der erfindungsgemäße Heizkörper strahlt in erster Linie Infrarotwärme ab. Die Oberflächentemperatur der beispielsweise mit Keramik belegten Außenseiten des Behältnisses sind im Betrieb somit üblicherweise wärmer als die Raumtemperatur der Umgebungsluft.
Vorteilhaft behalten die belegten Außenseiten aufgrund der hohen Wärmespeicherkapazität des erfindungsgemäßen Heizkörpers besonders lange dieselbe Oberflächentemperatur.
Rasche Temperaturschwankungen der Oberflächen, wie sie aufgrund der geringen
Wärmespeicherkapazität beim Ein- und Ausschalten von herkömmlichen Radiatoren auftreten und als unangenehm empfunden werden, treten vorteilhaft bei einem Heizkörper gemäß der Erfindung nicht auf.
Bei Einsatz eines erfindungsgemäßen Heizkörpers differiert die Raumtemperatur der Umgebungsluft während eines längeren Zeitintervalls, beispielsweise während 24 Stunden, nur sehr geringfügig. Die gleichmäßige Abgabe von Strahlungswärme auf etwa demselben Temperaturniveau wird als besonders angenehm und komfortabel empfunden.
Insbesondere wenn im Kreislauf des Wärmeträgermaterials ein Wärmespeicher oder Puffer vorgesehen ist, können die Zeitintervalle, in denen vom Wärmeträgermaterial- Durchflussregler der Durchfluss des Wärmeträgermaterials gedrosselt bzw. unterbrochen wird, vorteilhaft verlängert werden. Somit ist ein besonders effizienter, energiesparender Betrieb eines erfindungsgemäßen Heizkörpers möglich. Je nach Anforderung kann es beispielsweise ausreichend sein, heißes Wärmeträgermaterial nur zwei- oder dreimal pro Tag während kürzerer Beheizungsintervalle dem erfindungsgemäßen Heizkörper zuzuführen. Während der längeren Zeitintervalle, in denen der Durchfluss des Wärmeträgermaterials unterbrochen und der Heizkörper nicht mit heißem Wärmeträgermaterial beheizt wird, kommt die hohe Wärmespeicherwirkung des Latentwärmespeichers besonders vorteilhaft zum Tragen.
Zum Erhitzen des Wärmeträgermaterials, beispielsweise Wasser, ist prinzipiell jegliche Variante einer Gebäudeheizung denkbar. Als Brennstoffe können dazu unter anderem Heizöl, Pflanzenöle oder Biodiesel als flüssige Brennstoffe, unter den festen Brennstoffen Kohle, Holz oder weitere biogene Festbrennstoffe, wie Stroh oder Biomasse, sowie Erdgas, Flüssiggas oder Biomethan als gasförmige Brennstoffe zur Anwendung kommen. Weiters ist es denkbar, mit einer thermischen Solaranlage entweder alleine oder in Kombination mit einer Brennstofffeuerung die Erhitzung des Wärmeträgermaterials zu bewerkstelligen.
Als Phasenwechselmaterial ist bei einem erfindungsgemäßen Heizkörper ein paraffinhaltiges Medium vorgesehen.
Im Rahmen der Erfindung ist es weiters möglich, je nach Anwendung auch andere
Phasenwechselmaterialien, wie beispielsweise Salze (z.B. Glaubersalz, Natriumacetat) bzw. Salzhydrate oder organische Verbindungen (z.B. Fettsäuren) als Latentwärmespeicher zu verwenden. Wesentlich dabei ist, dass die latente Schmelzwärme, Lösungswärme oder Absorptionswärme der verwendeten Phasenwechselmaterialien jeweils wesentlich größer ist als die Wärme, die sie aufgrund ihrer normalen spezifischen Wärmekapazität ohne den Phasenumwandlungseffekt speichern können.
Abhängig von der Schmelztemperatur bzw. Erstarrungstemperatur des jeweils verwendeten Phasenwechselmaterials wird von der Temperaturregelungsvorrichtung die
Vorlauftemperatur des Wärmeträgermaterials geregelt. Die Vorlauftemperatur wird dabei so geregelt, dass sie über der Schmelztemperatur des entsprechenden Phasenwechselmaterials liegt. Durch Austausch des Phasenwechselmaterials durch ein entsprechendes
Phasenwechselmaterial mit einer tieferen Schmelztemperatur ist es möglich, auch die erforderliche Vorlauftemperatur des Wärmeträgers abzusenken.
Zweckmäßig sind bei einem erfindungsgemäßen Heizkörper die Wände des Behältnisses aus einem metallischen Werkstoff hergestellt. In einer Weiterbildung der Erfindung wird ein Verfahren zur Herstellung eines Heizkörpers als Abfolge der folgenden Herstellungs schritte angegeben:
Bereitstellen eines Radiators, umfassend einen Wärmeträgermaterial-Zulaufanschluss sowie einen Wärmeträgermaterial- Ablaufanschluss, als Wärmetauscher;
Verschließen der offenen Seitenflächen des Radiators durch dichtes Befestigen, insbesondere durch Anschweißen, von Seitenflächenplatten;
Anordnen einer verschließbaren Phasenwechselmaterial-Befüllöffnung sowie einer verschließbaren Phasenwechselmaterial-Entleeröffnung an den Seitenflächenplatten; Belegen, insbesondere Bekleben zumindest einer Außenfläche des Radiators mit Keramik , Marmor, Stein oder Glas;
Vorzugsweise Anbringen einer Isolierung zumindest an einem Abschnitt der unbelegten Außenflächen des Radiators;
Befüllen des vom Radiator sowie den daran dichtend befestigten Seitenflächenplatten gebildeten Innenraum mit einem Phasenwechselmaterial;
Die Befüllung mit Phasenwechselmaterial erfolgt entweder bereits bei der Fertigung des Heizkörpers oder bei der Montage bzw. Inbetriebnahme vor Ort.
Der Heizkörper ist somit für das Anschließen an einen Wärmeträgermaterial-Kreislauf vorbereitet.
Eine optionale Isolierung wird vorzugsweise zumindest an einem Abschnitt der unbelegten Außenflächen des Radiators angebracht. Insbesondere wenn mit einem erfindungsgemäßen Heizkörper eine möglichst hohe Wärmeübertragung mit einem erhöhten Konvektionsanteil erzielt werden soll, bleiben die unbelegten Außenflächen des Radiators, beispielsweise seine Rückseite, ohne Isolierung.
Ein erfindungsgemäßer Heizkörper kann prinzipiell in jedem Gebäude, beispielsweise in Privathäusern, öffentlichen Gebäuden und ebenso in kommunalen Wohnbauten, eingesetzt werden. Außerdem sind unterschiedliche Ausgestaltungsformen des erfindungsgemäßen Heizkörpers, beispielsweise mit unterschiedlich großen Abmessungen, sämtlich von der Erfindung mit umfasst.
Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Erläuterung der in den Zeichnungen jeweils schematisch dargestellten Ausführungsbeispiele. In den Zeichnungen zeigen: Fig. 1 in einer Schnittansicht gemäß Schnittebene I-I von oben einen erfindungsgemäßen Heizkörper, wobei die Schnittebene I-I in Fig. 2 gekennzeichnet ist;
Fig. 2 in einer Schnittansicht gemäß Schnittebene II- II von vorne den in Fig. 1 dargestellten Heizkörper, wobei die Schnittebene II- II in Fig. 1 eingezeichnet ist;
Fig. 3 in einer isometrischen Ansicht als Explosionsdarstellung die einzelnen Bauteile einer Variante eines erfindungsgemäßen Heizkörpers.
In Fig. 1 ist in einer Schnittansicht von oben ein erfindungsgemäßer Heizkörper 1 dargestellt. Der Heizkörper 1 umfasst ein Behältnis 2, dass an seiner Außenseite 3 mit einem Belegungsmaterial aus Keramik 4 belegt ist. Eine unbelegte Außenseite 5 des Behältnisses 2 ist hier ganzflächig mit einem Wärmedämmenden Isolierungsmaterial 6 versehen.
Der Heizkörper 1 wird dazu beispielsweise an einer Wand montiert, wobei die mit einem Keramikmaterial 4 belegte Außenseite 3 für den Betrachter sichtbar als Vorderseite des Heizkörpers 1 zu sehen ist. Die der Außenseite 3 gegenüberliegende Außenseite 5, welche mit einer Isolierung 6 versehen ist, befindet sich in montierter Lage somit parallel zu einer Gebäudewand an der Rückseite des Heizkörpers 1.
In dieser Ausführung sind zwei gegenüberliegende Wände 7 und 8 des Behältnisses 2 als Wärmetauscher 9 ausgebildet. Mit den Wänden 7 und 8 sind seitlich sowie oben und unten jeweils Seitenflächenplatten 10 flüssigkeitsdicht verbunden, wodurch ein Innenraum 11 des Behältnisses 2 zur Aufnahme eines Phasenwechselmaterials 12 gebildet wird. Die als Wärmetauscher 9 ausgebildeten Wände 7 und 8 des Behältnisses 2 ragen dabei in den mit Phasenwechselmaterial 12 befüllten Innenraum 11 hinein oder durchsetzen diesen
Innenraum 11.
Wie in Fig. 3 dargestellt, wird das Phasenwechselmaterial 12 durch eine
Phasenwechselmaterial-Befüllöffnung 13, die beispielsweise an der oberen
Seitenflächenplatte 10 vorgesehen ist, in den Innenraum 11 des Behältnisses 2 eingefüllt. Das Phasenwechselmaterial 12 kann mittels einer Phasenwechselmaterial-Entleeröffnung 14, die ebenfalls der Fig. 3 zu entnehmen ist, erforderlichenfalls auch wieder aus dem Behältnis 2 entleert werden. Es ist allerdings vorgesehen, dass das Phasenwechselmaterial 12 über eine längere Betriebsdauer im Innenraum 11 des Heizkörpers 1 verbleibt und nicht regelmäßig ausgewechselt werden muss. Wie in der Schnittansicht von Fig. 2 zu sehen ist, ragt ein Temperaturfühler 15, der mit einer Temperaturregelung s Vorrichtung 16 gekoppelt ist, in den mit Phasenwechselmaterial 12 befüllten Innenraum 11.
Ebenso ist es möglich, die Temperatur des Phasenwechselmaterials 12 mittels eines
Temperaturfühlers an der mit Keramik 4 belegten Außenseite 3 des Behältnisses 2 zu erfassen. Diese mögliche Ausführungsvariante ist hier nicht dargestellt.
Die mittels Temperaturfühler 15 am jeweiligen Messpunkt im Innenraum 11 erfasste Temperatur des Phasenwechselmaterials 12 wird von einer Temperaturregelungs- Vorrichtung 16 jeweils mit der Raumtemperatur der Umgebung verglichen. Ist die gewünschte Soll-Raumtemperatur erreicht, wird der Wärmeträgermaterial-Kreislauf 17 unterbrochen und die Zufuhr von Wärmeträgermaterial unterbunden. Als
Wärmeträgermaterial wird hier beispielsweise heißes Wasser verwendet.
Der Wärmeträgermaterial-Kreislauf 17 ist in Fig. 2 nur schematisch durch Pfeile, die die Durchflussrichtung des Wärmeträgermaterials anzeigen, angedeutet. Der
Wärmeträgermaterial-Kreislauf 17 umfasst üblicherweise Verbindungsleitungen vom Heizkörper 1 allenfalls zu weiteren Heizkörpern sowie zu einer Beheizungsquelle, weiters Pumpen, Ventile, Ausgleichs- oder Speicherbehälter etc., die sämtlich in den Zeichnungen nicht dargestellt sind. Der Heizkörper 1 ist mit den Verbindungsleitungen des
Wärmeträgermaterial-Kreislaufs 17 am Wärmeträgermaterial-Zulaufanschluss 18 sowie am Wärmeträgermaterial- Ablaufanschluss 19 gekoppelt.
Vom Wärmeträgermaterial-Durchflussregler 20 wird der Durchfluss des
Wärmeträgermaterials solange gedrosselt bzw. unterbrochen, bis die Umgebungstemperatur im Raum um eine gewisse Temperaturdifferenz zur gewünschten Soll-Raumtemperatur, beispielsweise um 3 bis 4°C, abgesunken ist.
Fig. 3 zeigt in einer isometrischen Ansicht als Explosionsdarstellung die wesentlichen Bauteile eines erfindungsgemäßen Heizkörpers 1. In einer besonders wirtschaftlichen Ausführungsvariante zur Herstellung eines erfindungsgemäßen Heizkörpers 1 wird als Wärmetauscher 9 ein herkömmlicher Radiator 21 bereitgestellt, der üblicherweise einen Wärmeträgermaterial-Zulaufanschluss 18 sowie einen Wärmeträgermaterial- Ablaufanschluss 19 aufweist. Um ein Behältnis 2 mit einem flüssigkeitsdichten Innenraum 11 zu erhalten, werden die offenen Seitenflächen des Radiators 21 durch dichtes Befestigen, insbesondere durch Anschweißen von Seitenflächenplatten 10, verschlossen. An der oberen Seitenflächenplatte 10 wird eine mit einem Verschluss 22 verschließbare Phasenwechselmaterial-Befüllöffnung 13 zum Befüllen des Innenraums 11 mit
Phasenwechselmaterial 12 angeordnet. Zum Entleeren des Phasenwechselmaterials 12 wird eine verschließbare Phasenwechselmaterial-Entleeröffnung 14 an der unteren
Seitenflächenplatte 10 vorgesehen.
Anschließend wird zumindest eine Außenfläche 3 des Radiators 21 mit Keramik 4, Marmor, Stein oder Glas belegt. Das Belegungsmaterial wird beispielsweise an der Außenfläche 3 aufgeklebt.
Vorzugsweise wird zumindest an einem Abschnitt der unbelegten Außenflächen 5 des Radiators 21 eine Isolierung 6 angeordnet. Abschließend kann der vom Radiator 21 sowie den daran dichtend befestigten Seitenflächenplatten 10 gebildete Innenraum 11 mit einem Phasenwechselmaterial 12 befüllt werden. Die Befüllung mit Phasenwechselmaterial 12 erfolgt dabei entweder direkt bei der Fertigung des Heizkörpers 1 oder bei der Montage vor Ort.
Der Heizkörper 1 ist somit für den Anschluss an einen Wärmeträgermaterial-Kreislauf 17 vorbereitet. Für den Anschluss mit den Verbindungsleitungen des Wärmeträgermaterial- Kreislaufs 17 sind ein Wärmeträgermaterial-Zulaufanschluss 18 sowie ein
Wärmeträgermaterial- Ablaufanschluss 19 vorgesehen.
Liste der Positionszeichen:
1 Heizkörper
2 Behältnis
3 belegte Außenseite des Behältnisses
4 Keramik-Belegungsmaterial
5 unbelegte Außenseite des Behältnisses
6 Isolierungsmaterial
7 Wand des Behältnisses
8 Wand des Behältnisses
9 Wärmetauscher
10 Seitenflächenplatte
11 Innenraum
12 Phasenwechselmaterial
13 Phasenwechselmaterial-Befüllöffnung
14 Phasenwechselmaterial-Entleeröffnung
15 Temperaturfühler
16 Temperaturregelungs Vorrichtung
17 Wärmeträgermaterial-Kreislauf
18 Wärmeträgermaterial-Zulaufanschluss
19 Wärmeträgermaterial- Ablaufanschluss
20 Wärmeträgermaterial-Durchflussregler
21 Radiator
22 Verschluss

Claims

Ansprüche:
1. Heizkörper (1), umfassend ein zumindest an einer Außenseite (3) mit Keramik (4), Marmor, Stein oder Glas belegtes Behältnis (2), wobei zumindest eine Wand (7) des Behältnisses (2) als ein an einen Kreislauf (17) eines Wärmeträgermaterials anschließbarer Wärmetauscher (9) ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Behältnis (2) einen Innenraum (11) definiert, der mit einem Phasenwechselmaterial (12) befüllt ist, wobei der Wärmetauscher (9) in das Phasenwechselmaterial (12) hineinragt oder dieses durchsetzt.
2. Heizkörper (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest zwei gegenüberliegende Wände (7, 8) des Behältnisses (2) als Wärmetauscher (9) ausgebildet sind.
3. Heizkörper (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Behältnis (2) an seinen unbelegten Außenseiten (5) zumindest abschnittsweise mit einer Isolierung (6) versehen ist.
4. Heizkörper (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine als Wärmetauscher (9) ausgebildete Wand (7, 8) mit einem
Wärmeträgermaterial-Zulaufanschluss (18) sowie einem Wärmeträgermaterial- Ablaufanschluss (19) versehen ist.
5. Heizkörper (1) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der
Wärmeträgermaterial-Zulaufanschluss (18) oder der Wärmeträgermaterial- Ablaufanschluss (19) mit einem Wärmeträgermaterial-Durchflussregler (20) versehen ist.
6. Heizkörper (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass ein
Temperaturfühler (15), der vorzugsweise mit einer Temperaturregelungsvorrichtung (16) gekoppelt ist, in den mit Phasenwechselmaterial (12) befüllten Innenraum (11) ragt oder an einer belegten Außenseite (3) des Behältnisses (2) angeordnet ist.
7. Heizkörper (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass als
Phasenwechselmaterial (12) ein paraffinhaltiges Medium vorgesehen ist. Heizkörper (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die
Wände (7, 8) des Behältnisses (2) aus einem metallischen Werkstoff hergestellt sind.
Verfahren zur Herstellung eines Heizkörpers (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, gekennzeichnet durch die Abfolge der folgenden Herstellungsschritte:
Bereitstellen eines Radiators (21), umfassend einen Wärmeträgermaterial- Zulaufanschluss (18) sowie einen Wärmeträgermaterial- Ablaufanschluss (19), als Wärmetauscher (9);
Verschließen der offenen Seitenflächen des Radiators (21) durch dichtes Befestigen, insbesondere durch Anschweißen von Seitenflächenplatten (10);
Anordnen einer verschließbaren Phasenwechselmaterial-Befüllöffnung (13) sowie einer verschließbaren Phasenwechselmaterial-Entleeröffnung (14) an den
Seitenflächenplatten (10);
Belegen, insbesondere Bekleben zumindest einer Außenfläche (3) des Radiators (21), mit Keramik (4), Marmor, Stein oder Glas;
Vorzugsweise Anbringen einer Isolierung (6) zumindest an einem Abschnitt der unbelegten Außenflächen (5) des Radiators (21);
Befüllen des vom Radiator (21) sowie von den daran dichtend befestigten
Seitenflächenplatten (10) gebildeten Innenraums (11) mit einem
Phasenwechselmaterial (12).
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