DE1087291B - Elektrischer Rohrheizkoerper mit vergroesserter waermeabgebender Oberflaeche - Google Patents

Description

DEUTSCHES

Die Erfindung betrifft elektrische Rohrheizkörper mit vergrößerter wärmeabgebender Oberfläche.

Bei der Beheizung fester, flüssiger oder gasförmiger Medien durch elektrische Rohrheizkörper tritt das Bedürfnis auf, eine möglichst große, durch Stromwärme erzeugte Energiemenge von einem Heizkörper mit kleinen Außenabmessungen an das zu erwärmende Medium zu übertragen. Abgesehen von der Einbauweise der Rohrheizkörper und von den stofflich bedingten thermischen Kennwerten wird die maximal übertragbare Leistung bzw. Wärmemenge maßgeblich durch die als Oberflächenbelastung bezeichnete elektrische Leistung je Einheit der wärmeabgebenden Heizkörper-Oberfläche bestimmt. Eine hohe Oberflächenbelastung des elektrischen Rohrheizkörpers führt unter sonst gleichen Wärmeübertragungsbedingungen zu einer hohen Temperatur des Rohrheizkörpers. Umgekehrt kann durch Vergrößerung der wärmeabgebenden Rohrheizkörper - Oberfläche die Temperatur der Rohrheizkörper-Oberfläche gesenkt werden, was in vielen Fällen aus elektrischen und wärmetechnischen Gründen angestrebt wird.

Die bisher bekannten Ausführungsformen von Rohrheizkörpern, bei denen versucht wurde, die wärmeabgebende Oberfläche des metallischen Rohrmantels durch Blechrippen oder durch oberflächen vergrößernde Profilierung "des Rohrmantels zu vergrößern, weisen eine Reihe von Nachteilen auf, welche zur Folge hatten, daß diese Rohrheizkörper sich nicht in nennenswertem Ausmaße in der Praxis durchsetzen konnten.

So können zur Oberflächenvergrößerung dienende,, insbesondere senkrecht zur Rohrachse verlaufende Blechrippen die Strömung insbesondere in Richtung der Rohrachse behindern. Rohrheizkörper mit insbesondere längs zur Rohrachse verlaufenden Blechrippen können nach Aufbringen der Rippen nicht in die bei Rohrheizkörpern erforderlichen Formen gebogen werden.

Die bisher bekannten Verfahren, die wärmeabgebende Oberfläche durch Walzen oder Pressen besonderer Rohrprofile im erforderlichen Ausmaße zu vergrößern, konnten an fertigen Rohrheizkörpern nicht vorgenommen werden, ohne die elektrischen Eigenschaften wesentlich zu verschlechtern. Werden diese Profile jedoch vor der endgültigen Herstellung der Rohrheizkörper aufgebracht, so können diese Profilrohre nicht in der für- Rohrheizkörper erforderlichen Weise verdichtet bzw. verarbeitet werden.

Die Erfindung hat es sich zur Aufgabe gesetzt, bei einfacher Ausgestaltung der oberflächenvergrößernden Mittel diese Nachteile zu vermeiden.

Die Erfindung geht von einem elektrischen Rohrheizkörper mit vergrößerter wärmeabgebender Ober-

Elektrischer Rohrheizkörper

mit vergrößerter wärmeabgebender

Oberfläche

Anmelder:

CERU-Elektrowärmegesellschaft

Czepek & Co.,

Hausen über Offenbach/M.,

Freiligrathstr.6-10

Rudolf Scherbach und Dipl.-Ing. Rudolf Czepek,

Frankfurt/M.,
sind als Erfinder genannt worden

fläche aus, welche durch auf den Rohrmantel aufgebrachte, mit ihm in gutem Wärmekontakt stehende zusätzliche Metallteile erzielt wird. Sie besteht darin, daß erfindungsgemäß die Metallteile aus einer ko-

a5 axialen, dicht aufgebrachten, aus Draht, Rohr oder einem bzw. mehreren elektrischen Rohrheizkörpern hergestellten wendeiförmigen Wicklung bestehen. Der Draht dieser wendeiförmigen Wicklung kann dabei vorzugsweise kreisförmigen, ovalen oder rechteckigen Querschnitt besitzen, ebenso das Rohr oder der oder die Rohrheizkörper, welche für die wendeiförmige Wicklung in Frage kommen. Die wendeiförmige Wicklung wird entweder dicht auf den Rohrheizkörper gewickelt oder als vorgewickelte Wendel über den Rohrheizkörper geschoben. Der gute Wärmeübergang zwischen Rohrmantel und wendeiförmiger Wicklung wird durch Auf schrumpf en, Aufpressen, Hämmern, Schweißen, Löten oder, im. Verlaufe der Oberflächenbehandlung des Rohrheizkörpers, durch metallische Niederschlage erreicht.

Die Steigung der wendeiförmigen Windungen der oberflächen vergrößernden Wicklung beträgt zweckmäßigerweise das 1,5- bis 15-fache des Durchmessers des Drahtes oder Rohres bzw. Rohrheizkörpers, aus welchem die oberflächenvergrößernde Wicklung hergestellt ist.

Der Durchmesser des wendelförmig dicht auf den Rohrheizkörper gebrachten Drahtes, Rohres, oder des Rohrheizkörpers. beträgt vorzugsweise das 0,1- bis lfache des äußeren Durchmessers des Rohrheizkörpers, dessen Oberfläche vergrößert werden soll.

Die Vorteile der Erfindung fallen insbesondere ins Gewicht, wenn strömende Flüssigkeiten in verhältnismäßig kleinen Behältern rasch erwärmt werden sollen.

009 587/371

Die wendeiförmige Wicklung mit den oben beschriebenen Merkmalen vergrößert die wärmeabgebende Oberfläche des Rohrheizkörpers in einem solchen Ausmaß, daß die Leistung je Einheit der Rohrheizkörperlänge infolge der verminderten Rohrmanteltemperatur auf ein Vielfaches der bisher üblichen spezifischen Leistungswerte gesteigert werden kann. Gleichzeitig begünstigt die wendeiförmige Anordnung der koaxialen, vorzugsweise aus Runddraht bestehenden Drahtwicklung die intensive Umspülung des Rohrheizkörpers mit dem vorbeiströmenden und zu erwärmenden flüssigen oder gasförmigen Medium.

Besteht die oberflächenvergrößernde wendeiförmige Wicklung aus einem Rohrheizkörper, so besteht ein \veiterer Vorteil der Erfindung darin, daß neben der Vergrößerung der Oberfläche eine Verteilung bzw. Verzweigung der elektrischen Leistung erreicht wird. In gewissen Fällen ist es nämlich erstrebenswert, den Heizleiter des Rohrheizkörpers, dessen Oberfläche vergrößert werden soll, elektrisch möglichst niedrig zu belasten. Durch die Verwendung eines Rohrheizkörpers als oberflächenvergrößernde Wicklung und durch elektrische Parallel- oder Hintereinanderschaltung eines Heizleiters mit dem Heizleiter des bewickelten Rohrheizkörpers übernimmt die oberflächenvergrößernde wendeiförmige Wicklung einen Teil der Heizleistung, der Heizleiter des bewickelten Rohrheizkörpers arbeitet mit verminderter Oberflächenbelastung und nimmt eine verhältnismäßig niedrige Temperatur an.

In der Zeichnung ist die Erfindung beispielsweise veranschaulicht.

Fig. 1 zeigt die Draufsicht eines U-förmig gebogenen Rohrheizkörpers mit einer die Oberfläche vergrößernden Wicklung, welche in Form einer Runddrahtwendel dicht über dem Rohrmantel angeordnet ist;

Fig. 2 zeigt einen Rohrheizkörper, dessen oberflächenvergrößernde Wicklung aus einem elektrischen Rohrheizkörper besteht.

1 ist der metallische Rohrmantel des bewickelten Rohrheizkörpers, 2 ist die beispielsweise aus Runddraht hergestellte wendeiförmige Wicklung, weiche dicht mit dem Rohrmantel verbunden ist und bei gleichzeitiger Verbesserung der Umflutung bei in Richtung der Rohrachse strömenden Medien eine Oberflächenvergrößerung des Rohrheizkörpers 1 bewirkt. 3 und 4 sind die elektrischen Anschlüsse des bewickelten Rohrheizkörpers.

Gemäß Fig. 2 besteht die wendeiförmige Wicklung 2 aus einem Rohrheizkörper. Das Anschlußende 5 des wendeiförmigen Rohrheizkörpers ist mit dem Anschlußende 4 des bewickelten Rohrheizkörpers verbunden. Der Stromanschluß erfolgt bei der beispielsweise dargestellten Hintereinanderschaltung an den Anschlußenden 3 und 6. In ähnlicher Weise können die beiden Rohrheizkörper auch parallel geschaltet bzw. in umschaltbarer Serien-Parallelschaltung angeschlossen werden. Der zusätzliche Rohrheizkörper kann auch die Aufgabe eines Rückleiters übernehmen. Dabei wird zweckmäßigerweise entweder für den umwickelten Rohrheizkörper 1 oder für den wendelförmig gewickelten Rohrheizkörper 2 oder für beide Rohrheizkörper 1, 2 ein Heizleiterwerkstoff verwendet, dessen elektrischer Widerstand bei erhöhter Temperatur so stark zunimmt_r daß einer Temperaturerhöhung von 100° C eine Widerstandszunahme von wenigstens 20°/» entspricht. Die Verwendung von Heizleiterlegierungen mit einem stark temperaturabhängigen elektrischen Widerstand für den Rohrheizkörper 1 oder 2 bzw. 1 und 2 bringt bei der erfindungsgemäßen Anordnung nach Fig. 2 wegen der unterschiedlichen Heizleitertemperaturen in den beiden Rohrheizkörpern besondere Vorteile in bezug auf die selbsttätige Leistungsregelung.

7 ist das verjüngte Ende des Rohrheizkörpers 1. Es wird nach der Verbindung der beiden Anschlußenden 4 und 5 mit dem einen Ende des gewendelten Rohrheizkörpers 2 dicht verbunden. Auf diese Weise sind beide Stromanschlüsse 3 und 6 an einem Ende des gesamten Heizkörpers, und dieser kann als Patronen -Tauchheizkörper verwendet werden.

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Elektrischer Rohrheizkörper mit vergrößerter wärmeabgebender Oberfläche, welche durch auf den Rohrmantel aufgebrachte, mit ihm in gutem Wärmekontakt stehende zusätzliche Metallteile erzielt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallteile aus einer koaxialen, dicht aufgebrachten, aus Draht, Rohr oder einem bzw. mehreren elektrischen Rohrheizkörpern hergestellten wendeiförmigen Wicklung bestehen.

2. Elektrischer Rohrheizkörper gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Draht, das Rohr oder der oder die elektrischen Rohrheizkörper für die wendeiförmige Wicklung kreisförmigen Querschnitt besitzen und die wendeiförmige Wicklung eine Steigung aufweist, die vorzugsweise das 1,5- bis ISfache des Draht- bzw. Rohr- bzw. Rohrmanteldurchmessers beträgt.

3. Elektrischer Rohrheizkörper gemäß Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet daß der Durchmesser der Drähte, Rohre oder Rohrheizkörper der wendeiförmigen, die Oberfläche vergrößernden Wicklung das 0,1- bis 1 fache des äußeren Durchmessers des Rohrmantels beträgt.

4. Elektrischer Rohrheizkörper gemäß Ansprüchen 1 bis 3, bei dem die die Vergrößerung der wärmeabgebenden Oberfläche herbeiführende wendeiförmige Wicklung aus einem oder mehreren Rohrheizkörpern besteht, dadurch gekennzeichnet, daß die gewendelten oder gestreckten Heizleiter des oder der Rohrheizkörper der wendeiförmigen Wicklung in Serien- oder Parallelschaltung bzw. in umschaltbarer Serien-Parallel-Schaltung mit dem Heizleiter des elektrischen Rohrheizkörpers, dessen Oberfläche vergrößert wird, verbunden sind.

5. Elektrischer Rohrheizkörper gemäß Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß an seinem einen Ende sowohl die Heizleiter elektrisch als auch die Rohrmäntel des gewendelten und des umwickelten Rohrheizkörpers dicht ineinander übergehend miteinander verbunden sind und daß sich die elektrischen Stromanschlüsse beider Rohrheizkörper am anderen Ende befinden.

6. Elektrischer Rohrheizkörper gemäß Ansprüchen 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß entweder für den umwickelten oder für den wendelförmig gewickelten oder für beide Rohrheizkörper ein Heizleiterwerkstoff verwendet wird, dessen elektrischer Widerstand bei erhöhter Temperatur so stark zunimmt, daß einer Temperaturerhöhung von 100° C eine Widerstandszunahme von wenigstens 20% entspricht.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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