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Die
Erfindung betrifft einen Heizkörper,
insbesondere einen Röhrenradiator
mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Patentanspruchs 1.
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Röhrenradiatoren
bestehen üblicherweise aus
mehreren Lagen von als Heizröhren
ausgebildeten Heizelementen, die an ihren Endbereichen über eine
Sammelkammer mechanisch und strömungstechnisch
verbunden sind. Dabei bilden bei derartigen Röhrenradiatoren die hintereinander
in den einzelnen Lagen üblicherweise
fluchtend angeordneten Heizröhren
mit den zugehörigen
Teilsammelkammern Heizkörperelemente,
die über
nabenartig ausgebildete Verbindungsbereiche mit jeweils einem benachbarten
Heizkörperelement
verbunden sind. Auf diese Weise lassen sich Röhrenradiatoren unterschiedlicher
Breite auf einfache Weise herstellen. Der Vorlaufanschluss und der
Rücklaufanschluss sind üblicherweise
an den Außenseiten
der jeweils äußeren Heizkörperelemente
vorgesehen. Dabei können
der Vorlaufanschluss und der Rücklaufanschluss
auf der selben Seite des Heizkörpers
oben und unten vorgesehen sein oder an den gegenüber liegenden Seiten jeweils
oben bzw. unten.
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Die
nabenartigen Verbindungsbereiche der einzelnen Heizkörperelemente
weisen dabei üblicherweise
einen Durchbruch auf, so dass die einzelnen Heizkörperelemente
bzw. die das Heizmedium führenden
Teilsammelkammern und die Heizröhren strömungstechnisch
verbunden sind.
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Der
Begriff „strömungstechnisch
verbinden" wird
dabei im Folgenden als Abgrenzung zu einer rein mechanischen Verbindung
verstanden, wobei hierdurch lediglich ausgedrückt werden soll, dass das Heizmedium
durch eine strömungstechnische Verbindung
mit dem angrenzenden Heizmedium in Verbindung steht, nicht aber
notwendigerweise ein Durchfluss durch die betreffende strömungstechnische
Verbindung erfolgen muss.
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Bei üblichen
Röhrenradiatoren
erfolgt das Durchströmen
der mehreren Lagen von Heizröhren üblicherweise
jeweils in der selben Richtung, beispielsweise bei vertikal angeordneten Heizröhren entweder
in einer Strömungsrichtung
von unten nach oben oder oben nach unten, je nach Anordnung von Vorlauf-
und Rücklaufanschluss.
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In
der Praxis hat sich jedoch herausgestellt, dass ein Heizkörper eine
größere Behaglichkeit
erzeugt und die Wärmeverluste
an die Außenwand,
an welcher der Heizkörper
montiert ist, geringer sind, wenn bei einer gegebenen Heizleistung
die in den Raum gerichtete Vorderseite des Heizkörpers eine höhere Temperatur
aufweist als die der Außenwand zugewandte
Rückseite.
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Dieses
Prinzip ist beispielsweise aus der
EP 0 890 800 B1 bekannt, welche einen ein-
oder mehrreihigen Heizkörper
mit zumindest zwei verschieden ausgelegten Abschnitten betrifft,
wobei der in den Raum hinein gerichtete Heizabschnitt in Form einer Heizplatte
ausgebildet ist. Der Vorlaufanschluss ist an der in den Raum gerichteten
Heizplatte entweder oben oder unten auf der einen Seite angeordnet.
Das zugeführte
Heizmedium durchströmt
zunächst
die vordere Heizplatte und erst anschließend den dahinter vorgesehenen
oder die mehreren dahinter vorgesehenen weiteren Heizabschnitte.
Die vordere Heizplatte und der eine oder die mehreren dahinter vorgesehenen
Heizabschnitte sind nur durch eine Verbindungsleitung auf der dem
Vorlaufanschluss gegenüber
liegenden Seite des Heizkörpers
verbunden.
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Auf
diese Weise wird erreicht, dass zunächst die in den Raum gerichtete
Heizplatte vom Heizmedium durchströmt wird, so dass diese Heizplatte
eine höhere
Temperatur und einen höheren
Strahlungsanteil aufweist als der weitere oder die weiteren Heizabschnitte.
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Der
Erfindung liegt ausgehend von diesem Stand der Technik die Aufgabe
zugrunde, einen Heizkörper
mit wenigstens zwei Lagen von Heizelementen, insbesondere einen
Röhrenradiator,
zu schaffen, welcher an seiner Vorderseite oder aber an seiner Vorder-
und Rückseite
eine höhere
Strahlungsleistung abgibt als an seinen inneren Lagen von Heizelementen
und welcher dieses Ziel durch eine einfache und kostengünstige Konstruktion
erreicht.
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Die
Erfindung geht von der Erkenntnis aus, dass das in der
EP 0 890 800 B1 beschriebene
Prinzip des Erzeugens einer höheren
Strahlungsleistung bei Heizkörpern,
die zumindest an ihrer Vorderseite eine Heizplatte und einen dahinter
angeordneten weiteren Heizabschnitt aufweisen, auch auf Röhrenradiatoren
oder ähnlich
ausgebildete Heizkörper übertragbar
ist, die wenigstens zwei Lagen von Heizelementen aufweisen, wobei
jede Lage von Heizelementen ebenfalls wenigstens zwei nebeneinander geordnete
Heizelemente umfasst. Erfindungsgemäß weist der Heizkörper Zuführmittel
auf, die das Heizmedium vom Vorlaufanschluss, bei zwei Lagen von Heizelementen,
einer der beiden Lagen von Heizelementen (Vorlauflage) zuführen oder,
bei wenigstens drei Lagen von Heizelementen, einer oder beiden der äußeren Lagen
(Vorlauflagen). Der Heizkörper
ist dabei so ausgebildet und die Heizelemente der wenigstens zwei
Lagen von Heizelementen sind an ihren Endbereichen strömungstechnisch
derart verbunden, dass das Heizmedium erst nach dem Durchströmen der
Heizelemente der einen oder der beiden Vorlauflagen die Heizelemente
der übrigen
Lagen von Heizelementen (Rücklauflagen)
durchströmt
und zum Rücklaufanschluss
geführt
wird.
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Während das
Vorsehen einer einzigen Vorlauflage die vorbeschriebenen Vorteile
beim Anordnen des Heizkörpers
an einer Außenwandung
ermöglicht,
kann das Vorsehen zweier Vorlauflagen zur Erzeugung einer verbesserten
Behaglichkeit führen, wenn
ein Heizkörper
so im Raum oder zwischen zwei Räumen
vorgesehen wird, dass eine Abgabe von Strahlungsleistung an beiden
Seiten (Vorderseite und Rückseite)
gewünscht
ist.
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Erfindungsgemäß können die
Heizelemente der wenigstens zwei Lagen von Heizelementen an ihren
Endbereichen so verbunden sein, dass zumindest ein Teil des Heizmediums,
welches die Heizelemente der einen oder beiden Vorlauflagen durchströmt, anschließend die
Heizelemente der einen oder mehreren in der entgegengesetzten Strömungsrichtung
durchströmt.
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Nach
einer bevorzugten Ausführungsform der
Erfindung sind die Zuführmittel
so ausgebildet, dass das vom Vorlaufanschluss kommende Heizmedium
(Vorlauf) jedem Heizelement der betreffenden Vorlauflage zugeführt wird.
Hierdurch ergibt sich der Vorteil einer gleichmäßigen, hohen Temperatur aller Heizelemente
der betreffenden Vorlauflage.
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Nach
einer Ausführungsform
der Erfindung können
die Heizelemente der Rücklauflagen
jeweils an einem ihrer Endbereiche über eine erste Sammelkammer
strömungstechnisch
miteinander verbunden sein, wobei der Rücklaufanschluss mit der ersten Sammelkammer verbunden
ist, und die Heizelemente der Vorlauflagen an den selben Endbereichen über eine
zweite Sammelkammer, wobei der Vorlaufanschluss mit dieser Sammelkammer
verbunden ist. Müssen
zwei Vorlauflagen über
die zweite Sammelkammer gespeist werden, so kann diese entsprechend
zweigeteilt ausgebildet sein. Vorzugweise sind die zwei Teile jedoch
strömungstechnisch
verbunden, so dass ein einziger Vorlaufanschluss zur Speisung genügt.
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Bei
dieser Ausführungsform
können
die Heizelemente an den ihren anderen Endbereichen über eine
weitere gemeinsame Sammelkammer oder mehrere Teilsammelkammern verbunden
sein, die strömungstechnisch
voneinander getrennt oder verbunden sind, wobei jeweils zumindest
ein Heizelement der verschiedenen Lagen mit einer Teilsammelkammer
verbunden ist. Damit ist gewährleistet,
dass das Heizmedium die Heizelemente der einen oder der beiden Vorlauflagen
von ihren Endbereichen her durchströmt, an denen das Heizmedium
eingespeist wird, und anschließend
die Heizelemente der Rücklauflagen
in der entgegengesetzten Richtung.
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Hierdurch
ergibt sich ein einfacher konstruktiver Aufbau des Heizkörpers. Es
wäre jedoch
grundsätzlich
auch möglich,
das Heizmedium nach dem Durchströmen
der Heizelemente der Vorlauflagen nacheinander durch Heizelemente
unterschiedlicher, benachbarter Lagen zu führen und die Heizelemente an
jeweils den betreffenden Endbereichen mittels entsprechender Teilsammekammern
zu verbinden.
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Auf
diese Weise kann ein üblicher
Röhrenradiator
so abgewandelt werden, dass dieser, beispielsweise an der Unterseite,
einen zwei- bzw. dreigeteilten Sammelkanal aufweist, in dem die
eine oder zwei Vorlaufkammern und die Rücklaufkammer vorgesehen ist,
wobei sich die Heizröhren
jeder Lage vom Sammelkanal nach oben erstrecken (wobei die Heizelemente
der Vorlauflagen mit der oder den Vorlaufkammern und die Heizelemente
der Rücklauflagen
mit der Rücklaufkammer
verbunden sind) und an der Oberseite über eine gemeinsame Sammelkammer
verbunden sind. Dabei können
anstelle einer gemeinsamen Sammelkammer auch mehrere Teilsammelkammern
vorgesehen sein. Beispielsweise kann für jede Reihe von Heizelementen,
die in den zwei oder mehreren Lagen fluchtend hintereinander angeordnet
sind, eine gemeinsame Teilsammelkammer vorgesehen sein. Die einzelnen
Teilsammelkammern können
auch strömungstechnisch
verbunden sein.
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Nach
einer anderen Ausführungsform
der Erfindung können
die Heizelemente jeweils an beiden Endbereichen über eine gemeinsame Sammelkammer
oder mehrere Teilsammelkammern verbunden sein, wobei die Teilsammelkammern
an zumindest einem der Endbereiche strömungstechnisch verbunden sind
und wobei der Rücklaufanschluss
mit einer der gemeinsamen Sammelkammern oder mit den strömungstechnisch
verbundenen Teilsammelkammern verbunden ist.
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Dabei
kann der Vorlaufanschluss mit Zuführmitteln verbunden sein, welche
das Heizmedium der gemeinsamen Sammelkammer oder den Teilsammelkammern
derart zuführen,
dass das Heizmedium vom Vorlaufanschluss jeweils in die Eintrittsöffnung der
Heizelemente der einen oder der beiden Vorlauflagen strömt.
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Der
Rücklaufanschluss
kann mit der selben Sammelkammer oder mit den selben Teilsammelkammern
verbunden sein, mit welcher oder mit welchen auch der Vorlaufanschluss
verbunden ist. Er kann jedoch auch mit der jeweils anderen Sammelkammer
oder mit den jeweils anderen Teilsammelkammern verbunden sein, wobei
die Teilsammelkammern in diesem Fall strömungstechnisch verbunden sein
müssen.
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Die
Zuführmittel,
die das Heizmedium vom Vorlaufanschluss zu den Heizelementen der
Vorlauflage(n) führen,
können
durch eine separate Leitung gebildet sein, welche mit dem Vorlaufanschluss
verbunden ist und welche ein oder mehrere Austrittsöffnungen
für das
Zuführen
des Heizmediums in ein oder mehrere Heizelemente der einen oder
beiden Vorlauflagen aufweist. Die Leitung kann beispielsweise durch
ein separates Rohr mit entsprechenden Austrittsöffnungen gebildet sein.
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Nach
einer Ausführungsform
können
die Austrittsöffnungen
düsenartig
ausgebildet und so gerichtet sein, dass der jeweils austretende
Strahl des Heizmediums ausschließlich in das zugeordnete Heizelement
der betreffenden Vorlauflage eintritt. Beispielsweise kann ein in
Bezug auf die betreffende Sammelkammer zentrisches Rohr mit Austrittsöffnungen
vorgesehen sein, so dass auch bei mehreren Lagen von Heizelementen
durch das Ausrichten der Austrittsöffnungen gewährleistet
ist, dass der Strahl des Heizmediums unter den Austrittsöffnungen
eines zu einer Nicht-Vorlauflage gehörenden Heizelements hinweg
bis hin zur Eintrittsöffnung
des zugeordneten Heizelements der betreffenden Vorlauflage geführt wird.
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Kann
dies infolge einer höheren
Anzahl von Lagen von Heizelementen oder einer entsprechenden ungünstigen
Position der Austrittsöffnungen nicht
mehr gewährleistet
werden, so können,
vorzugsweise in der betreffenden Sammelkammer oder Teilsammelkammer,
ein oder mehreren Strömungsleitelemente
vorgesehen werden, die das aus den Austrittsöffnungen austretende Heizmedium
bis hin zur Eintrittsöffnung
des zugeordneten Heizelements führen.
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Zusätzlich oder
anstelle der Strömungsleitelemente
können
an den Austrittsöffnungen
Austrittsleitungen vorgesehen sein, an deren Ende das Heizmedium
austritt, wobei sich die Austrittsleitungen zumindest bis in einen
Bereich der jeweiligen Sammelkammer so weit an das betreffende Heizelement
heran erstrecken, dass, gegebenenfalls mittels weiterer Strömungsleitelemente,
der austretende Strahl des Heizmediums in das betreffende Heizelement
geführt wird.
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Nach
einer Ausführungsform
der Erfindung können
die Austrittsöffnungen
oder die Austrittsleitungen so gerichtet sein und/oder die Strömungsleitelemente
so ausgebildet sein, dass der Strahl des Heizmediums jeweils so
gegen die außenseitige
Innenwandung des betreffenden Heizelements geführt ist, dass sich entlang
der Innenwandung des Heizelements eine heißere Strömungsschicht bildet als im übrigen,
das Heizmedium führenden
Querschnitt des betreffenden Heizelements. Hierbei muss insbesondere
der Anströmwinkel
der Innenwandung in geeigneter Weise gewählt werden. Dieser Effekt ist
aus der Lüftungstechnik
unter dem Begriff Coandereffekt bekannt. Damit wird ein „Abrollen" des Mediums an einer
Wandung bezeichnet, gegen die das Heizmedium geführt ist. Als Anströmwinkel
zwischen dem Strahl des Heizmediums und der Innenwandung des betreffenden
Heizelements hat sich ein Winkelbereich von 15° bis 30° als vorteilhaft erwiesen.
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Nach
einer weiteren Ausführungsform
der Erfindung können
die für
das Zuführen
des Heizmediums mit einer Trennwandung verbunden sein oder durch
diese hindurch führen,
wobei die Trennwandung so ausgebildet und angeordnet ist, dass sie
die Eintrittsöffnung
für das
Heizmedium in das betreffende Heizelement der Vorlauflage von den
Austrittsöffnungen
eines oder mehrerer weiterer Heizelemente (insbesondere der selben
Reihe von hintereinander angeordneten Heizelementen) der Rücklauflagen trennt,
wobei diese Trennwandung vorzugsweise in der betreffenden Sammelkammer
bzw. Teilsammelkammer vorgesehen ist.
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Hierdurch
ist es möglich,
bei beispielsweise vertikal angeordneten Heizelementen den Vorlauf der
oberen gemeinsamen Sammelkammer bzw. der außenseitigen oberen Teilsammelkammer
zuzuführen,
wobei das Heizmedium ausschließlich
den Heizelementen der einen oder der beiden Vorlauflagen zugeführt wird.
Andernfalls bestünde
die Gefahr, dass durch Konvektion zumindest ein Teil des zugeführten Heizmediums
in Heizelemente der innenseitigen Vorlauflagen gelangt.
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Nach
einer bevorzugten Ausführungsform der
Erfindung können
jeweils ein oder mehrere, benachbarte Heizelemente jeder Lage in
einer zur Erstreckungsebene der Lagen senkrechten Richtung mit einer
entsprechenden Anzahl von Heizelementen jeweils aller anderen Lagen
zu jeweils einem Heizkörperelement
zusammengefasst werden. Die Sammelkammern werden dabei vorzugsweise
ebenfalls in ein oder mehrere Teilsammelkammern aufgeteilt, wobei
die Heizelemente der einzelnen Lagen eines Heizkörperelements jeweils an ihren
Endbereichen mit jeweils einer Teilsammelkammer verbunden sind. Wie
bereits vorstehend beschrieben, kann jedoch auch an einem Endbereich
der Heizelemente eine gemeinsame Sammelkammer vorgesehen sein, die dann
auch zur Führung
von Vor- und Rücklauf
des Heizmediums unterteilt sein kann.
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Wie
bei bekannten Röhrenradiatoren
können die
Heizkörperelemente
an beiden Seiten im Bereich zumindest einer Teilsammelkammer jeweils
mindestens einen, vorzugsweise als Nabe ausgebildeten Verbindungsbereich
aufweisen, wobei jeweils zwei der Heizkörperelemente an den einander
zugewandten Verbindungsbereichen der Teilsammelkammern mechanisch
miteinander oder mit einem Verbindungselement verbunden sind.
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Als
gemeinsames Verbindungselement kann beispielsweise ein Rohr dienen,
in welchem der Zulauf und/oder (bei entsprechender Längsteilung
des Rohres) der Rücklauf
des Heizmediums geführt
ist.
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Die
einander zugewandten Verbindungsbereiche der Teilsammelkammern zweier
verbundener Heizkörperelemente
können
in einer Richtung senkrecht zur Erstreckung der Heizelemente fluchtende Durchbrüche aufweisen,
wie dies auch bei herkömmlichen
Röhrenradiatoren
der Fall ist. Hierdurch kann eine strömungstechnische Verbindung
zur Erzeugung eines Rücklaufkanals
erzeugt werden.
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In
den fluchtenden Durchbrüchen
können
jedoch auch die Zuführmittel,
beispielsweise ein separates Zuführrohr
vorgesehen sein. Das Zuführrohr kann
entweder den selben Durchmesser aufweisen wie die Durchbrüche in den
Verbindungsbereichen und diese im Wesentlichen abdichten oder das
Zuführrohr
kann einen geringeren Querschnitt als die Durchbrüche aufweisen,
so dass in der selben Sammelkammer bzw. in den selben Teilsammelkammern ein
Kanal für
das Führen
des Rücklaufs
entsteht. In diesem Fall können
die Durchbrüche
in den Verbindungsbereichen an den gegenüber liegenden Endbereichen
der Heizelemente auch entfallen oder verschlossen sein.
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Weitere
Ausführungsformen
der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
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Die
Erfindung wird nachstehend anhand in der Zeichnung dargestellter
Ausführungsbeispiele näher erläutert. In
der Zeichnung zeigen:
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1 eine teilweise aufgebrochene, perspektivische
Ansicht eines zwei-säuligen
Röhrenradiators
(1d) mit schematisch eingesetztem Vorlaufrohr sowie
eine Hälfte
eines Heizkörperelements zur
Herstellung des zwei-säuligen
Röhrenradiators
in perspektivischer Ansicht (1c), Draufsicht (1a)
und Seitenansicht (1b);
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2 eine Hälfte eines Heizkörperelements zur
Herstellung eines drei-säuligen
Röhrenradiators mit
schematisch eingesetztem Vorlaufrohr in Draufsicht (2a),
Seitenansicht (2b) und perspektivischer Ansicht
(2c);
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3 eine Hälfte eines Heizkörperelements zur
Herstellung eines vier-säuligen
Röhrenradiators mit
schematisch eingesetztem Zuführrohr
mit einem Strömungsleitelement
in Draufsicht (3a), Seitenansicht (3b)
und perspektivischer Ansicht (3c) und
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4 eine Draufsicht (4a) und
eine Seitenansicht (4b) einer Hälfte eines Heizkörperelements
zur Herstellung eines drei-säuligen
Röhrenradiators
mit schematisch eingesetztem Vorlaufrohr mit einer Austrittsleitung
und einer Trennwandung zur Abgrenzung der Vorlauflage.
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1d zeigt
einen zwei-säuligen
Röhrenradiator 1,
welcher aus mehreren Heizkörperelementen 3 zusammengesetzt
ist. Die Heizkörperelemente 3 können beispielsweise
aus zwei, vorzugsweise identischen, Halbschalen 5 hergestellt
sein, wie dies in den 1a bis 1c dargestellt
ist. Jede Halbschale 5 zur Herstellung eines Heizkörperelements 3 für den zwei-säuligen Röhrenradiator 1 umfasst
mittlere Bereiche 7, die nach einem Verbinden zweier Halbschalen 5 zu
einem Heizkörperelement 3 zwei röhrenartige
Heizelemente 9 ergeben.
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Der
obere Bereich 11 und der untere Bereich 13 der
Halbschale 5 verbinden jeweils die mittleren Bereiche 7 und
erzeugen bei zu einem Heizkörperelement 3 verbundenen
Halbschalen eine obere Teilsammelkammer 15 und eine untere
Teilsammelkammer 17. Jede Halbschale 5 weist an
ihrer Außenseite einen
nabenartig ausgebildeten oberen Verbindungsbereich 19 und
unteren Verbindungsbereich 21 auf. Die Verbindungsbereiche 19 und 21 dienen
zum Verbinden der Heizkörperelemente 3 untereinander.
Das Verbinden kann stoffschlüssig,
beispielsweise durch Verschweißen,
oder kraftschlüssig,
beispielsweise durch Zusammenspannen der Heizkörperelemente 3 erfolgen,
wobei hierzu Spannmittel durch innerhalb der Verbindungsbereiche 19 bzw. 21 vorgesehene Durchbrüche 23 geschoben
werden können,
die an den jeweils äußern Verbindungsbereichen 19 bzw. 21 der äußersten
Heizkörperelemente 3 angreifen und
die dazwischen befindlichen Heizkörperelemente 3 jeweils
mit den einander gegenüber
liegenden Verbindungsbereichen 19, 21 aneinander
anpressen. Die Durchbrüche 23 der äußersten
Heizkörperelemente 3 können hierzu
verschlossen sein (beispielsweise mittels entsprechenden Schraubverschlüssen). Des
Weiteren kann an jeweils einem der äußersten Verbindungsbereiche 19, 21 jeweils
ein Vorlaufanschluss und ein Rücklaufanschluss
vorgesehen sein.
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Bei
der in 1d dargestellten Ausführungsform
eines zwei-säuligen
Röhrenradiators
ist der Vorlauf am (nicht dargestellten) äußersten linken Heizkörperelement 3 am
unteren Verbindungsbereich 21 vorgesehen und der Rücklaufanschluss
am äußersten
rechten Heizkörperelement 3 am
oberen Verbindungsbereich 19. Der Vorlaufanschluss VL und
der Rücklaufanschluss
RL ist bei der Darstellung in 1d lediglich
schematisch durch die betreffenden Pfeile angedeutet.
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Selbstverständlich können bei
der kraftschlüssigen
Montage der Heizkörperelemente 3 zum Röhrenradiator 1 zwischen
den einander gegenüber liegenden
Verbindungsbereichen 19, 21 Dichtmittel, beispielsweise
ringförmige
Kunststoffdichtungen vorgesehen sein.
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Um
an einer der Außenseiten,
d.h. der Frontseite oder Rückseite
des Röhrenradiators 1 eine
höhere
Temperatur zu erzeugen als an der jeweils anderen Seite ist gemäß den Darstellungen
in 1 mit dem Vorlaufanschluss eine
rohrförmige
Zuführleitung 25 verbunden,
welche durch die Durchbrüche 23 in den
jeweils unteren Verbindungsbereichen 21 der Heizkörperelemente 3 bzw.
der Halbschalen 5 geführt
ist. Hierbei kann es sich im einfachsten Fall um ein Metallrohr
oder Kunststoffrohr handeln.
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Die
rohrförmige
Zuführleitung 25 weist
bei der in 1 dargestellten Ausführungsform
in jeder unteren Teilsammelkammer 17 eine Austrittsöffnung 27 auf,
die so gerichtet ist, dass das aus ihr austretende Heizmedium des
Vorlaufs in eines der beiden röhrenartigen
Heizelemente 9 gelangt. Hierdurch strömt das Heizmedium entsprechend
den in 1d dargestellten Pfeilen im
linken aufgebrochenen Heizkörperelement 3 zunächst in
die untere Teilsammelkammer 17, von dieser in das vordere,
röhrenartige Heizelement 9,
anschließend
in die obere Teilsammelkammer 15 und von dieser nach unten
in das hintere, röhrenartige
Heizelement 9 erneut bis in die untere Teilsammelkammer 17,
so dass ein Kreislauf innerhalb jedes der Heizkörperelemente 3 geschlossen
ist.
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Da
der Vorlauf in die untere Teilsammelkammer 17 erfolgt,
ergibt sich das Aufsteigen des Heizmediums im vorderen, röhrenartigen
Heizelement 9 und das Absinken des Heizmediums im hinteren,
röhrenartigen
Heizelement 9 infolge Konvektion durch die unterschiedliche Dichte
des im vorderen Heizelement 9 noch heißeren Heizmediums und im hinteren Heizelement 9 kühleren Heizmediums.
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Auf
diese Weise ergibt sich somit bei den vorderen, röhrenartigen
Heizelementen 9 eine höhere
Temperatur als bei den hinteren, röhrenartigen Heizelementen 9.
Ein derartiger Röhrenradiator
eignet sich somit, um mit seiner Rückseite an einer Außenwand
angeordnet zu werden, wobei sich durch die niedrigere Temperatur
der Rückseite
des Röhrenradiators
(der hinteren Heizelemente 9 und der hinteren Bereiche
der Teilsammelkammern 15 und 17) ein geringerer
Wärmeverlust
durch die Außenwand. Gleichzeitig
ergibt sich durch die höhere
Temperatur der Vorderseite des Röhrenradiators 1 (der
vorderen Heizelemente 9 und der vorderen Bereiche der Teilsammelkammern 15, 17)
eine höhere
Wärmestrahlungsleistung
in Richtung des zu beheizenden Raumes. Hierdurch ergibt sich ein
subjektiv gesteigertes Behaglichkeitsgefühl.
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Bei
der in 1 dargestellten Ausführungsform
sind die Austrittsöffnungen 27 der
rohrförmigen Zuführleitungen 25 in
Form kurzer Stutzen ausgebildet, die eine Verbesserung der Richtwirkung
des aus den Austrittsöffnungen 27 austretenden
Heizmediums bewirken. Diese kurzen Stutzen können beispielsweise unmittelbar
durch ein Nach-Außen-Biegen
des Rohrmaterials bei der Herstellung der Austrittsöffnungen 27 erzeugt
werden oder durch das Aufsetzen entsprechend kurzer Leitungsstücke, die dann
mit der rohrförmigen
Zuführleitung 25 verbunden
werden.
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Die
kurzen Stutzen können
bei Bedarf, z.B. wenn der Abstand zwischen den Austrittsöffnungen 27 und
den Eintrittsöffnungen
der zugeordneten Heizelemente 9 der betreffenden Vorlauflage
entsprechend groß ist
(insbesondere bei mehrlagigen Heizkörpern), auch länger ausgebildet
werden. Derartige Austrittsleitungen können beispielsweise aus einem biegbaren
Material, z.B. Kunststoff bestehen, so dass die fertig vormontierte
Zuführleitung 25 einschließlich der
zu Austrittsleitungen verlängerten
Stutzen in die Durchbrüche 23 der
Heizkörperelemente 3 auch dann
eingeschoben werden kann, wenn die radiale Ausdehnung der Austrittsleitungen
größer ist
als der Querschnitt der Durchbrüche 23.
In diesem Fall müssen
die Austrittsleitungen flexibel biegbar sein, so dass sie sich nach
dem Einschieben der Zu führleitung 25 in
die Durchbrüche 23 bzw.
dem Einbringen der Austrittsleitungen in die betreffenden Teilsammelkammern 17 wieder
in die gewünschte
radiale Richtung ausrichten.
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Der
Anströmwinkel α des aus
den Austrittsöffnungen 27 austretenden
Heizmediums (in 1a gestrichelt dargestellt)
kann so gewählt
werden, dass das Heizmedium durch Ausnützen des aus der Lüftungstechnik
bekannten Coandereffekts praktisch entlang der Innenwandung der
Vorderseite der röhrenartigen
Heizelemente 9 bzw. der Innenwandungen der Vorderseiten
der oberen Teilsammelkammer 15 bzw. der unteren Teilsammelkammer 17 geführt wird
und gleichermaßen
entlang der betreffenden Oberfläche „abrollt". Hierdurch ergibt
sich innerhalb der betreffenden Leitungsquerschnitte ein Temperaturgradien
hin zu den betreffenden Vorderseiten der Heizkörperelemente 3. Auf
diese Weise lässt
sich die Temperatur und damit die Strahlungsleistung, die von der
Vorderseite des Röhrenradiators 1 abgegeben wird,
nochmals erhöhen.
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Bei
der in 1d dargestellten Ausführungsform
eines zwei-säuligen
Röhrenradiators
ist der Rücklauf
durch die Durchbrüche 23 der
oberen Verbindungsbereiche 19 und die oberen Teilsammelkammern 15 geführt. Wie
bereits erwähnt,
befindet sich der (nicht dargestellte) Rücklaufanschluss am oberen Verbindungsbereich 19 des äußersten
rechten Heizkörperelements 3.
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Bei
dieser Ausführungsform
wird daher jeweils ein Teil des aus den vorderen röhrenartigen Heizelementen
aufsteigenden Heizmediums aus der jeweils oberen Teilsammelkammer 15 in
Richtung auf den Rücklaufanschluss
geführt,
während
der übrige Teil
des in den vorderen Heizelementen aufsteigenden Heizmediums durch
die jeweils hinteren Heizelemente 9 wieder abwärts in Richtung
auf die untere Teilsammelkammer 17 geführt wird.
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Es
ist jedoch selbstverständlich
ebenfalls möglich,
den Vorlaufanschluss mit den unteren Teilsammelkammern 17 zu
verbinden und diesen insbesondere am äußersten rechten Heizkörperelement 3 am äußersten
unteren Verbindungsbereich 21 vorzusehen. In diesem Fall
kann der Querschnitt der Zuführleitung 25 geringer
gewählt
werden als der Querschnitt der Durchbrüche 23 in den unteren
Verbindungsbereichen 21, so dass der Rücklauf des Heizmediums außerhalb
der Zuführleitung 25 in
Richtung auf den Vorlaufanschluss durch die unte ren Teilsammelkammern 17 geführt werden
kann. In diesem Fall müssen
die oberen Teilsammelkammern 15 nicht in Verbindung stehen,
so dass auf entsprechende Durchbrüche 23 verzichtet
werden kann, sofern diese nicht für das Durchführen entsprechender
Spannmittel für
die Montage des Röhrenradiators 1 erforderlich
sind.
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2 zeigt Halbschalen 5 zur Herstellung von
Heizkörperelementen
zur Realisierung eines drei-säuligen
Röhrenradiators,
wobei identische Bezugszeichen wie bei der Ausführungsform in 1 zur
Bezeichnung identischer oder vergleichbarer Teile/Bestandteile verwendet
werden. Anders als die Halbschalen bei der Ausführungsform gemäß 1 weisen die Halbschalen 5 in 2 drei mittlere Bereiche 7 zur
Realisierung von jeweils drei röhrenartigen Heizelementen 9 auf.
Da wiederum in der Mittelebene der Heizkörperelemente 3 bzw.
der Halbschalen 5 liegende nabenartige Verbindungsbereiche 19 bzw. 21 vorgesehen
sind, ergibt sich ein größerer Abstand zwischen
den Austrittsöffnungen 27 der
rohrförmigen Zuführleitungen 25 zu
den betreffenden vorderen Heizelementen 9, welche die Vorlauflage
bilden. Abhängig
von der Ausbildung der Austrittsöffnungen 27 kann
jedoch sogar bei einem drei-säuligen Röhrenradiator,
welcher aus drei Lagen von hintereinander angeordneten Heizelementen 9 besteht,
auf Stützen oder
andere Mittel zur Führung
des aus den Austrittsöffnungen 27 austretenden
Strahls des Heizmediums verzichtet werden. Wie aus 2c ersichtlich, sind
bei dieser Ausführungsform
lediglich einfache Bohrungen in der Wandung der rohrförmigen Zuführleitung
vorgesehen.
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Die
Funktionsweise der in 2 dargestellten
Ausführungsform
ist weitgehend mit der vorstehend im Zusammenhang mit der in 1 dargestellten Ausführungsform erläuterten
Funktionsweise identisch. Im Unterschied zur Ausführungsform
nach 1 wird bei der drei-lagigen Variante
des Röhrenradiators
das in der Vorlauflage von Heizelementen 9 nach oben geführte Heizmedium
nicht nur in den Heizelementen einer Rücklauflage sondern aufgeteilt auf
jeweils zwei Heizelemente aus der oberen Teilsammelkammer 15 in
die untere Teilsammelkammer 17 geführt. Abhängig von der Anordnung des
Rücklaufs
wird jeweils wiederum ein Teil des in der Vorlauflage in den entsprechenden
Heizelementen 9 aufsteigenden Heizmediums durch die Durchbrüche 23 in
den oberen Verbindungsbereichen 19 in Richtung auf den
Vorlaufanschluss geführt.
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Die
Ausführungsform
gemäß 3 zeigt Halbschalen 5 zur Realisierung
von vier-säuligen Röhrenradiatoren.
Auch bei dieser Ausführungsform sind
vergleichbare Bestandteile oder Teile wiederum mit identischen Bezugsziffern
versehen.
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Wie
aus 3a und 3c ersichtlich,
ist wiederum eine rohrförmige
Zuführleitung
vorgesehen, welche sich durch die Durchbrüche 23 in den unteren
Verbindungsbereichen durch die unteren Teilsammelkammern 17 der
betreffenden Heizkörperelemente
erstreckt. Auch bei dieser Ausführungsform
sind als Austrittsöffnungen 27 in
der Zuführleitung 25 einfache
Bohrungen vorgesehen. Da bei der vier-säuligen Ausführungsform der Abstand zwischen
den Austrittsöffnungen 27 und
den vorderen röhrenartigen
Heizelementen 9 jedoch noch größer ist als bei der drei-säuligen Ausführungsform
gemäß 2, sind bei der in 3 dargestellten
Ausführungsform
Strömungsleitelemente 29 vorgesehen, die
so angeordnet und ausgebildet sind, dass das aus den Austrittsöffnungen 27 austretende
Heizmedium in Richtung auf die Eintrittsöffnung des zugeordneten Heizelements
der Vorlauflage von Heizelementen 9 geführt wird. Beispielsweise kann,
wie in 3 dargestellt, ein Strömungselement
aus einem rinnenartigen Teil in Form eines halben Rohrs bestehen,
welches so angeordnet ist, dass der Strahl des Heizmediums entlang
der Innenwandung des Strömungsleitelements 29 in
Richtung auf die Eintrittsöffnung
des betreffenden vorderen Heizelements 9 geführt wird.
Dabei ist es nicht zwingend notwendig, dass sich das Strömungsleitelement 29 unmittelbar bis
an die Austrittsöffnung 27 bzw.
die Zuführleitung 25 heran
erstreckt. Bei der in 3 dargestellten Ausführungsform
kann das rinnenförmige
Strömungsleitelement 29 beispielsweise
durch Punktschweißen
mit der Innenwandung einer der Halbschalen 5 verbunden
werden, aus denen jeweils ein Heizkörperelement hergestellt wird.
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Die
Funktionsweise der Ausführungsform
eines vier-säuligen
Röhrenradiators
mit einer Vorlauflage und drei Rücklauflagen
von Heizelementen 9 entspricht der vorstehend in Verbindung
mit den Ausführungsformen
gemäß 1 und 2 erläuterten Funktionsweise.
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Bei
den Ausführungsformen
gemäß 2 und 3 ist
es jedoch ebenso, wie bei der nachstehend in Verbindung mit 4 erläuterten
Ausführungsform
möglich,
die beiden äußeren Heizelemente 9 jedes
Heizkörperelements 3 als
Vorlauflage einzusetzen und beiden Vorlauflagen über entsprechend angeordnete
Austrittsöffnungen 27 in
der Zuführleitung 25 mit dem
Vorlauf des Heizmediums zu speisen. Ein derartiger Heizkörper kann
beispielsweise in einer Raummitte eingesetzt werden, falls es gewünscht ist,
von beiden Frontseiten bzw. der Frontseite und der Rückseite
des Heizkörpers
eine hohe Wärmestrahlungsleistung
abzugeben.
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Bei
diesen Ausführungsformen
wird das in den äußeren Heizelementen
der beiden Vorlauflagen geführte
Heizelement von der einen bzw. den mehreren inneren Heizelementen
der Rücklauflagen
jeweils in der entgegengesetzten Richtung geführt.
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4 zeigt wiederum eine Halbschale 5 zur Realisierung
von Heizkörperelementen
für einen drei-säuligen bzw.
drei-lagigen Heizkörper,
wobei auch bei dieser Ausführungsform
zur Bezeichnung vergleichbarer Teile oder Bestandteile identische
Bezugszeichen verwendet werden. Anders als bei den in den 1 bis 3 dargestellten
Ausführungsformen wird
bei dieser Ausführungsform
der Vorlauf jedoch an einer Seite des Heizkörpers oben zugeführt, beispielsweise
wiederum durch die Verwendung einer Zuführleitung 27, die
durch die Durchbrüche 23 in den
jeweils oberen, nabenartigen Verbindungsbereichen 19 geführt ist.
Da in diesem Fall der Kreislauf für das Heizmedium nicht durch
die Schwerkraft bzw. die unterschiedliche Dichte des Heizmediums
bei unterschiedlichen Temperaturen unterstützt wird, ist bei dieser Ausführungsform
in den Heizkörperelementen 3 eine
Trennwandung 31 vorgesehen, welche die Zuführöffnung der
Heizelemente 9 der Vorlauflage von den Austrittsöffnungen
der Heizelemente 9 der Rücklauflagen trennt. Zudem ist
das Heizmedium mittels Austrittsleitungen 33 jeweils von
der Austrittsöffnung 27 in
der rohrförmigen
Zuführleitung 25 bis
an die Trennwandung 31 heran- bzw. durch diese hindurch geführt. Auf
diese Weise wird verhindert, dass das heiße Heizmedium des Vorlaufs
in der oberen Teilsammelkammer 15 aufsteigt und gegebenenfalls durch
andere Heizelemente 9 als die der Vorlauflage bis in die
untere Teilsammelkammer 17 gelangt. Durch das Einspeisen
des Heizmediums durch die Trennwandung 31 hindurch, welche
die Eintrittsöffnung
der Heizelemente der Vorlauflage von den Austrittsöffnungen
der Heizelemente 9 der beiden Rücklauflagen trennt, ist sicher
gestellt, dass die Heizelemente 9 der Vorlauflage mit heißerem Heizmedium versorgt
werden als die Heizelemente 9 der Rücklauflagen.
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Obwohl
in der Zeichnung nur Ausführungsformen
von Röhrenradiatoren
dargestellt sind, die aus mehreren, identischen Heizkörperelementen
bestehen, kann der gewünschte
Effekt, dass die eine oder die beiden Vorlauflagen unmittelbar mit
dem Heizmedium des Vorlaufs gespeist werden auch durch die Verwendung
von jeweils sich über
die gesamte Heizkörperbreite
erstreckende gemeinsame Sammelkammern erreicht werden. Beispielsweise kann
eine sich über
die gesamte Heizkörperbreite
erstreckende untere Sammelkammer vorgesehen sein, von welcher sich
zwei oder mehrere Lagen von röhrenförmigen Heizelementen
nach oben erstrecken, wobei diese an ihren oberen Endbereichen ebenfalls mit
einer gemeinsamen, sich über
die gesamte Heizkörperbreite
erstreckenden oberen Sammelkammer verbunden sein können. Anstelle
einer gemeinsamen, oberen Sammelkammer können auch jeweils ein oder
mehrere Teilsammelkammern vorgesehen sein. Innerhalb der gemeinsamen
Sammelkammer, an welcher der Vorlaufanschluss angeordnet ist, müssen Mittel
vorgesehen sein, die sicher stellen, dass das Heizmedium des Vorlaufs
lediglich der einen äußeren oder
den beiden äußeren Vorlauflagen von
Heizelementen 9 zugeführt
wird. Hierzu können in
der gemeinsamen Teilsammelkammer entsprechende Trennwandungen vorgesehen
sein.
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Diese
gemeinsame Teilsammelkammer kann auch gleichzeitig für das Führen des
Rücklaufs ausgebildet
sein, wobei durch entsprechende Trennwandungen das Vorlaufmedium
vom Rücklaufmedium
getrennt wird. Die Heizelemente der Rücklauflagen müssen in
diesem Fall selbstverständlich
so in die gemeinsame untere Teilsammelkammer münden, dass das Rücklaufmedium
in Richtung auf den Rücklaufanschluss
geführt
wird.
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Es
ist selbstverständlich
ebenfalls möglich, eine
derartige gemeinsame Sammelkammer für Vorlauf und Rücklauf an
der Oberseite der Heizelemente 9 vorzusehen.
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Bei
jeder der vorgenannten Ausführungsformen
kann der Rücklauf
auch über
eine gemeinsame Sammelkammer am jeweils anderen Endbereich der Heizelemente 9 erfolgen.
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Durch
das vorzugsweise Zuführen
von Heizmedium des Vorlaufs unmittelbar in jedes Heizelement einer
Vorlauflage ergibt sich über
die gesamte Heizkörperbreite
eine sehr homogene Temperaturverteilung und eine entsprechend hohe
Temperatur.