DE19913116C2 - Elektrische Heizvorrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine elektrische Heizvorrich­ tung, welche als Zusatzheizung für bestehende Heizkörper be­ stimmt ist und insbesondere als Zusatzheizung in der Über­ gangszeit (Frühling, Herbst) eine elektrische Beheizung er­ möglicht, wenn die Zentralheizung ausgeschaltet ist oder bei laufender gedrosselter Zentralheizung in bestimmten Räumen, beispielsweise im Badezimmer, eine zusätzliche Erwärmung der Raumluft erwünscht ist.

Als Zusatzheizkörper werden üblicherweise Elektrolüfter oder ölgefüllte Radiatoren benutzt, oder es werden Heizplatten unter Bodenplatten eingebaut.

Es ist auch bekannt, das die Heizkörper durchströmende Was­ ser mit Heizstäben aufzuheizen, die nach Art eines Tauchsie­ ders das Wasser im Inneren des Heizkörpers erwärmen. Dieses erwärmte Wasser zirkuliert dann mit Hilfe der Schwerkraft im Heizkörper und erwärmt über Konvektion und Abstrahlung des Heizkörpers den Raum.

Wie auch bei ölgefüllten Radiatoren ist diese Art der Erwär­ mung eines flüssigen Mediums nachteilig im Hinblick auf mög­ liche Undichtigkeiten, Siedegeräusche, langsames Aufheizver­ halten und geringe Leistungsabgabe im Verhältnis zur Heiz­ körpergröße. Die Wärmeübertragung des Heizstabes auf Wasser oder auch auf Öl ist aufgrund der Siedeneigung des flüssigen Mediums stark begrenzt.

Die DE-AS 10 85 314 beschreibt ein Verbund-Raumheizgerät für Eisenbahnwagen, das wahlweise mit Dampf, oder wenn kein Dampf zur Verfügung steht, mit elektrischem Strom betrieben werden kann. Die als Rippen ausgebildeten Wärmetauscherelemente werden entweder unmittelbar über die Dampfrohre oder die elek­ trisch beheizte Profilstange direkt aufgeheizt, was einen festen einheitlichen Zusammenbau erfordert. Als Zusatzheiz- Vorrichtung für bestehende, fest eingebaute Heizkörper ist dieses Gerät nicht einsetzbar.

Die DE 695 05 498 T2 beschreibt einen elektrischen Heizkörper in Modulbauweise, bei dem zwischen zwei Abschluß-Modulelemen­ ten eine beliebige Zahl von Zwischen-Modulelementen einge­ baut werden kann. Der Heizkörper kann als Haupt- oder Zusatz­ heizung von Räumen benutzt werden, wobei die Heizvorrichtung stationär angebracht oder beweglich ausgebildet sein kann. Er umfaßt alle Wärmespeicher- und Wärmetauscher-Elemente, die ein Heizkörper erfordert. In bezug auf die Wärmeübertragung ist dieser Heizkörper jedoch völlig unabhängig von einer be­ stehenden Heizung.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine elektrische Heizvorrichtung zu schaffen, die in Verbindung mit einer fest eingebauten Heizung benutzt werden kann, um eine bessere Wärmeabgabe zu erreichen.

Gelöst wird die gestellte Aufgabe durch die Gesamtheit der im Patentanspruch 1 angegebenen Merkmale.

Die den Gegenstand der Erfindung bildende elektrische Zusatz- Heizvorrichtung wird unabhängig von jenem Heizkörper herge­ stellt und vertrieben, mit dem sie später in Wirkverbindung treten soll. Durch die vorliegende Erfindung wird ein einfach aufgebauter elektrischer Heizkörper zur Verfügung gestellt, der selbst nur eine relativ geringe Wärmespeicherfähigkeit aufweist und die großflächigen bzw. großvolumigen Wärmeaus­ tauscher-Elemente des fest eingebauten Heizkörpers benutzt, die eine hohe Wärmekapazität aufweisen, wodurch eine günstige Wärmeübertragung durch Konvektion und/oder Strahlung bewirkt werden kann.

Die erfindungsgemäß ausgebildete Zusatz-Heizvorrichtung hat demgemäß gegenüber bekannten Zusatz-Heizvorrichtungen den Vorteil, daß auf großvolumige und teure Wärmespeicher-Vor­ richtungen und Wärmetauscher-Vorrichtungen verzichtet wer­ den kann und die auf den betreffenden Raum optimal angepaßte Heizkörper-Anordnung für Wärmespeicherung und Wärmeabgabe ausgenutzt werden kann. Das Wesen der Erfindung besteht dem­ gemäß darin, daß sie vorhandene Elemente einer fest einge­ bauten Heizung benutzt, um eine optimale Wärmeabgabe zu ge­ währleisten. Ohne bestehende, fest eingebaute Heizkörper ist die erfindungsgemäße Zusatz-Heizvorrichtung sinnvoll nicht einsetzbar.

Zweckmäßige konstruktive Ausgestaltungen der elektrischen Heizvorrichtung ergeben sich aus den Unteransprüchen 2 bis 5.

Die erfindungsgemäße Heizvorrichtung kann der jeweiligen Form und Größe des vorhandenen Heizkörpers angepaßt werden und ent­ weder bereits beim Einbau zusammen mit diesem Heizkörper vor­ gesehen oder auch nachträglich vom Benutzer eingebaut werden. Dabei kann das entsprechend angepaßte Registerelement von unten, von oben oder von hinten her zwischen die vorhandenen Heiz­ lamellen des Heizkörpers eingeführt und festgelegt werden. Die Registerlamellen können anliegend oder frei zwischen den Radiatorlamellen montiert werden, so daß entweder durch Kon­ vektion oder Wärmeleitung eine Übertragung auf die Wärmeaus­ tauscher-Heizlamellen des Heizkörpers erfolgen kann. Dabei ist es wichtig, daß eine Wärmekonzentration auf die direkte Umge­ bung des Heizstabes durch entsprechende Bemessung der Wärme­ übertragungsfläche vermieden wird.

Für die Funktion des Registerheizelementes ist es gleichgül­ tig, ob dieses einen Heizkörper ohne Wasserinhalt oder einen Heizkörper im Warmwasser-Heizsystem erhitzt. Die Erfindung kann sowohl für Stahlradiatoren als auch für Aluminiumradia­ toren benutzt werden, wobei sich bei Aluminiumheizkörpern der Vorteil ergibt, daß im Verhältnis zur Heizkörpergröße höhere elektrische Leistungen übertragen werden können.

Bei großen bzw. hohen Heizkörpern können auch mehrere Heiz­ register übereinander eingebaut werden.

Die Steuerung der Heizregisterelemente kann über handelsüb­ liche Elektrothermostat-Regelungen erfolgen, wobei zusätzlich zur Temperatursteuerung auch noch eine Zeitsteuerung denkbar ist.

Nachstehend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung beschrieben. In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 ist eine schematische Seitenansicht der erfindungsgemäßen elektrischen Heizvor­ richtung;

Fig. 2 ist eine Grundrißansicht der Heizvor­ richtung gemäß Fig. 1;

Fig. 3 ist eine Seitenansicht zu Fig. 1.

Die elektrische Heizvorrichtung besteht aus lamellenartigen Metallstreifen 10, die an einem Ende durch Distanzstücke 12 im Abstand gehalten werden. Der Abstand der Metallstreifen entspricht dem Abstand der Heizlamellen eines Radiators, der in Verbindung mit der elektrischen Heizvorrichtung eingesetzt wird.

Die Metallstreifen 10 und die Distanzstücke 12 sind als Vier­ kant oder rund ausgebildet und weisen miteinander fluchtende Bohrungen 14 auf, in die mit geringem Spaltmaß ein Heizstab 16 eingeschoben ist, welcher elektrische Anschlüsse 18 auf­ weist. Als Heizstab sind an sich bekannte Heizelemente mit z. B. 500 bis 2000 Watt Leistung geeignet, die in Längen von 200 bis 1000 mm zur Verfügung stehen und beispielsweise zum Beheizen von Werkzeugen im Maschinenbau eingesetzt werden. Diese Heizstäbe können Temperaturen bis zu 750°C erreichen, und die von ihnen aufgebrachte Wärmeenergie wird über die Distanzstücke 12 bzw. direkt auf die Metallstreifen 10 über­ tragen und von dort auf den fest eingebauten Heizkörper.

Eine derartige, in der Zeichnung schematisch dargestellte Heizvorrichtung kann von unten her oder von oben oder von hinten in handelsübliche fest eingebaute Radiatoren zwischen deren vorhandenen Heizelementen montiert werden. Die abwech­ selnd über den Heizstab aufgefädelten Metallstreifen bzw. Distanzstücke können in ein U-Profil eingesetzt und/oder durch eine Verschraubung oder Verschweißung der Teile gegen Verdrehen und Verschieben gesichert werden. Die Distanzstücke 12 und der sie durchsetzende Heizstab werden bevorzugt, wie aus der Zeichnung ersichtlich, am unteren Ende der Metall­ streifen angeordnet, so daß die Wärme von hier aus aufsteigen und auf die Metallstreifen und die Radiatorrippen übertragen werden kann. Für Sonderfälle soll es jedoch auch vorbehalten bleiben, den Heizstab und die Distanzelemente sowie die vom Heizstab durchsetzten Bohrungen der Metallstreifen im Mittel­ abschnitt oder im oberen Teil anzuordnen, wenn dies beispiels­ weise im Hinblick auf Form und/oder Größe des fest eingebauten Heizkörpers zweckmäßig erscheint.

Die Wärmekonzentration auf die direkte Umgebung des Heiz­ stabes wird durch die Ummantelung des Heizstabes durch die eine bestimmte Wärmekapazität aufweisenden Distanzstücke 12 und die Länge der Registerlamellen mit entsprechender Wärme­ übertragungsfläche vermieden.

Die in der Zeichnung angegebenen Maße sind Millimeterangaben Bund beziehen sich auf ein bestimmtes Ausführungsbeispiel. Wie ersichtlich, hat die Lamelle Abmessungen von 20 × 5 × 400 mm und das Distanzstück Abmessungen von 20 × 20 × 17 mm.

Der Heizstab ist beispielsweise 510 mm lang und besitzt einen Durchmesser von 13,5 mm, wobei die Bohrungen 14 in den Distanzstücken und Metallstreifen eine entsprechende Bemes­ sung aufweisen. Die Abmessungen stellen jedoch nur ein nicht beschränkendes Ausführungsbeispiel dar.

Die den Heizstab 16 umschließenden Distanzstücke 12 sowie die Metallstreifen 10 bestehen vorzugsweise aus einem Material hoher Wärmeleitfähigkeit, insbesondere aus Aluminium.

Claims (5)

1. Elektrische Heizvorrichtung mit den folgenden Merk­ malen:

• - sie ist als Zusatzheizung an einem bestehenden, fest eingebauten Heizkörper anbringbar, der Wärmetauscher-Heizlamellen aufweist und als Radiator-Heizkörper ausgebildet ist;
• - lamellenartige Metallstreifen (10) der elektri­ schen Heizvorrichtung sind im Abstand der Wärme­ tauscher-Heizlamellen des Heizkörpers angeordnet;
• - an einem Ende der Metallstreifen (10) sind zwi­ schen diesen Distanzstücke (12) festgelegt;
• - die Distanzstücke (12) und die Metallstreifen (10) besitzen miteinander fluchtende Bohrungen (14);
• - in die Bohrungen (14) ist ein Heizstab (16) zur Aufheizung der Metallstreifen (10) einge­ schoben;
• - die Metallstreifen (10) sind zwischen die Wärme­ tauscher-Heizlamellen des Heizkörpers derart montierbar, daß eine Wärmeübertragung auf die Wärmetauscher-Heizlamellen des Heizkörpers er­ folgt.

2. Elektrische Heizvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallstreifen (10) und die Distanzstücke (12) mit geringem Spaltmaß auf dem Heizstab (16) aufgefädelt sind und die Distanzstücke (12) und der Heizstab (16) am unteren Ende der Metallstreifen (10) angeordnet sind.

3. Elektrische Heizvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Distanzstücke (12) mit dem unteren Ende der Metallstreifen (10) in ein U-Profil eingesetzt sind.

4. Elektrische Heizvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallstreifen (10) mit den Distanzstücken (12) ein Heizregister-Element bilden und ver­ drehungssicher und verschiebungssicher miteinander verbunden, z. B. verschweißt oder verschraubt, sind.

5. Elektrische Heizvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallstreifen (10) und/oder die Distanzstücke (12) aus einem gut wärmeleitfähigen Material, beispielsweise Aluminium, bestehen.