DE60111995T2

DE60111995T2 - Paneelheizer für Raumheizung, mit Einlage aus thermisch- und elektrisch isolierendem Material, hauptsächlich angewended als Abstandhalter

Info

Publication number: DE60111995T2
Application number: DE2001611995
Authority: DE
Inventors: Jon Myhre
Original assignee: Nobo Electro AS; NOBOE ELECTRO AS STJOERDAL
Current assignee: Nobo Electro AS; NOBOE ELECTRO AS STJOERDAL
Priority date: 2000-05-08
Filing date: 2001-05-08
Publication date: 2006-05-24
Anticipated expiration: 2021-05-09
Also published as: NO20002385L; NO312790B1; DE60111995D1; EP1156283B1; EP1156283A3; NO20002385D0; EP1156283A2

Description

Eine Heizeinrichtung zur Raumheizung mit einem elektrischen Heizelement wird gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1 definiert.
ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK
Bezüglich der Bauart einer solchen Heizeinrichtung, die oft „Paneelheizer" genannt wird, ist das Einfügen eines Abstandshalters aus einem thermisch widerstandsfähigen Material zwischen dem Heizelement und dem sie umgebenden Gehäuse oder Gerippe bekannt, wobei die Halter die zwei Teile teilweise berühren. Folglich muss die Wärmeübertragung über einen schmalen Luftspalt durchgeführt werden.
Dies führt zu mehreren Nachteilen. Zunächst führt dies zu einer ungleichmäßigen Erwärmung des Gerippes. Da die Heizeinrichtung Dimensionen aufweisen muss, die eine maximale Flächentemperatur auf einen gegebenen Wert begrenzen, kann solch eine ungleichmäßige Erwärmung dazu führen, dass das Heizelement zu einer idealerweise gleichmäßigen Erwärmung der freiliegenden Flächen größer als notwendig ist.
Aus der Patentanmeldung PCT WO98/26220 (Cadif 1996) ist die Herstellung einer Heizplatte bekannt, die in Richtung eines Trägers aus geschäumtem Kunststoff isoliert wird. Diese Technik mit freiliegenden Heizflächen ist aufgrund der hohen Kontakttemperatur, aufgrund der schnellen Abkühlung und aufgrund der Notwendigkeit eines insbesondere mattenförmigen Heizelements für die Raumheizung nicht geeignet.
Aus der Patentanmeldung EP 611 922 (SEB 1994) ist die Anordnung eines Heizelements zwischen der Rückwand und der Vorderwand eines Paneelheizers be kannt, so dass Luftisolierung zu den beiden Teilen hin entsteht. Diese Isolation verursacht Schwierigkeiten beim Erreichen von gleichmäßigen Temperaturen über die gesamte Vorderseite. Die Heizeinrichtung muss Dimensionen gemäß einer erlaubten Maximaltemperatur aufweisen, was eine unnötige Einschränkung der Kapazität bedeutet.
Aus der Patentanmeldung EP 926 925 (Messier-Bugatti 1997) ist die Laminierung einer Heizplatte mit Kohlefaser-Heizelementen bekannt, die an beiden Seiten durch eine oder mehrere dünne Schichten oder Netze einer Glasfasermatte bedeckt sind. Der Zweck hiervon ist hauptsächlich die elektrische Isolation. Mit dieser Heizeinrichtung wird gewünscht, den größten Teil der Wärme zu der Vorderplatte zu führen. Aus diesem Grund weist sie hinter dem Heizelement eine reflektierende Metallfolie auf, und dahinter eine Isolationsmatte aus Kunststoffmaterial.
Mit solch einem direkten Kontakt zwischen dem Heizelement und einer Vorderplatte aus Metall variiert die Temperatur beim Einschalten und Ausschalten des Heizelements schnell, und die Heizeinrichtung kühlt schnell ab, wenn sie zum Beispiel in einem Energiesparintervall ausgeschaltet wird.
Aus der Patentanmeldung UK 2 265 211 (McGory, 1992) ist eine Heizplatte bekannt, wobei ein Heizelement in einer Platte aus Verbundmaterial befestigt wird und zu einer Rückwand mit einer Platte aus geschäumtem Kunststoff isoliert wird. In dieser Lösung soll so viel Wärme wie möglich aus der Vorderseite abgegeben werden, so dass die Heizplatte direkt an einer Wand befestigt werden kann. Zur Vorderseite wird das Heizelement mit zwei Kunststoffschichten bedeckt. Diese Lösung weist große Einschränkungen bezüglich der Wärme auf, die ausgestrahlt werden kann, und ist nicht für Paneelheizer geeignet, die eine bedeutende Wärme menge übertragen sollen, ohne dass es gefährlich ist, diesen zu berühren.
Aus der US-Patentschrift 1 749 636 (Tula, 1992) ist eine Kochvorrichtung mit einem Heizelement bekannt, das unter einer Metallplatte angeordnet wird, von einer Schicht aus thermisch isolierendem Material getragen wird, die ein Glasfaserprodukt sein kann, und die verhindert, dass Wärme nach unten übertragen wird. Solch eine Kochvorrichtung ist als Paneelheizer zur Befestigung an einer Wand nicht geeignet, insbesondere, da die ausgestrahlte Wärme aufgrund der hohen lokalen Kontakttemperatur gering ist.
AUFGABE
Die Hauptaufgabe der Erfindung ist deshalb die Schaffung einer Heizeinrichtung, die auf Kontaktflächen eine Flächentemperatur aufweist, die so gleichmäßig wie möglich ist. Eine andere Aufgabe der Erfindung ist die Erhöhung der durchschnittlichen Flächentemperatur und somit das Bereitstellen einer höheren Leistung für eine gegebene Heizeinrichtungsdimension.
Eine besondere Aufgabe ist die Verminderung oder die Umwandlung von Geräuschen, die in der Heizeinrichtung erzeugt werden, so dass diese die Benutzer nicht belästigen.
Weitere Aufgaben folgen aus der nachstehenden Beschreibung.
DIE ERFINDUNG
Die Erfindung wird in Patentanspruch 1 dargelegt. Mit dieser Lösung werden mehrere Vorteile erreicht:

– eine gleichmäßigere Übertragung von Wärme auf die Vorderseite der Heizeinrichtung, die zu einer gleichmäßigen Temperatur auf den Kontaktflächen führt,
– die Möglichkeit zur Steuerung der Wärmeübertragung, so dass es möglich ist, auf Teilen der Rückseite eine höhere Temperatur aufzuweisen als auf der Vorderseite,
– eine erhöhte Wärmespeicherung, die bei Einschalten und Ausschalten eine gleichmäßigere Temperaturkurve bietet,
– die Möglichkeit für kleinere Dimensionen, die die gleiche Wirkung haben wie eine größere Heizeinrichtung, dementsprechend die Erhöhung der Leistung ohne Vergrößerung der Dimensionen,
– eine Geräuschverminderung, so dass Vibrationsgeräusche („Frequenzgeräusche") bei Vibrieren aus dem Heizelement nicht mehr gehört werden,
– die Möglichkeit, Heizelemente zu verwenden, die eine gleichmäßigere Temperatur aufweisen als sonst möglich wäre, was die Anzahl der möglichen Heizelementtypen erhöhen kann,
– eine dämpfende Resonanz in der Vorder- und Rückplatte, so dass die Heizeinrichtung einen "kompakten" und keinen "leeren" Klang erhält, wenn sie berührt wird,
– die Möglichkeit, eine gerippte Vorderplatte zu benutzen, ohne wesentliche Temperaturveränderungen zwischen den Oberseiten und den Unterseiten und zwischen den unteren und den oberen Rändern der Heizeinrichtung zu erhalten.

Weitere vorteilhafte Merkmale der Erfindung werden in den Patentansprüchen 2 bis 6 dargelegt.
BEISPIELE
Die Erfindung wird im Folgenden mit Bezug auf die Zeichnungen detailliert beschrieben, wobei 1 einen vertikalen Querschnitt einer Heizeinrichtung gemäß der Erfindung und 2 eine Draufsicht der Heizeinrichtung aus 1 darstellt.
In den Figuren wird eine Heizeinrichtung mit einem plattenförmigen Heizelement 11 dargestellt, das durch bekannte Techniken hergestellt werden kann. Das Heizelement 11 ist in einem Gehäuse 13 eingekapselt, das eine Vorderabdeckung 14 und eine Rückabdeckung 15 mit einem Kühlelement 16 aufweist, das an der Wand mit zwei Tragbügeln 12 mit bekannter Form befestigt wird.
Das Heizelement 11 kann prinzipiell irgendeine bekannte Form aufweisen, in einer vorteilhaften Ausführungsform kann es aus Glas mit einer Schicht gefertigt sein, die als Widerstandselement fungieren kann. Dies bietet den Vorteil einer höheren Heizkapazität und einer besseren Fähigkeit zur Wärmestrahlung während des ausgeschalteten Zustands. Dieses Merkmal kann in einigen Bereichen mit Kapazitätsproblemen im Stromnetz von Interesse sein.
Die Vorderabdeckung 14 weist die Form einer niedrigen rechteckigen Schale mit Wellungen 17 auf, die als Welleisen geformt ist, wobei sich die Oberseiten und die Unterseiten vertikal erstrecken und die Tiefe der Unterseiten etwa 3 bis 7 mm betragen kann. Die unteren Seitenränder 18, die sich um das gesamte Element erstrecken, sind dafür ausgelegt, mit der Rückabdeckung 15 verbunden zu werden.
Die Rückabdeckung 15 in dem Beispiel weist wie die Vorderabdeckung eine entsprechende rechteckige Schalenform auf, jedoch ohne Wellungen. Die Rückabdeckung 15 weist eine ebene Fläche auf und wird mit Seitenrändern 19 bereitgestellt, die in die Seitenränder 18 der Vorderabdeckung 14 passen, so dass sie mit Schrauben (nicht dargestellt) miteinander verschlossen, zusammengedrückt, verschweißt oder dauerhaft verklebt werden können.
Das Kühlelement 16 wird mit großen Wellungen bereitgestellt, die den Flächeninhalt für dieses Teil erhöhen. Dieses Teil befindet sich außerhalb des Kontaktbereichs und kann deshalb eine höhere Flächentemperatur aufweisen.
Das Heizelement 11 wird auf einer Einlage 20 angeordnet, die als eine Platte oder Matte aus Mineralwolle, vorzugsweise Glaswolle geformt ist, die Vorderseite des Heizelements 11 vollständig bedeckt und einen schmalen Bereich an dem oberen und dem unteren Rand der Rückseite des Heizelements bedeckt. Auf diese Weise wird das Heizelement 11 in Mineralwolle befestigt. Es ist nicht notwendig, dass Abstandhalter das Heizelement festhalten, da die Mineralwolleeinlage 20 einen ausreichend festen und dauerhaften Rückhalt bereitstellt. Der größte Teil der Rückseite des Heizelements ist zur Wärmestrahlung in Richtung der Rückabdeckung 15 und zur zusätzlichen Wärmeübertragung in Richtung des Kühlelements 16 offen.
Es hat sich erwiesen, dass die Einlage aus Mineralwolle in der Vorderseite zu einem starken Ausgleich der Temperatur über die Vorderplatte 14 führt. Dies stellt eine bessere Temperaturverteilung bereit und bedeutet, dass die durchschnittliche Temperatur der Vorderabdeckung 14 näher bei der maximalen Flächentemperatur liegen kann.
An einem der oberen Ränder des Gehäuses 13 wird eine kombinierte Schalt- und Steuereinheit 21 angeordnet, die das Heizelement 11 steuert, das schließlich durch Steuersignale beeinflusst wird, die über eine Stromleitung, einen getrennten Anschluss oder Funksignale erhalten werden.
Das Heizelement 11 wird vorzugsweise auf Glaswolle oder Keramik-„Wolle" angeordnet, die elektrisch isolierend und nicht Wasser anziehend ist. Die Einlage 20 kann aus einer relativ losen Glaswollematte zusammengepresst werden oder als eine zusammengepresste Matte vom Hersteller gefertigt werden. Schließlich kann ein Kunstfasermaterial mit ausreichender thermischer Widerstandsfähigkeit und elektrisch isolierenden Eigenschaften und Verbundmaterialien mit entsprechender Struktur und Materialeigenschaften benutzt werden.
Die Einlage 20 kann vollständig plattenförmig sein oder mit Durchbohrungen bereitgestellt werden oder die Form eines Gitters mit Öffnungen aufweisen. Sie muss zwischen dem Heizelement und der Vorderseite nicht durchgehend sein, solange sie nahe der Vorderplatte liegt und den Temperaturausgleich darauf bereitstellt.
Eine Alternative zu dem dargestellten Heizelement kann ein Heizelement sein, das auf Stahlstangen mit Kühlflanschen basiert, zum Beispiel aus Aluminium oder einem anderen metallischen, im Allgemeinen plattenförmigen Element.

Claims

Heizeinrichtung zur Raumheizung mit: einem allgemein plattenförmigen Gehäuse (13) mit einer Vorderplatte (14) und einer Rückplatte (15), wobei das Gehäuse ein darin angeordnetes Heizelement (11) aufweist, und Befestigungsvorrichtungen (12) zum Befestigen der Heizeinrichtung an einer Wand Oder einer ähnlichen Montagefläche, dadurch gekennzeichnet, dass das Heizelement (11) von der Vorderplatte (14) und der Rückplatte (15) jeweils durch einen Abstandhalter (20) in der Form einer Einlage (20) aus Fasern enthaltendem und/oder porösem, thermisch widerstandsfähigem und elektrisch isolierendem Material beabstandet ist, wobei die Einlage (20) eine Platte oder ein Gitter festlegt, welches den Raum zwischen dem Heizelement (11) und der Vorderplatte (14) im wesentlichen füllt.
Heizeinrichtung nach Anspruch 1, wobei die Anlage (20) eine gesamte Vorderseite des Heizelements (11) und mindestens einen Teil eines unteren Randes des Heizelements (11) bedeckt.
Heizeinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei sich an einer Rückseite des Heizelements (11) eine Öffnung an der Rückplatte (15) befindet, die von dem Isoliermaterial im wesentlichen nicht bedeckt ist.
Heizeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Einlage (20) eine Matte aus Glasfaser oder irgendeiner anderen thermisch isolierenden Wolle ist oder diese umfasst.
Heizeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei das Heizelement (11) einen durch eine Platte aus Glas oder aus einem anderen Mineral festgelegten Träger umfaßt, der vorzugsweise eine Widerstandsschicht oder ein Folienelement mit einer Widerstandsschicht aufweist, wobei die Widerstandsschicht auf der der Vorderplatte (14) zugewandten Seite des Heizelements angeordnet ist.
Heizeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Vorderplatte (14) entweder glatt oder gewellt bzw. geriffelt mit flachen vertikalen Ober- und Unterseiten mit trapezoidförmigem Querschnitt ist, wobei der Abstand zwischen der Ober- und Unterseite der Wellungen bzw. Riffelungen 3 bis 7 mm beträgt.