DE2614564B2

DE2614564B2 - Heizvorrichtung

Info

Publication number: DE2614564B2
Application number: DE2614564A
Authority: DE
Inventors: Odette Cellettes Loir-Et-Cher Duvernois Geb. Landeroin (Frankreich)
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1975-04-14
Filing date: 1976-04-03
Publication date: 1980-05-22
Also published as: FR2308059A1; GB1548607A; US4091263A; DE2614564A1; DE2614564C3; CA1062317A; FR2308059B1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Heizvorrichtung mit einem oder mehreren Heizelementen, die eine Heizung durch Strahlung und Konvektion bewirken. .

Es ist bekannt, die Beheizung eines Raumes mit Hilfe von Vorrichtungen durchzuführen, die ihre Wärme gleichzeitig durch direkte oder reflektierte Strahlung und durch Konvektion an die umgebende Luft abgeben. Der Wärmeaustausch durch Konvektion erfolgt insbesondere durch den Auftrieb der durch den Kontakt mit der Wärmequelle angewärmten Luft.

Eine Heizvorrichtung dieser Art ist im einzelnen durch die FR-PS 20 46 668 bekannt. Die Wärmequelle besteht hierbei aus einem oder mehreren länglichen Heizelementen, die jeweils als elektrischer Widerstand ausgebildet und gegenüber einem Reflektor angeordnet sind, hinter dem sich in einem gewissen Abstand mindestens ein Leitblech befindet. Die Beheizung des Raumes erfolgt somit einerseits mit Hilfe des Reflektors, der die durch das Heizelement abgestrahlte Wärme zurückwirft, und andererseits mit Hilfe einer Konvektionsströmung, die auf der Höhe des Durchgangs einsetzt, der zwischen der Rückseite des Reflektors und dem Leitblech angeordnet ist.

Die auf diese Weise erwärmte Luft unterliegt einem Auftrieb und entweicht oben aus dem Heizgerät. Die Aufrechterhaltung der Raumtemperatur hängt somit vom Zusammenwirken dieser das Heizgerät charakterisierenden Phänomene ab. Die Wärmestrahlung ist im wesentlichen an der Erwärmung der unteren Luftschichten in einem Raum beteiligt, wenn das Heizgerät z. B. auf dem Fußboden aufgestellt ist, während die Konvektion mehr der Erwärmung der oberen Luft-

schichten des Raumes dient

Die herkömmlichen Strahlungs-Konvektionsheizgeräte verschiedener Art begrenzen die Konvektionsströrnung nicht, so daß einerseits die durch Konvektion erwärmte Luft mit hoher Temperatur, die häufig übsr den zulässigen Normwerten liegt, zum Ausgang des Gerätes gelangt, und andererseits die Lufttemperatur in der Nähe der Decke wesentlich höher als in der Nähe des Fußbodens ist Der Idealzustand wäre dagegen in einer möglichst homogenen Temperaturverteilung im gesamten Raum zu sehen.

Die von der Erfindung zu lösende Aufgabe besteht demnach darin, diese Nachteile zu beheben. Vor allem soll hierbei eine homogene Temperaturverteilung in dem beheizten Raum ermöglicht werden und es soll eine Heizvorrichtung geschaffen werden, mit deren Hilfe die Temperatur des Konvektionsstroms am Ausgang der Vorrichtung auf einem niedrigeren Wert gehalten werden kann. Ein weiteres Ziel der Erfindung besteht darin, die Leistung der Heizvorrichtung zu verbessern.

Gemäß der Erfindung wird dies dadurch erreicht daß zum Steuern der Wärmeabgabe durch Konvektion oberhalb ties bzw. der Heizelemente im Konvektionsstrom ein kastenförmiges Element zur Aufnahme der Konvektionsluft angeordnet ist.

Zweckmäßig ist es hierbei, das kcstenförmige Element im unteren Bereich der hinteren Wand mit einer Austrittsöffnung für die Konvektionsluft zu versehen.

Vorteilhaft ist es ferner, den Heizelementen einen Reflektor zuzuordnen, der mit einem hinteren Leitapparat einen Kamin für den Durchtritt der Konvektionsluft bildet und daß die Austrittsöffnung des kastenförmigen Elementes mit diesem Kamin in Verbindung steht.

Nach einer Weiterbildung weist die vordere Kante des kastenförmigen Elementes eine als Windlauf ausgebildete Abkantung zum Ablenken des aufsteigenden Warmluftstromes in das Innere des kastenförmigen Elementes auf. Werden in einer derartigen Heizvorrichtung mehrere Heizelemente übereinander angeordnet so ergibt sich durch deren Kombination mit dem Vorderteil des Kastens und dessen Windlauf eine Kaminwirkung, die eine Stagnation der Luft in der Ebene der Heizelemente und eine eventuelle Überhitzung verhindert und zur Erzielung des gewünschten Gleichgewichtes zwischen der Strahlung- und der Konvektionsheizung beiträgt. In der so ausgebildeten Baugruppe übernimmt das oberste Heizelement die Ansaugfunktion für die entstehende Kaminwirkung. Die auf diese Weise beheizte Vorderwand des kastenförmigen Elementes gibt auch Strahlungswärme an den Raum ab.

Falls gewünscht, kann das kastenförmige Element ganz oder teilweise mit feuerfestem Material ausgekleidet werden und einen Wärmespeicher bilden, wobei die Wärme anschließend allmählich an den Raum abgegeben wird.

Die erfindungsgemäße Ausgestaltung ermöglicht infolge der Hemmung der Konvektion eine bessere Regulierung der sog. »Ausblastemperatur«, d. h. der Temperatur der Luft für die Konvektionsheizung. Bei den bekannten Geräten wird infolge des direkten Austritts der erhitzten Luft diese mit hoher Temperatur abgegeben. Bei der erfindungsgemäßen Heizvorrichtung dagegen hat die Luft infolge ihres kurzfristigen Verweilens in dem »Warmluftkasten« Zeit, einen Teil ihrer Wärmeenergie an die Wände des kastenförmigen Elementes abzugeben, die diese Wärme dann nach

außen abstrahlen, und die Luft verläßt die Heizvorrichtung mit einer wesentlich niedrigeren und besser geregelten Ausblastemperatur.

Dia Hemmung des Konvektiqnsstroms verringert somit die Luftgeschwindigkeit beim Kontakt der Luft mit dem Heizelement bzw. mit den Heizelementen und damit auch die Kühlwirkung auf diese Elemente, so daß diese bei einer höheren Gleichgewichtstemperatur, die optimalen Betriebsbedingungen entspricht, arbeiten können.

Außerdem ergibt sich infolge dieser Hemmung der Konvektion eine Erhöhung des Verhältnisses Strahlung — Konvektion, d. h. eine proportional verstärkte Strahlungsheizung, z. B. der untere Teil eines Raumes wird besser geheizt, und somit wird ein größerer Komfort für die im Raum befindlichen Personen erreicht

Obwohl die erfindungsgemäße Ausgestaltung besonders gut für die Verwendung bei Geräten mit röhrenförmigen Heizelementen mit elektrischen Widerständen geeignet ist, ist die Erfindung selbstverständlich nicht auf die Verwendung von Heizelementen der genannten Art beschränkt, und die vorschlagsgemäße Heizvorrichtung kann mit Heizelementen verschiedener Art ausgerüstet werden.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der gemäß der Erfindung ausgebildeten Heizvorrichtung dargestellt, das nachfolgend im einzelnen erläutert isL Hierbei zeigt

F i g. 1 die Heizvorrichtung in perspektivischer Darstellung und

F i g. 2 die Heizvorrichtung nach F i g. 1 in einem achssenkrechten Schnitt.

Die Heizvorrichtung besteht aus einem Gehäuse 1, das Heizelemente 2 umschließt, die an geeigneten Trägern 3 aus Isoliermaterial befestigt sind. Ein Reflektor 4 ist hinter den Heizelementen 2 angeordnet Der Reflektor 4 ist in Form einer nach vorne geöffneten Schale ausgebildet, also in Richtung auf die Heizelemente 2 und umfaßt diese teilweise von hinten, um die von den Heizelementen 2 abgegebene Wärme in den geheizten Raum zurückzustrahlen. Aus Fig.2 ist ersichtlich, daß der Reflektor 4 mit Nieten 5 auf der senkrechten Wand eines Leitapparates 6 befestigt ist und zwar unter Zuhilfenahme von Distanzringen 7, wobei der Leitapparat 6 ebenfalls unter Zuhilfenahme von Distanzringen 9 mittels Nieten 8 an der Rückseite des Gehäuses 1 befestigt ist.

Die senkrechte Wand des Leitapparates 6 umschließt mit der senkrechten Wand des Reflektors 4 einen Raum 10, der einen Kamin 11 für den Durchtritt der Konvektionsluft bildet. In dem Unterteil des Gehäuses 1 sind Lufteintrittsöffnungen vorgesehen, die mit dem Kamin 11 in Verbindung stehen. Im Betrieb entsteht ein Luftauftrieb durch den Kamin 11 und die Luft bestreicht somit die Rückseite des Reflektors 4. Diese Luft erhitzt sich bei der Berührung und führt somit die Wärme ab. die sich noch im Leitapparat 6 sammeln kann.

Die Rückwand 12 des Gehäuses 1 ist mit einer Abkantung 13 versehen, um die Luft zu zwingen, auf ihrem Weg über das so gebildete Staubleck hinwegzutreten und bei der Umlenkung in den vorderen Teil der Heizvorrichtung ihre Geschwindigkeit zu verringern.

Auf diese Weise wird die von den Heizelementen 2 abgegebene Wärme vollständig für die Erwärmung des Raumes genutzt und die Rückwand der Heizvorrichtung bleibt im wesentlichen kalt.

Über den Heizelementen 2 ist ferner ein kastenförmiges Element 14 angebracht, das das letzte Heizelement abdeckt (in Fig.! sind vier Heizelemente übereinander auf den gleichen Haltern befestigt). Das kastenförmige Element 14 stützt sich mit seinen beiden Seitenwänden 15 auf dem oberen Teil des Leicppa^ates 6 ab und diese werden mit üblichen Mitteln am Leitapparat 6 befestigt.

An den Seitenwänden 15 sind außerdem am unteren

Teil senkrechte Schlitze 16 zur Aufnahme des oberen Randes des Reflektors 4 vorgesehen. Die gleichen

ίο Seit':nwände 15 sind ebenfalls oben mit einem schräg nach unten und zum Leitapparat 6 verlaufenden Schütz 17 ausgebildet, dessen Ende sich in einer gewissen Entfernung vom Leitapparat 6 befindet, die im wesentlichen der Breite des ersten Kamins 11 gleich isL

is Diese Schlitze 16 und 17 dienen zur Aufnahme und Befestigung des Gehäuses des kastenförmigen Elementes, das durch Abkanten dünnen Bleches profiliert wird. Die untere Abkantung 18 des kastenförmigen Elementes 14 ist nach vorne gerichtet und bildet einen Windlauf, der das obersie Heizelement vollständig abdeckt Der obere Teil 19 des kastenförmigen Elementes 14 ist nach innen abgekantet und greift in die oberen Schlitze 17 der Seitenwände ein, so daß die Vorderseite des so gebildeten kastenförmigen Elements tes 14 parallel zum Reflektor 4 und zum Leitapparat 6 verläuft

Bei der beschriebenen Anordnung strahlen die Heizelemente 2 Wärme ab und erwärmen den unteren Teil des Raumes.

Aber die Luft, die sich im Kontakt mit den Heizelementen 2 befindet, erwärmt sich und erfährt eine Beschleunigung in vertikaler Aufwärtsrichtung, die sich durch die Heizwirkung jedes einzelnen Heizelementes verstärkt, so daß auf der Ebene des obersten Elementes

r> ein wirklicher Konvektionsstrom vorhanden ist. Dieser wird durch den oberen Teil des Reflektors 4 und den Windlauf 18 des kastenförmigen Elementes 14 kanalisiert und in diesem aufgefangen. Die Warmluft ist zwischen den Seitenwänden 15, der vorderen senkrechten Wand des kastenförmigen Elementes 14 und der oberen schrägen Kante 19 gefangen. Es sammelt sich somit in dem kastenförmigen Element 14 eine warme Luftmasse, die den vorgenannten Konvektionsstrom hemmt, denn dieser Strom kann nicht mehr frei nach

4S oben entweichen. Infolge dieser Bremswirkung ergibt sich ein geringerer, kälterer Lufts\rom im Kontakt mit den Heizelementen 2, so daß diese mit einer höheren Gleichgewichtstemperatur und somit unter optimalen Betriebsbedingungen arbeiten können. Die Strahlung

w wird dadurch im Vergleich zur Konvektion verbessert und demzufolge wird eine bessere Erwärmung der unteren Teile des Raumes und eine Verbesserung des Komforts für die dort anwesenden Personen erreicht Außerdem ergibt sich infolge dieser Unterbrechung

ss des Warmluftauftriebs eine Erwärmung der Wände des kastenförmigen Elementes 14, das demzufolge ebenfalls mit seiner äußeren Vorderwand Wärme abstrahlt Falls gewünscht, kann das kastenförmige Element 14 ganz oder teilweise mit hitzebeständigem Material ausgeklei-

w) det werden und somit die Rolle eines Wärmespeichers übernehmen.

Nach ihrem Verweilen in dem kastenförmigen Element 14 entweicht die durch Berührung mit den Heizelementen 2 erwärmte Luft über die von dem

hs oberen, abgekanteten Teil 19 und dem Luftapparat 6 eingeschlossene Austrittsöffnung 20. Begünstigt wird dieses Entweichen durch die Kaminwirkung an dieser Stelle und durch das Mitreißen durch den Konvektions-

strom zwischen dem Reflektor 4 und dem Leitapparat 6. Die sich in dem kastenförmigen Element 14 sammelnde warme Luft, die in der so gebildeten Kammer einer komplexen Wirbelbewegung unterworfen wird, wird auf diese Weise aus dem Heizelement herausgezogen, um für die Erwärmung des Raumes durch Konvektion zu sorgen.

An der beschriebenen Ausführungsform können Änderungen vorgenommen werden. So können z. B. die Form und die Abmessungen des kastenförmige Elementes 14 geändert werden, es können ander* gleichwertige Trägerteile an den Seitenwänden 1 vorgesehen und mehrere nebeneinander angeordnet Elemente mit dem gleichen Profil gebildet werden. Di gleiche gilt für die Befestigungsteile des Reflektors und des Leitapparates 6, für die man z. B. Schrauben un Muttern anstelle der Distanzringe verwenden kann.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Heizvorrichtung nach einem oder mehreren Heizelementen, die eine Heizung durch Strahlung und Konvektion bewirken, dadurch gekennzeichnet, daß zum Steuern der Wärmeabgabe durch Konvektion oberhalb des bzw. der Heizelemente (2) im Konvektionsstrom ein kastenförmiges Element (14) zur Aufnahme der Konvektionsluft angeordnet ist

2. Heizvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das kastenförmige Eiement (14) im unteren Bereich der hinteren Wand eine Austrittsöffnung (20) für die Konvektionsluft aufweist.

3. Heizvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß don Heizelementen (2) ein Reflektor (4) zugeordnet ist, der mit einem hinteren Leitapparat (6) einen Kamin für den Durchtritt der Konvektionsluft bildet und daß die Austrittsöffnung (20) des kastenförmigen Elementes (14) mit diesem Kamin (11) in Verbindung steht.

4. Heizvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die vordere Kante des kastenförmigen Elementes (14) eine als Windlauf ausgebildete Abkantung (18) ;:um Ablenken des aufsteigenden Warmluftstromes in das Innere des kastenförmigen Elementes (14) aufweist.

5. Heizvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das kastenförmige Element (14) mit feuerfestem Material ausgekleidet ist und einen Wärmespeicher bildet.