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Kombinierter Strahlungs- und Umluftofen
Die Erfindung betrifft einen kombinierten Strahlungs- und Umluftofen mit einem langgestreckten
Heizelement, welchem ein Strahlenreflektor zugeordnet ist, sowie einem Gebläse zur Luftumwälzung.
Bekannte Öfen dieser Art sind sowohl zur reinen Strahlungsheizung ohne Luftumwälzung als auch zur gleichzeitigen Heizung mittels Strahlung und teilweisen Umlufterwärmung geeignet, wobei die Umluft über die dem Heizkörper abgewendete Seite des Strahlenreflektors geleitet wird. Dadurch wird der Strahlenreflektor gekühlt, was sowohl bei hohen Temperaturen des Heizelements eine Veränderung seiner Oberflächeneigenschaften verhindert und damit seine Lebensdauer erhöht als auch eine Ausnutzung der vom Strahlenreflektor nach der vom Heizelement abgewendeten Seite abgestrahlten Wärme ermöglicht.
Infolge der Verwendung von Axial- oder Radialgebläsen erzielen diese bekannten Öfen keine gleichmässige Kühlung des Strahlenreflektors über die gesamte Länge des Heizelements.
Es sind anderseits reine Umluftöfen bekannt, welche zur Luftumwälzung über ein langgestrecktes Heizelement ein mit seiner Läuferachse parallel zum Heizelement und etwa über dessen gesamte Länge sich erstreckendes Querstromgebläse verwenden. Das Heizelement wird dabei im Strömungskanal der Gebläseluft angeordnet und über seine ganze Länge gleichmässig von der Gebläseluft bestrichen. Es ist-jedoch mit den bekannten Umluftöfen nicht möglich, zusätzlich zur Umlufterwärmung oder an Stelle von Umlufterwärmung Strahlungswärme nach aussen abzugeben.
Um für alle klimatischen und räumlichen Bedingungen einen idealen Strahlungs- und Umluftofen zu schaffen, ist es wünschenswert, dass dieser Ofen sowohl zur reinen Umlufterwärmung und zur reinen Strahlungsheizung und womöglich zur beliebigen Mischung der beiden genannten Heizungsarten geeignet ist. Der Vorteil einer Strahlungsheizung besteht in der sehr schnellen Aufheizung des Raumteiles, in welchen die Strahlung gerichtet ist. Der Nachteil dieser Heizungsart besteht in dem starken, einseitigen Wärmebeschuss, welcher vor allem bei bereits weitgehender Aufheizung des gesamten zu beheizenden Raumes unangenehm empfunden wird. Die Umlufterwärmung hat den Vorteil, dass nach und nach der gesamte Luftinhalt des zu beheizenden Raumes umgewälzt und über das Heizelement geleitet wird, wodurch sich der Raum gleichmässig erwärmt.
Ein besonderer Vorteil besteht dabei in der Möglichkeit, die Wärmeabgabe bzw. das Ein- und Ausschalten des Heizelementes durch einen im Luftstrom angeordneten Thermostaten zu steuern. Dadurch kann die Raumluft selbsttätig auf einer einstellbaren, konstanten Temperatur gehalten werden. Nachteile der Umlufterwärmung bestehen in Zugerscheinungen, welche in den vom Luftstrahl getroffenen Raumteilen auftreten können. Ein weiterer Nachteil besteht in der verhältnismässig langen Anheizzeit eines Umluftofens, bis die gesamte Raumluft auf die gewünschte Temperatur aufgeheizt ist. Nur durch die Schaffung eines oben genannten kombinierten Strahlungs- und Umluftofens kann jeweils die physiologisch optimale Beheizungsart erzielt werden.
Die Erfindung löst die gestellte Aufgabe bei einem kombinierten Strahlungs- und Umluftofen mit einem langgestreckten Heizelement, welchem ein Strahlenreflektor zugeordnet ist sowie einem der Kühlung des Strahlehreflektors und der Umwälzung der durch den Strahlenreflektor erwärmten Luft dienenden Gebläse dadurch, dass eine mit der dem Heizelement zugewendete Seite des Strahlenreflektors einen etwa über die ganze Länge des Heizelementes sich erstreckenden Kanal einschliessende Strahlerwand vorgesehen ist und dass das Gebläse ein an sich bekanntes, mit seiner Läuferachse parallel zum Heizelement und etwa über dessen gesamte Länge sich erstreckendes Querstromgebläse ist.
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Bei abgeschaltetem Gebläse wird die Strahlerwand durch Heizelement und Strahlenreflektor aufge- heizt und strahlt ihre Wärme, welche etwa die gesamte vom Ofen gelieferte Energie darstellt, in den zu beheizenden Raum ab. Bei eingeschaltetem Gebläse führt anderseits der Gebläseluftstrom etwa die ge- samte vom Ofen gelieferte Energie ab, wodurch die Umluft erwärmt wird. Dabei gelangt praktisch keine
Strahlungswärme in den zu beheizenden Raum. Diese Abführung etwa der gesamten Heizenergie ist jedoch nur bei gleichmässigem Bestreichen des Heizelementes und der Strahlerwand, d. h. bei Verwendung eines
Querstromgebläses möglich.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht eine zweite, mit der vom Heizelement abgewen- deten Seite des Strahlenreflektors einen etwa über die gesamte Länge des Heizelementes sich erstrecken- den Kanal bildende Wandung vor. Durch diesen zweiten Kanal kann zur Kühlung des Strahlenreflektors ein Teil der Gebläseluft geleitet werden.
Vorzugsweise wird eine einstellbare Leiteinrichtung für die Gebläseluft vorgesehen, welche die Ge- bläseluft entweder ganz über das Heizelement oder durch den vom Heizelement abgewendeten Kanal zu leiten oder eine beliebige Mischung der beiden Luftströme zu wählen gestattet.
Durch die Verwendung eines Querstromgebläses wird nicht nur die bekannte, gleichmässige Erwärmung des vom Querstromläufer geförderten Luftstromes durch das Heizelement bei Umlufterwärmung, sondern auch eine gleichmässige Kühlung des Strahlenreflektors bei Strahlungsbetrieb ermöglicht. Bei Abschaltung des Heizelementes ist eine reine Kaltluftumwälzung möglich, welche beispielsweise in der warmen Jahreszeit zur Reinigung und Befeuchtung der Raumluft mittels eines Filters und zur Kühlwirkung mittels des ausgeblasenen Strahles benutzt werden kann. Die Ein- und Ausschaltung des Heizelementes kann bei Heiz- betrieb mit Umlufterwärmung durch einen ausserhalb des Strahlungsbereiches des Heizelementes im Luftstrom angeordneten Thermostaten gesteuert werden.
Zur schnellen und direkten Beheizung eines bestimmten Raumteiles ist reiner Strahlungsbetrieb mit der vollen, dem Ofen zur Verfügung stehenden Energie möglich. Um dabei eine Schädigung der Oberflächenbeschaffenheit des Strahlenreflektors zu vermeiden, kann gleichzeitig der volle Gebläseluftstrom zur Kühlung gleichmässig über die vom Heizelement abgewendete Seite des Strahlenreflektors geführt werden. Die von dieser Seite des Strahlenreflektors abgestrahlte Wärme wird dabei durch den Luftstrom ausgenutzt und dient der Umlufterwärmung. Treten dadurch jedoch störende Zugerscheinungen im zu beheizenden Raum auf, so kann das Gebläse für kurze Zeit abgeschaltet werden, wodurch eine reine Strahlungsaufheizung des genannten Raumteiles eintritt.
Soll jedoch die volle Heizleistung des Ofens ausschliesslich zur Umlufterwärmung herangezogen werden, so ist die erfindungsgemässe einstellbare Einrichtung so einzustellen, dass der gesamte Gebläseluftstrom über die dem Heizelement zugewendete Seite des Strahlenreflektors geleitet und damit die gesamte vom Heizelement entwickelte Wärme durch Konvektion abgeführt wird. Bei einer beliebigen Zwischenstellung der Einrichtung wird ein Teil der Heizleistung durch Strahlung abgegeben, während der übrige Teil zur Aufheizung der Umluft verwendet wird. Das Mischungsverhältnis der beiden Heizungsarten kann dabei beliebig gewählt werden. Damit ist die für die jeweiligen klimatischen und räumlichen Bedingungen physiologisch optimale Beheizungs- oder Belüftungsart beliebig einstellbar.
Gleichzeitig kann ein wirksamer Schutz des Strahlenreflektors vor Veränderung seiner Oberflächeneigenschaften infolge Überhitzung erzielt werden.
Die beiden durch die erfindungsgemässen Wandungen gebildeten Kanäle dienen dazu, die durch sie strömende Luft gleichmässig und dicht über die beiden Seiten des Strahlenreflektors bzw. über das Heizelement zu leiten. Die an der Seite des Heizelementes gelegene Wandung wird dabei vorteilhaft als eine an sich bekannte Strahlerwand ausgebildet, welche zur Vergrösserung der abstrahlenden Oberfläche gewellt ist und eine optimal abstrahlende Oberfläche aufweist.
Die gesamte Anordnung ist vorteilhaft von einem Gehäuse umgeben, in dessen Ansaugöffnung ein Luftreinigungs- oder Befeuchtungsfilter angeordnet sein kann.
An Hand der Zeichnung wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung näher erläutert. Die Figur zeigt eine Schrägansicht des Ausführungsbeispiels, wobei eine Seitenwand des Gehäuses abgenommen ist.
Das langgestreckte Heizelement besteht aus mehreren parallelen Heizstäben 1, welche vor einem ebenen Strahlenreflektor 2 angeordnet sind. Das Heizelement kann auch aus einem Heizstab od. dgl. bestehen, wobei der Strahlenreflektor leicht gekrümmt verlaufen kann. Unterhalb des Strahlenreflektors 2 ist ein Querstromgebläse 3 mit seiner Läuferachse parallel zum Strahlenreflektor 2 angeordnet. Das Querstromgebläse 3 erstreckt sich etwa über die gesamte Länge des Strahlenreflektors 2.
Am unteren Ende des Strahlenreflektors ist eine um eine zur Läuferachse parallele Achse 4 schwenkbare Klappe 5 angeordnet, welche in der ausgezogen gezeichneten Stellung den gesamten Gebläseluftstrom durch den Kanal 6 leitet, welcher durch die vom Heizelement abgewendete Seite des Strahlenreflektors und eine dieser gegenüber angeordnete Wandung 7 gebildet wird. In der gestrichelt gezeichneten Stellung leitet die Klappe 5 den
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Combined radiation and convection oven
The invention relates to a combined radiation and convection oven with an elongated one
Heating element to which a radiation reflector is assigned, as well as a fan for air circulation.
Known ovens of this type are suitable both for pure radiant heating without air circulation and for simultaneous heating by means of radiation and partial circulating air heating, the circulating air being passed over the side of the radiation reflector facing away from the radiator. As a result, the radiation reflector is cooled, which both prevents its surface properties from changing at high temperatures of the heating element and thus increases its service life and also enables the heat emitted by the radiation reflector to be used on the side facing away from the heating element.
As a result of the use of axial or radial fans, these known ovens do not achieve uniform cooling of the radiation reflector over the entire length of the heating element.
On the other hand, pure convection ovens are known which use a cross-flow fan extending with its rotor axis parallel to the heating element and approximately over its entire length to circulate air over an elongated heating element. The heating element is arranged in the flow channel of the blower air and is evenly swept by the blower air over its entire length. It is not possible, however, with the known convection ovens, to emit radiant heat to the outside in addition to or instead of circulating air heating.
In order to create an ideal radiant and circulating air oven for all climatic and spatial conditions, it is desirable that this oven is suitable for both pure circulating air heating and pure radiant heating and possibly for any mixture of the two types of heating mentioned. The advantage of radiant heating lies in the very rapid heating of the part of the room in which the radiation is directed. The disadvantage of this type of heating is the strong, one-sided heat bombardment, which is felt to be unpleasant, especially when the entire room to be heated is already largely heated. The heating of the air circulation has the advantage that the entire air content of the room to be heated is gradually circulated and passed over the heating element, whereby the room is heated evenly.
A particular advantage here is the possibility of controlling the heat emission or the switching on and off of the heating element by means of a thermostat arranged in the air flow. This means that the room air can automatically be kept at an adjustable, constant temperature. Disadvantages of warming the circulating air consist in drafts which can occur in the parts of the room hit by the air jet. Another disadvantage is the relatively long heating-up time of a convection oven until all of the room air is heated to the desired temperature. The physiologically optimal type of heating can only be achieved by creating the above-mentioned combined radiant and circulating air oven.
The invention solves the problem in a combined radiant and circulating air oven with an elongated heating element, to which a radiation reflector is assigned and a fan serving to cool the reflector and to circulate the air heated by the reflector in that one side facing the heating element of the radiation reflector a radiator wall extending approximately over the entire length of the heating element is provided and that the fan is a known cross-flow fan with its rotor axis parallel to the heating element and approximately over its entire length.
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When the fan is switched off, the heater wall is heated up by the heating element and radiation reflector and radiates its heat, which represents approximately the entire energy supplied by the furnace, into the room to be heated. When the fan is switched on, on the other hand, the fan air flow dissipates approximately all of the energy supplied by the furnace, which heats the circulating air. Practically none of them got here
Radiant heat in the room to be heated. This dissipation of approximately the entire heating energy is only possible if the heating element and the radiator wall are evenly coated, i.e. H. when using a
Cross-flow fan possible.
An advantageous embodiment of the invention provides a second wall, with the side of the radiation reflector facing away from the heating element, forming a channel extending approximately over the entire length of the heating element. Part of the blower air can be passed through this second channel to cool the radiation reflector.
An adjustable guide device for the blower air is preferably provided, which allows the blower air to be directed either entirely over the heating element or through the channel facing away from the heating element, or to select any mixture of the two air flows.
The use of a cross-flow fan not only enables the known, even heating of the air flow conveyed by the cross-flow rotor through the heating element when the air is heated, but also enables the radiation reflector to be evenly cooled when the radiation is operating. When the heating element is switched off, pure cold air circulation is possible, which can be used, for example, in the warm season to clean and humidify the room air by means of a filter and for the cooling effect by means of the blown jet. The switching on and off of the heating element can be controlled in heating operation with circulating air heating by a thermostat arranged in the air flow outside the radiation area of the heating element.
For quick and direct heating of a certain part of the room, pure radiation operation with the full energy available to the stove is possible. In order to avoid damage to the surface properties of the radiation reflector in the process, the full blown air flow for cooling can simultaneously be guided evenly over the side of the radiation reflector facing away from the heating element. The heat radiated from this side of the radiation reflector is used by the air flow and is used to warm the circulating air. However, if this causes disruptive drafts in the room to be heated, the fan can be switched off for a short time, which results in pure radiant heating of the part of the room mentioned.
However, if the full heating output of the furnace is to be used exclusively for heating the circulating air, the adjustable device according to the invention must be set so that the entire blower air flow is directed over the side of the radiation reflector facing the heating element and thus all the heat developed by the heating element is dissipated by convection. In any intermediate position of the device, part of the heating power is emitted by radiation, while the remaining part is used to heat the circulating air. The mixing ratio of the two types of heating can be selected as desired. The physiologically optimal heating or ventilation type for the respective climatic and spatial conditions can thus be set as desired.
At the same time, the radiation reflector can be effectively protected against changes in its surface properties due to overheating.
The two channels formed by the walls according to the invention serve to direct the air flowing through them evenly and tightly over the two sides of the radiation reflector or over the heating element. The wall located on the side of the heating element is advantageously designed as a radiator wall known per se, which is corrugated to enlarge the radiating surface and has an optimally radiating surface.
The entire arrangement is advantageously surrounded by a housing, in the suction opening of which an air-cleaning or humidifying filter can be arranged.
An exemplary embodiment of the invention is explained in more detail with reference to the drawing. The figure shows an oblique view of the exemplary embodiment, with a side wall of the housing being removed.
The elongated heating element consists of several parallel heating rods 1, which are arranged in front of a planar radiation reflector 2. The heating element can also consist of a heating rod or the like, wherein the radiation reflector can be slightly curved. Below the beam reflector 2, a cross-flow fan 3 is arranged with its rotor axis parallel to the beam reflector 2. The cross-flow fan 3 extends approximately over the entire length of the beam reflector 2.
At the lower end of the radiation reflector there is a flap 5 which can be pivoted about an axis 4 parallel to the rotor axis and which, in the drawn-out position, directs the entire blower air flow through the duct 6, which passes through the side of the radiation reflector facing away from the heating element and a wall 7 arranged opposite it is formed. In the position shown in dashed lines, the flap 5 leads the
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