DE10143162B4

DE10143162B4 - Heizkörper für ein Gebäude-Heizungssystem

Info

Publication number: DE10143162B4
Application number: DE10143162A
Authority: DE
Inventors: Reinhard Wiesemann
Original assignee: PATENTWERK DE GmbH; Patentwerkde GmbH
Current assignee: PATENTWERK DE GmbH; Patentwerkde GmbH
Priority date: 2001-06-27
Filing date: 2001-09-04
Publication date: 2013-08-22
Anticipated expiration: 2021-09-05
Also published as: DE10143162A1

Abstract

Heizkörper (1) für ein Gebäudeheizungssystem mit mindestens einer mit Heizwasser durchströmten Außenplatte (5, 6), mit an der/den Außenplatte(n) (5, 6) angeordneten Lamellen (4) und mit einem Zwangslüfter (3), dadurch gekennzeichnet, dass die Lamellen (4) in zwei nebeneinander angeordnete Bereiche aufgeteilt sind, im ersten Bereich mit einer Heizkörperoberfläche (1) die Lamellen dichter gestaffelt sind als im zweiten Bereich mit einer Heizkörperoberfläche (2) und dem ersten Bereich der Zwangslüfter (3) zugeordnet ist.

Description

Die Erfindung betrifft einen Heizkörper für ein Gebäude-Heizungssystem mit einer Heizkörperoberfläche, wobei die Heizkörperoberfläche zur Übertragung der Wärmeenergie des Heizungssystems an die Umgebungsluft dient.
Derartige Heizkörper für Gebäude-Heizungssysteme sind aus dem Stand der Technik umfangreich bekannt. Unter Heizkörpern versteht man dabei Wärmetauscher, die in den zu beheizenden Räumen in der Regel in Wandnähe frei aufgestellt werden. Unter einem Heizkörper im Sinne der Erfindung ist jedenfalls nicht ein in ein Zwangsbelüftungssystem, wie eine Klimaanlage, integrierter Wärmetauscher zu verstehen.
Die bekannten Heizkörper für Gebäude-Heizungssysteme sind in vielfältiger Art und Weise an den jeweiligen Einsatzzweck sowie das jeweilige Heizungssystem angepasst. Sie variieren stark in ihrer äußeren Gestalt, in ihrer Heizkörperoberfläche und in ihrer Anpassung an die Art des Gebäude-Heizungssystems. Als ein übliches, weit verbreitetes Gebäude-Heizungssystem ist die Warmwasser-Heizung zu nennen.
Als ein gemeinsames Merkmal weisen sämtliche bekannten Heizkörper für Gebäude-Heizungssysteme eine Heizkörperoberfläche auf, die an eine Konvektionsanströmung angepasst ist. Diese Anpassung bedingt unter anderem einen relativ geringen Strömungswiderstand und eine relativ geringe Heizkörperoberfläche, um sicher zu stellen, dass die Konvektionsströmung an der Heizkörperoberfläche nicht zum Stillstand kommt.
Aus dem Stand der Technik, insbesondere der ebenfalls auf die Anmelderin zurückgehenden, nachveröffentlichten deutschen Patentanmeldung DE 100 16 098 A1 , ist es weiter bekannt, die Raum-Aufheizzeit, die mit Hilfe eines Heizkörpers gewährleistet werden kann, dadurch zu verkürzen, dass ein auf den Heizkörper gerichteter Lüftungsventilator vorgesehen wird. Durch die Zwangsanströmung eines Heizkörpers mit von einem Lüftungsventilator bewegten Raumluft, lässt sich die pro Zeiteinheit auf die Umgebungsluft übertragene Wärmeenergie deutlich steigern.
Aus DE 33 43 078 A1 , DE 37 03 125 A1 und 43 23 176 C1 ist es bekannt, die Abstände von Lamellen an Heizkörpern bzw. Wärmetauschern für eine Zwangsanströmung zu optimieren. Jedoch sind sämtliche dieser Vorrichtungen für die Zwangsanströmung zur Erreichung ihres erfindungsgemäßen Zwecks auf Dauerbetrieb ausgelegt, was dauerhaft Luftzug, Geräusch, Stromverbrauch etc. mit sich bringt. Ausschließlich mit natürlicher Konvektion arbeitet eine andere Variante aus DE 37 03 125 A1 , gleichfalls DE 198 15 131 A1 , nach der es bekannt ist, einem Heizkörper einen Absorptionskörper zuzuordnen, der verschieden gestaltet sein kann. Trotz Optimierung eines Heizkörpers für natürliche Konvektion dauert es jedoch recht lange, einen Raum allein mit dieser Technik aufzuheizen.
Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen Heizkörper für ein Gebäude-Heizungssystem zur Verfügung zu stellen, der die Raumaufheizzeit verkürzt beziehungsweise die Wärmeübertragung an die Umgebungsluft pro Zeiteinheit deutlich erhöht.
Erfindungsgemäß ist die zuvor hergeleitete und aufgezeigte Aufgabe dadurch gelöst, dass die Heizkörperoberfläche im Sinne einer Erhöhung der Wärmeübertragung pro Zeiteinheit zumindest teilweise an eine Zwangsströmung mit Umgebungsluft angepasst ist. Durch die erfindungsgemäße Ausbildung der Heizkörperoberfläche wird eine deutlich verkürzte Raum-Aufheizzeit bei Verwendung eines erfindungsgemäßen Heizkörpers in Zusammenwirkung mit zum Beispiel einem Ventilator zur Zwangsanströmung gewährleistet.
Eine erste vorteilhafte Ausgestaltung erfährt ein erfindungsgemäßer Heizkörper dadurch, dass durch die dichtere Staffelung der Lamellen in einem angepassten ersten Bereich die Wärmeübertragungsfläche pro Längeneinheit des Heizkörpers gegenüber dem zweiten Bereich deutlich vergrößert ist. Eine derartige vergrößerte Wärmeübertragungsfläche würde bei der reinen Konvektionsanströmung zu einem Konvektionsstillstand führen und damit die pro Zeiteinheit an die Umgebungsluft übertragene Wärmeenergie reduzieren. Aus diesem Grund wird die Wärmeübertragungsfläche pro Längeneinheit des Heizkörpers bei aus dem Stand der Technik bekannten Heizkörpern nicht über bestimmte Werte hinaus erhöht, da die Umgebungsluft durch Konvektion, das heißt die durch Reduzierung der spezifischen Dichte bei Erwärmung der Umgebungsluft entstehende Aufwärtsbewegung, nicht beliebig steuerbaren Transportkräften unterworfen ist.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung erfährt der erfindungsgemäße Heizkörper dadurch, dass die Lamellen durch ihre Form und/oder Anordnung im angepassten ersten Bereich einen deutlich höheren Strömungswiderstand aufweist. Bei den aus dem Stand der Technik bekannten Heizkörpern sind die Heizkörperoberflächen weit überwiegend vertikal ausgerichtet, um die vertikale Konvektionsströmung nicht unnötig zu behindern. Im Falle einer Zwangsanströmung ist jedoch durch Form und/oder Anordnung der Lamellen ein höherer Strömungswiderstand möglich, da die Strömung kaum zum Erliegen kommen kann. Darüber hinaus ist der höhere Strömungswiderstand von Vorteil, da über diesen gewährleistet wird ist, dass die Umgebungsluft besonders intensiv mit der Heizkörperoberfläche in Kontakt kommt und somit eine effektive Übertragung der Wärmeenergie gewährleistet ist.
Dadurch, dass die Heizkörperoberfläche im angepassten Bereich 1 einen gegenüber einer an Konvektionsströmung angepassten Heizkörperoberfläche um etwa 50% erhöhten Strömungswiderstand aufweist, ist eine in der Regel ausreichende Verkürzung der Raumaufheizzeit durch erhöhte Wärmeübertragung an die Umgebungsluft pro Zeiteinheit gewährleistet.
Um zu gewährleisten, dass ein erfindungsgemäßer Heizkörper neben geringen Aufheizzeiten auch in gewohnter Art und Weise die kontinuierliche Beheizung eines Raumes ohne störende Geräusche gewährleisten kann, ist der erfindungsgemäße Heizkörper dadurch weitergebildet, dass die Heizkörperoberfläche zumindest teilweise an eine natürliche Konvektionsanströmung angepasst ist. Mit einem derart ausgestalteten Heizkörper kann ein Raum auch nach Abschalten der Vorrichtung zur Zwangsanströmung eine übliche Konvektionsheizung gewährleisten.
Schließlich ist es im Hinblick auf die optische Gestaltung und die Handhabung eines mit einem erfindungsgemäßen Heizkörper ausgestatteten Gebäude-Heizungssystems vorteilhaft, dass der Heizkörper Befestigungsmittel zur Befestigung eines Zwangslüfters aufweist.
Es existieren eine Vielzahl von Möglichkeiten, die vorliegende Erfindung auszugestalten und weiterzubilden. Hierzu wird beispielsweise verwiesen einerseits auf die dem Patentanspruch 1 nachgeordneten Patentansprüche andererseits auf die Beschreibung eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Heizkörpers für ein Gebäude-Heizungssystem in Verbindung mit der Zeichnung. In der Zeichnung zeigt
1 ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Heizkörpers für ein Gebäude-Heizungssystem in einer seitlichen Ansicht und
2 das Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Heizkörpers für ein Gebäude-Heizungssystem in einer Aufsicht.
In 1 der Zeichnung sind in der seitlichen Ansicht die Bereiche mit angepasster Heizkörperoberfläche 1 und mit aus dem Stand der Technik bekannter Heizkörperoberfläche 2 dargestellt. Weiter ist in 1 die Anordnung eines Zwangslüfters 3 oberhalb des Bereiches mit angepasster Heizkörperoberfläche 1 dargestellt.
Die Unterschiede zwischen dem Bereich mit angepasster Heizkörperoberfläche 1 und dem Bereich mit aus dem Stand der Technik bekannter Heizkörperoberfläche 2, sind aus der in 2 dargestellten Aufsicht auf das Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Heizkörpers ersichtlich.
In dem Bereich mit angepasster Heizkörperoberfläche 1, durch den der Zwangslüfter 3 Umgebungsluft transportiert, sind die Lamellen 4, die zwischen zwei hohlen und mit Heizwasser durchströmten Außenplatten 5, 6 angeordnet sind, deutlich dichter gestaffelt, als in dem Bereich mit aus dem Stand der Technik bekannter Heizkörperoberfläche 2. Hierdurch weist der Bereich mit angepasster Heizkörperoberfläche 1 einen größeren Strömungswiderstand und eine größere Heizkörperoberfläche pro Rauminhalt auf, was aber gleichzeitig zu einer deutlich erhöhten Wärmeübertragung pro Zeiteinheit führt. Dem gegenüber sind die Lamellen 4 im Bereich aus dem Stand der Technik bekannter Heizkörperoberfläche 2 in Abständen angeordnet, die eine Aufrechterhaltung der Konvektionsströmung der Umgebungsluft gewährleisten. Dieser Bereich 2 sorgt also in einem Zeitraum nach abgeschlossener Aufheizung des Raumes für eine übliche Heizung des Raumes auf Konvektionsbasis.

Claims

Heizkörper (1) für ein Gebäudeheizungssystem mit mindestens einer mit Heizwasser durchströmten Außenplatte (5, 6), mit an der/den Außenplatte(n) (5, 6) angeordneten Lamellen (4) und mit einem Zwangslüfter (3), dadurch gekennzeichnet, dass die Lamellen (4) in zwei nebeneinander angeordnete Bereiche aufgeteilt sind, im ersten Bereich mit einer Heizkörperoberfläche (1) die Lamellen dichter gestaffelt sind als im zweiten Bereich mit einer Heizkörperoberfläche (2) und dem ersten Bereich der Zwangslüfter (3) zugeordnet ist.
Heizkörper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Lamellen (4) im ersten Bereich durch ihre dichtere Staffelung eine deutlich höhere Wärmeübertragungsfläche pro Längeneinheit des Heizkörpers aufweisen als im zweiten Bereich.
Heizkörper nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Lamellen (4) im ersten Bereich durch ihre Form und/oder Anordnung einen deutlich höheren Strömungswiderstand aufweisen als auf natürliche Konvektion ausgelegte Lamellen.
Heizkörper nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Lamellen (4) im ersten Bereich gegenüber auf natürliche Konvektion ausgelegten Lamellen einen um etwa 50% erhöhten Strömungswiderstand aufweisen.
Heizkörper nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Anordnung der Lamellen (4) im zweiten Bereich auf natürliche Konvektion ausgelegt ist.
Heizkörper nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Heizkörper im ersten Bereich Befestigungsmittel zur Befestigung eines Zwangslüfters aufweist.