DE10143162B4 - Radiator for a building heating system - Google Patents

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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.Radiator (1) for a building heating system with at least one outer plate (5, 6) through which heating water flows, with lamellas (4) arranged on the outer plate (s) (5, 6) and with a forced ventilator (3), characterized in that the lamellae (4) are divided into two juxtaposed areas, in the first area with a radiator surface (1) the lamellae are more densely staggered than in the second area with a radiator surface (2) and the first area of the forced ventilators (3).

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.The invention relates to a radiator for a building heating system with a radiator surface, wherein the radiator surface is used to transmit the heat energy of the heating system to the ambient air.

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.Such radiators for building heating systems are well known in the art. Radiators are understood to be heat exchangers, which are usually placed freely in the rooms to be heated near the wall. Under a radiator in the context of the invention is certainly not to be understood in a forced ventilation system, such as an air conditioner integrated heat exchanger.

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.The known radiators for building heating systems are adapted in many ways to the particular application and the respective heating system. They vary greatly in their external appearance, in their radiator surface and in their adaptation to the nature of the building heating system. As a common, widely used building heating system is the hot water heater to call.

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.As a common feature, all known heaters for building heating systems have a radiator surface adapted to a convection inflow. Among other things, this adaptation requires a relatively low flow resistance and a relatively small radiator surface, in order to ensure that the convection flow at the radiator surface does not come to a standstill.

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.From the prior art, in particular the also attributable to the applicant, post-published German patent application DE 100 16 098 A1 , It is also known, the space-heating, which can be ensured by means of a radiator to shorten by providing a directed to the radiator ventilation fan is provided. Due to the forced flow of a radiator with room air moved by a ventilation fan, the heat energy transferred to the ambient air per unit of time can be significantly increased.

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.Out DE 33 43 078 A1 . DE 37 03 125 A1 and 43 23 176 C1 It is known to optimize the distances of fins on radiators or heat exchangers for a forced flow. However, all of these devices are designed for continuous flow to achieve their purpose of the invention for continuous operation, which permanently air flow, noise, power consumption, etc. brings with it. Only with natural convection works another variant DE 37 03 125 A1 , Likewise DE 198 15 131 A1 , according to which it is known to associate a radiator with an absorbent body, which can be designed differently. However, despite the optimization of a natural convection heater, it takes a long time to heat a room by itself with this technique.

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.Based on this prior art, the present invention seeks to provide a radiator for a building heating system available, which shortens the Raumaufheizzeit or significantly increases the heat transfer to the ambient air per unit time.

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.According to the invention, the previously derived and indicated object is achieved in that the radiator surface in the sense of increasing the heat transfer per unit of time is at least partially adapted to a forced flow of ambient air. The inventive design of the radiator surface a significantly shortened space heating time is ensured when using a radiator according to the invention in cooperation with, for example, a fan for forced flow.

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.A first advantageous embodiment undergoes a radiator according to the invention in that the heat transfer surface per unit length of the radiator relative to the second region is significantly increased by the denser staggering of the fins in an adapted first area. Such an enlarged heat transfer surface would lead to a convection arrest in the pure Konvektionsanströmung and thus reduce the per unit of heat transferred to the ambient heat energy. For this reason, the heat transfer surface per unit length of the radiator in known from the prior art radiators is not increased beyond certain values, since the ambient air by convection, that is, by reducing the specific gravity upon heating of the ambient air resulting upward movement, not arbitrarily controllable transport forces is subject.

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.A further advantageous embodiment of the radiator according to the invention undergoes the fact that the lamellae by their shape and / or arrangement in the adapted first region has a significantly higher flow resistance. In the radiators known from the prior art, the radiator surfaces are predominantly vertically aligned so as not to hinder the vertical convection flow unnecessarily. In the case of a forced flow, however, a higher flow resistance is possible by the shape and / or arrangement of the slats, since the flow can hardly come to a standstill. In addition, the higher flow resistance is advantageous because it ensures that the ambient air comes into contact with the radiator surface particularly intensively, thus ensuring effective transmission of the heat energy.

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.This ensures that the radiator surface in the adjusted area 1 a flow resistance which is increased by about 50% compared to a radiator surface adapted to convection flow, ensures a generally sufficient shortening of the space heating time by increased heat transfer to the ambient air per unit time.

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.In order to ensure that a radiator according to the invention, in addition to low heating times, can also ensure the continuous heating of a room without disturbing noises, the radiator according to the invention is further developed in that the radiator surface is at least partially adapted to a natural convection inflow. With such a designed radiator, a room can ensure a conventional convection heating even after switching off the device for forced flow.

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.Finally, with regard to the optical design and the handling of a building heating system equipped with a radiator according to the invention, it is advantageous that the radiator has fastening means for fastening a forced-air ventilator.

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 zeigtThere are a variety of ways to design and develop the present invention. For this purpose, for example, referenced on the one hand to the claims subordinate to claim 1 on the other hand to the description of an embodiment of a radiator according to the invention for a building heating system in conjunction with the drawing. In the drawing shows

1 ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Heizkörpers für ein Gebäude-Heizungssystem in einer seitlichen Ansicht und 1 An embodiment of a radiator according to the invention for a building heating system in a side view and

2 das Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Heizkörpers für ein Gebäude-Heizungssystem in einer Aufsicht. 2 the embodiment of a radiator according to the invention for a building heating system in a plan.

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.In 1 the drawing are in the side view, the areas with adapted radiator surface 1 and with known from the prior art radiator surface 2 shown. Next is in 1 the arrangement of a forced ventilator 3 above the area with adapted radiator surface 1 shown.

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.The differences between the area with adapted radiator surface 1 and the range of radiator surface known in the art 2 , are from the in 2 shown top view of the embodiment of a radiator according to the invention can be seen.

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.In the area with adapted radiator surface 1 through which the forced ventilation fan 3 Ambient air transported, are the fins 4 between two hollow outer plates through which heating water flows 5 . 6 are arranged significantly more staggered, as in the area with known from the prior art radiator surface 2 , This indicates the area with adapted radiator surface 1 a larger flow resistance and a larger radiator surface per volume, but at the same time leads to a significantly increased heat transfer per unit time. Opposite are the slats 4 in the area known from the prior art radiator surface 2 arranged at intervals, which ensure a maintenance of the convection flow of the ambient air. This area 2 Thus, in a period after complete heating of the room for a conventional heating of the room on convection basis.

Claims (6)

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.Radiator ( 1 ) for a building heating system having at least one outer plate through which heating water flows ( 5 . 6 ), with on the outer panel (s) ( 5 . 6 ) arranged lamellae ( 4 ) and with a forced ventilator ( 3 ), characterized in that the lamellae ( 4 ) are divided into two juxtaposed areas, in the first area with a radiator surface ( 1 ) the lamellae are more densely staggered than in the second region with a radiator surface ( 2 ) and the first area of forced ventilation ( 3 ) assigned. 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.Radiator according to claim 1, characterized in that the lamellae ( 4 ) in the first region by their denser staggering a significantly higher heat transfer surface per unit length of the radiator than in the second region. 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.Radiator according to claim 1 or 2, characterized in that the lamellae ( 4 ) in the first region by their shape and / or arrangement have a significantly higher flow resistance than designed for natural convection lamellae. 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.Radiator according to claim 3, characterized in that the lamellae ( 4 ) in the first area opposite to natural convection Slats have increased by about 50% flow resistance. Heizkörper nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Anordnung der Lamellen (4) im zweiten Bereich auf natürliche Konvektion ausgelegt ist.Radiator according to one of claims 1 to 4, characterized in that the arrangement of the slats ( 4 ) in the second area is designed for natural convection. Heizkörper nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Heizkörper im ersten Bereich Befestigungsmittel zur Befestigung eines Zwangslüfters aufweist.Radiator according to one of claims 1 to 5, characterized in that the heating element in the first region has fastening means for fastening a forced-air ventilator.
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