DE2303461B2

DE2303461B2 - HeiBluftheizung mit zentralem Heizelement und mit dem Mantel einer stirnseitig offenen Zelle verbundenen Lamellen

Info

Publication number: DE2303461B2
Application number: DE19732303461
Authority: DE
Inventors: Hans Losone Leibundgut (Schweiz)
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1972-11-03
Filing date: 1973-01-25
Publication date: 1975-09-11
Also published as: IT977671B; FR2205652B1; DD105303A5; DE2303461A1; CH551598A; GB1421468A; FR2205652A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Heißlufthei/ung mit einer von einem wärmeleitfähigen Mantel umgebenen. Mimseitig offenen Zelle, mit sich /wischen einem zentralen Heizelement und dem Mantel erstreckenden, mit dem Mantel verbundenen Lamellen und mit einer Einrichtung /um Fördern von Luft durch die Zelle.

Eine bekannte Heißluflhcizung (US-PS 28 39 657) weist eine horizontal angeordnete Zelle auf, die \on dem zu erwärmenden Luftstrom entsprechend horizontal durchströmt wird. Das Heizelement ist in einem Gußteil eingearbeitet, welches nut dem die Zelle umgebenden Mantel und den die Zelle unterteilenden Lamellen einteilig ist. Eine Außenisolation des Mantels ist nicht vorgesehen.

Bei der bekannten Heißluftheizung kommt es zu einer besonders starken Erwärmung der Zelle im Bereich des zentral angeordneten Heizelements. Infolge der einstuckigen Ausbildung von Heizelement, Lamellen und Mantel der Zelle treten starke Wärmespannungen auf. Um Zerstörungen zu vermeiden, muß dafür gesorgt werden, daß der radiale Temperaturgradient klein ist. Dem entspricht das Anwendungsgebiet der bekannten Heißluftheizung zum Aufheizen kleiner Räume, wie beispielsweise des Innenraums von Kraftfahrzeugen. Hier genügt eine nur mäßige Heizleistung, wobei nur schwache Luftströme auf Temperaturen erheblich unter 100" C aufgeheizt werden.

UtiHfeCgenübcr besteht die erfindungsgemäße Aufgabe dann, eine Heißluftheizung der eingangs erwähnten Art zu schaffen, bei welcher große Luftmengen in kurzer Zeit unter weitgehender Vermeidung von Wärmespannungen in den Bauelementen erwärmt werden. f>o

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Zelle aufrecht angeordnet ist, daß die Lamellen frei und mit geringem Abstand vom Heizelement enden und daß eine Außenisolation für die Zelle vorgesehen ist.

Dadurch, daß beim Erfindungsgegenstand die Lamellen an das Heizelement herangeführt werden, diesem jedoch frei gegenüberliegen können Wärmespannungen in den Bauelementen weitgehend vermieden werden, ohne daß auf die Vorteile einer zentralen Anordnung des Heizelements verzichtet wird. Infolge des Luftzwischenraums zwischen Lamellen und Heizelement kann die Aufheizung der Lamellen in Grenzen gehalten werden, so daß auch für hohe Heizleistungen noch die Verwendung von niedrigschmelzendem Werkstoff, wie dem von seiner Wärmeleitfähigkeit her besonders geeigneten Aluminium, möglich ist

Durch die aufrechte Anordnung der Zelle wird bei der erfindungsgemäßen Heißluftheizung erreicht, daß der Luftstrom auch noch nach dem Abstellen der zwangsweisen Luftumwälzung infolge Konvektionswirkung aufrechterhalten K-ibt. Zu einer weiteren Verbesserung dieser Wirkung trägt die Außenisolation der Zelle bei.

Ein sehr wesentliches Gestaltungsmerkmal der erfindungsgemäßen Heißluftheizung besteht darin, daß die Lamellen an ihrem dem Heizelement abgewandten Teil eine Abbiegung aufweisen, die mit dem Mantel flächig verbunden ist. Dies dient nicht nur der Befestigung der Lamellen an der Innenseite des Mantels, sondern auch der Vergleichmäßigung der Temperaturverteilung im Innern der Zelle.

Die Vereinigung mehrerer Zellen /u größeren Heizeinheiten wird erfindungsgemäß dadurch erleichtert, daß der Querschnitt des aus Blech bestehenden Mantels ein Vieleck oder ein Rechteck ist.

Die Erfindung ist nachstehend an Hand der Zeichnung in Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigt

F i g 1 eine Heißluftheizung mit einer Zelle im Schnitt.

F1 g. 2 die Heißluftheizung der F i g I im Schnitt entlang der Linie Uli von F i g. 1,

F i g. 3a bis 3d je eine Anordnung eines Heißluftheizungskörpers mit mehreren Zellen in schematischer Darstellung im Grundriß.

F i g. 4 eine weitere Heißluftheizung in vereinfachter Darstellung im Längschnitt,

F i g 5 bis 10 je eine Ausführungsform einer Zelle im Querschnitt und

F i g. 11 bis 13 je eine Anordnung einer Heißluftheizung in schematischer Darstellung.

Gemäß den F i g. 1 und 2 befindet sich ein Gebläse 1 in einem Ansaug- und Gebläsekasten 2, auf dem ein unten und oben offener, im Querschnitt sechseckiger Körper oder eine Zelle 3 mit Seitenwänden 4 vertikal angeordnet ist. Über dem Gebläse 1 erstrecken sich vertikal im Zentrum der Zelle 3 elektrische Heizelemente 5 in Form von Heizstäben, die mittels eines unteren und oberen Sockels 6 bzw. 7 über untere und obere Ste^e 8 bzw. 9 an den Seilenwänden 4 befestigt sind Über elektrische Anschlüsse 10 können die Heizelemente 5 an eine elektrische Stromquelle (nicht gezeigt] angeschlossen werden. Um die Heizelemente 5 herum sind, wie insbesondere F i g 2 zeigt, Lamellen 11 angeordnet, die sich von den Heizelementen radial wef und vertikal über die Länge derselben erstrecken. Die den Heizelementen zugekehrte Seite 12 jeder Lamelle 11 weist ein im Querschnitt T-förmiges Profil 13 auf mit dem die Lamellen Il im gleichen Abstand vonein ander und gegenüber den Heizelementen 5 angeordnei sind. Jeweils zwei Lamellen 11 haben paarweise an ihrem dem Heizelement 5 abgewandten Teil 14 eine Ab biegung in Form einer Verbindungswand 15, die mii den Seitenwänden 4 auf einer größtmöglichen Flächt fest und wärmeleitend verbunden ist, so daß unten unc oben offene Heizkanäle 16, 17 gebildet sind, die au;

einem Mantel 18 und aus den mit diesem fest und wärmeleitend verbundenen Lamellen 11 bestehen und zusammen die Zelle 3 bilden.

, Die Seitenwände 4 bzw. der Mantel 18 sind von einer Außenisolation 19 und Außenwänden 20 umgeben, die vertikal auf dem Gebläsekasien 2 angeordnet sind und «ben stirnseitig durch Außenwände 21 verbunden sind ^nur eine gezeigt). Der Gebläsekasten ist überdies mn Rollen 22 ausgerüstet, so daß ein fahrbarer Heizkörper bzw. eine fahrbare Heißluftheizung mit einer Zelle 3 vorliegt. Da* Oberteil der Heißluftheizung ist mit einer Abdeckisolation 23 abgeschlossen und besitzt seitliche Austrittsöffnungen 24 zwischen der Abdeckisolation 23 und dem Oberteil de.- Seitenwände 4 für den Austritt von Heißluft. Auf der Abdeckisolation 23 ist außerdem eine Verdampferschale 25 für Wasser zum Befeuchten der Luft vorgesehea

Die Heißluftheizung arbeitet wie folgt:
Das Gebläse 1, das geräuscharm und entsprechend leistungsfähig ist, saugt kaJie Luft in Richtung von Pfeilen A unmittelbar am bzw. nahe dem Boden aus der Umgebung an und beförder; dieselbe gemäß Pfeilen B nach oben in die Heizkanäle 16. 17. Die in der Zelle 3 angeordneten Heizelemente 5 geben beispielsweise eine Temperatur von 800⁰C ab, welche durch die nahe an den Heizelementen 5 angeordneten Lamellen 11 aufgenommen und schnell an den Mantel 18 abgegeben wird, so daß sich die relativ dünnen Luftschichten in den Heizkanälen 16. 17 schnell erhitzen und Heißluft mit der vom Gebläse I vorgegebenen Geschwind gkeit aus den Austrittsöffnungen 24 in Richtung von Pfeilen C austritt. Die an den Lamellen 11 vorbeigeführten Luftschichten von beispielsweise annähernd 10 mm Dicke erhitzen sich infolge der großen Oberfläche der Lamellen 11 sehr schnell, so daß je nach Größe der Heizung beispielsweise 120 bis 400 m' Luft in der Stunde oder gegebenenfalls auch mehr auf annähernd 300⁰C erwärmt werden können. Die Umwälzung der Luft durch das Gebläse 1 sorgt für eine schnelle und gleichmäßige Verteilung der erwärmten Luft und damit für eine gleichmäßige Erwärmung des oder der Räume bzw. der Umgebung. Da die Heizkanäle gegenüber der I 'mgebung isoliert sind, bleiben die Außenwände 20, 21 c s Heizkörpers praktisch kalt. Hingegen kann sich die obere Abdeckung erhitzen, wodurch eine Luftbefeuchtung mittels Verdampfen von Wasser aus der Verdampferschale 25 stattfinden kann, jeder Heizkörper kann über Thermostate gesteuert werden und verschiedene Heizstufen besitzen (beides nicht gezeigt). Die Außenisolation 19 hat dabei zwei Aufgaben. Einmal sorgt sie dafür, daß die Außenwände 20, 21 des Heizkörpers sich nur leicht erwärmen können. Zum anderen sorgt sie dafür, daß sich die Heizkanäle 16.17 beispielsweise zwischen dem Aus- und Einschalten der Thermostaten nicht abkühlen können, so daß eine optimale Heizleistung kurz nach einem Wiedereinschalten wieder erreicht werden kann.

Wie die F i g. 3a bis 3d zeigen, in denen die mit F i g. 2 gleichen Elemente die gleichen Be/ugszeichen haben, ist es infolge des im Querschnitt hexagonalen <>o Körpers oder der Zelle 3 möglich, Heizkörper mit mehreren Zellen 3 im Baukastenprinzip in gewünschten Formen und Abmessungen in raumsparender Weise herzustellen. Gemäß F i g. 3a können mehrere Zellen 3 in einer Reihe in einem durch Außenwände 30 cha- ⁶S rakterisierten Heizkörper angeordnet werden. F i g. 3b zeigt einen Heizkörper 34, in welchem drei Zellen 3 in räumlich günstiger Weise innerhalb von Außenwänden

32 angeordnet sind. In Fig.3c sind mehrere Zellen 3 mit den Mänteln 18 von einer im Querschnitt kreisförmigen Außenwand 33 eingeschlossen. Schließlich zeigt F i g. 3d noch die Möglichkeit, beispielsweise vier Körper oder Zellen 3 derart anzuordnen, daß ein Heizkörper mit im Querschnitt quadratisch angeordneten Außenwänden 34 vorliegt.

Fig.4 zeigt eine andere Ausführungsform einer Heißluftheizung mit Luftbefeuchtung. Zellen 40 mit Seitenwänden bzw. einem Mantel 41, die im Querschnitt hexagonale Form besitzen (nicht gezeigt), sind in gleicher Weise wie in F i g. 3a gezeigt nebeneinander auf einem Gestell 42 angeordnet, das fahrbar auf Rollen 43 gelagert ist und ein Gebläse 43' enthält. Die Zellen 40 sind von Außenwänden 44,44' umgeben, wobei zwischen den letzteren und dem Mantel 41 wiederum eine Außenisolation 45 vorgesehen ist. Im Zentrum der Zellen 40 sind Heizelemente 46 angeordnet, die beispielsweise elektrische Heizstäbe sein können. Über den Zellen 40 erstreckt sich eine Abdeckisolation 47, wobei an beiden Längsseiten derselben Austrhtsöff nungen 48 vorgesehen sind, durch die Heißluft in Richtung von Pfeilen D oben austreten kann, die durch das Gebläse 42' als Kaltluft angesaugt gemäß Pfeilen D' und gemäß Pfeilen D" in die unten und oben offenen Zellen 40 gefördert werden kann. Die anderen Einrichtungen können bis auf den Luftbefeuchter denjenigen der F i g. 1 und 2 entsprechen und sind bis auf die mit dem Heizkanalmantel 41 fest verbundenen Lamellen Il aus Gründen der Übersicht weggelassen.

An die stirnseitige Außenwand 44' schließt sich ein Wassertank 49 an, der einen Einfüllstutzen 50 für Wasser und am Boden 51 einen Austrittsstutzen 52 besitzt. An den Austrittsstutzen 52 ist über einen Regulierhahn 5} eine Wasserleitung 54 angeschlossen, die zu Verdampfrohren 55 führt, welche parallel und in der Nähe der Heizelemente 46 angeordnet sind. Die Verdampferrohre 55 werden durch die Heizelemente 46 derart erwärmt, daß das in denselben befindliche Wasser durch Öffnungen (nicht gezeigt) der Verdampferrohre 55 verdampfen kann und zusammen mit der Heißluft in Richtung der Pfeile Daustreten kann und somit die Luft des umgebenden Raumes befeuchten kann. Durch den Regulierhahn 53 kann der Nachlauf von Wasser 56 aus dem Tank 49 in die Verdampferrohre 55 entsprechend der in denselben stattfindenden Verdampfung eingestellt werden.

Die Form der Lamellen insbesondere in ihrem dem Heizelement zu- oder abgewandten Teil kann beliebig sein. Auch die Form der Zelle kann im Querschnitt irgendeine beliebige Form haben, aus der sich gegebenenfalls ebenfalls in raumsparender Weise im Baukastenprinzip Heizkörper aufbauen lassen.

In F i g. 5 liegt eine im Querschnitt hexagonale Form aufweisende Zelle 60 mit Lamellen 61 vor. die an ihren einem Heizelement 62 zugewandten Stirnseiten 63 ein Γ-Profil 64 aufweisen. Mit ihrer dem Heizelement 62 abgewandten Abbiegung 64' sind die Lamellen 61 mit dem Mantel 65 der Zelle 60 fest verbunden.

In F i g. 6 haben Lamellen 66 gegenüber einem Heizelement 67 ein konvexes Profil 68 und sind in einer im Querschnitt kreisförmigen Zelle 69 angeordnet. An ihrer dem Heizelement 67 abgewandteil Abbiegung 7C sind die Lamellen 66 dem Krümmungsradius des kreisförmigen Querschnitts entsprechend abgebogen unc mit der konvexen Seitenfläche des abgebogenen Teil; 70 mit dem Mantel 71 fest verbunden.

Wie die F i g. 7 zeigt, ist auch eine im Querschnitt

dreieckige Zelle 72 mit einem Mantel 73 möglich, in der Lamellen 74 um ein Heizelement 75 angeordnet sind. Gegenüber dem Heizelement 75 besitzen die Lamellen 74 ein T-Profil 76 und sind durch eine Abbiegung 77 mit dem Mantel 73 fest verbunden.

In einer im Querschnitt quadratischen Zelle 78 der F i g. 8 sind Lamellen 79 mit einem V-förmigen Profil 80 gegenüber einem Heizelement 81 und um dasselbe herum angeordnet. Mit einer Abbiegung 82 sind die Lamellen 79 an ihrem dem Heizelement 8t abgewandten Teil mit dem Mantel 83 der Zelle 78 fest und wärmeleitend verbunden.

Wie die F i g. 9 zeigt, sind in einer im Querschnitt rechteckigen Zelle 84 abwechselnd im Querschnitt S-förmige Lamellen 85 und C-förmigc Lamellen 86 um ein Heizelement 87 angeordnet. Mil dem Mantel 84' sind die Lamellen 85 und 86 durch eine Abbiegung 88 bzw. 88' auf größtmöglicher Fläche fest und wärmeleitend verbunden.

Schließlich zeigt F i g. 10 noch die Möglichkeit einer im Querschnitt achteckigen Zelle 89 mit Lamellen 90. die Teile eines entsprechend abgebogenen beispielsweise Aluminiumbleches sind, so daß gegenüber einem in der Zelle 89 angeordneten Heizelement 91 n-Profile 92 vorliegen, wobei die Lamellen 90 mit einer dem Heizelement 91 abgcwejidten Abbiegung 93 mit einem Mantel 94 der Zelle 89 fest verbunden s-nd.

Wie die F i g. 11 bis 13 zeigen, kann der Standort von Heizluftheizungen, wie sie beispielsweise in den vorstehenden Beispielen beschrieben sind, beliebig gewählt werden.

In F i g. 11 ist eine Heißluftheizung 100 unmittelbar an einer Außenwand 101 unterhalb eines Fensterbret

tes 102 eines Fensters 103 fest angeordnet. Kaltluft wird gemäß Pfeil E unmittelbar über dem Boden 104 eines Raumes 105 in die Heißluftheizung 100 eingesaugt und tritt als Warmluft oben gemäß Pfeil F in Höhe des Fensterbrettes 102 wieder aus.

Gemäß Fig. 12 ist eine Heißluftheizung 106 mit einem Luftaustritt 107 an einer Wand 108 eines Raumes 109 über dem Boden 110 desselben fest angeordnet, wodurch Kaltluft gemäß Pfeil C von unten durch den Boden 111 der Heißluftheizung 106 angesaugt werden kann, die dann als Warmluft gemäß Pfeil H oben wieder austritt.

Fig. 13 zeigt noch eine Anordnung einer Heißluftheizung 112. die in einer Trennwand 113 zwischen Räumen 114 und 115 eingebaut ist. Die Heißluftheizung 112 besitzt für jeden Raum 114 und 115 je eine Lufteintrittsöffnung (nicht gezeigt) zum Ansaugen von Kaltluft gemäß Pfeil AC unmittelbar über dem Boden 116 des Raumes 114 und gemäß Pfeil L unmittelbar über dem Boden 117 des Raumes 115. Weiterhin sind je eine Luftaustrittsöffnung (ebenfalls nicht gezeigt) am Oberteil der Heißluftheizung zum Austritt von Warmluft gemäß Pfeil M in den Raum 114 und gemäß Pfeil N in den Raum 115 vorgesehen.

Die beschriebene Heißluftheizung sorgt dafür, daß die Luft eines zu beheizenden Raumes aufbereitet, d. h. erhitzt wird, worauf die Umwälzung für eine gleichmäßige Verteilung dieser erhitzten Luft sorgt. Die kalte Luft wird dabei unmittelbar über dem Boden angesaugt und in die Heizkanäie geführt. Durch die Unterteilung der Zelle im einzelnen kann eine schnelle Aufheizung der Luft erreicht werden. Die Heißluftheizung kann als Dauer- oder als Zusatzheizung eingesetzt werden.

Hierzu 6 Blatt Zeichnungen

Claims

Pa tentanspniche:

1. Heißluftheizung mil einer von einem wärmeleitiähigen Mantel umgebenen, stirnseilig offenen Zelle, mit sich /wischen einem zentralen Heizelement und dem Mantel erstreckenden, mit dem Mantel verbundenen Lamellen und mit einer Einrichtung zum Fördern von Luft durch die Zelle, dadurch gekennzeichnet, daß die Zelle (3.40. 60. 72. 78, 84. 89) aufrecht angeordnet ist. daß die Lamellen <H. 61. 66. 74. 79. 85. 86. 90) frei und mit geringem Abstand vom Heizelement (5. 46. 62, 67. 75. 81, 87. 91) enden und daß eine Außenisolation (19,45) für die Zelle vorgesehen ist.

2. Heißluftheizung nach Anspruch 1. wobei die Lamellen aus Blech bestehen, dadurch gekennzeichnet, daß die Lamellen (11.61,66.74,79.85.86.90) an ihrem dem Heizelement (5.46.6Z 67.75.81.87.91) abgewandten Teil eine Abbiegung {15.64'. 70.77.82, 88.88'. 91) aufweisen, die mit dem Mantel (18.41.65. 71.73.83.84 .94) flächig verbunden ist.

3. Heißlufihci/ung nach Anspruch 1, wobei der Mantel aus Blech besteht, dadurch gekennzeichnet, daß sein Querschnitt ein Vieleck oder ein Kreis ist.