DE2721209A1 - Heizanlage und heizradiator - Google Patents

Description

Heizanlage und Heizradiator

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Anlage zur Heizung von Räumen oder Gebäuden.

Die Heizanlage nach der Erfindung umfaßt Heizkörper, die als Transportfluid für Wärme Wasser enthalten, wobei ein oder mehrere Heizkörper aus Radiatoren bestehen, die mit wenigstens einem mit dem Wasser in Berührung stehenden Heizelement versehen sind.

Seit zahlreichen Jahren rücken die verschiedenen Zentralheizungssysteme mehr und mehr an die Stelle der Einzelheizsysteme j

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(mit einer Wärmequelle in jedem zu heizenden Zimmer), die auf öfen für Kohle, Heizöl, Gas und dergleichen zurückgreifen.

Unter den verschiedenen bekannten Zentralheizungssystemen wird ! die Warmwasserzentralheizung sicher am häufigsten zur Heizung j von Mietshäusern verwendet und zieht einen Vorteil aus einem j sicher verdienten guten Ruf bezüglich Bequemlichkeit.

Die Radiatoren sind die bei der Warmwasserzentralheizung am häufigsten verwendeten heißen Oberflächen. Sie bestehen im allgemeinen aus Elementen oder Gußplatten aus Stahl oder Aluminium, die vom Heizfluid durchströmt werden. Ihre Bezeichnung erinnert dann, daß sie eine verhältnismäßig große Wärmemenge durch Strahlung übertragen. Es sei jedoch darauf hingewiesen, daß sie im allgemeinen mehr Wärme durch Konvektion als durch Strahlung abgeben.

Bei einer Warmwasserzentralheizung muß eine Vorrichtung vorgesehen werden, die die Wärmedehnung des Wassers ausgleicht und dabei gleichzeitig sicherstellt, daß das Heiznetz stets mit Wasser gefüllt ist.

Das Expansionsgefäß kann offen oder geschlossen sein. Bei einem offenen Expansionsgefäß steht das Wasser mit der Atmosphäre in Verbindung. Das Wasserniveau steigt oder sinkt je nachdem die Wassertemperatur ansteigt oder abfällt. Ein solches Expansionsgefäß kann offensichtlich nicht in dem Fall verwendet werden, in de]
Meereshöhe) übersteigt.

verwendet werden, in dem die Viassertemperatur 100 C (in

Bei einem geschlossenen Expansionsgefäß ist das Wasser im allgemeinen durch eine elastische Membran von einem bestimmten Gasvolumen (im allgemeinen ein neutrales Gas) abgetrennt, das es mehr oder weniger entsprechend der Wassertemperatur der Anlage zusammendrückt. Die geschlossenen Expansionsgefäße werden insbesondere dann verwendet, wenn ₇die Wassertemperatur

100 C (z.B. bis HO⁰C) übersteigen kann und zur Vermeidung

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eventueller Explosionen mit Drucksicherheitsvorrichtungen (Ablaßventilen) versehen sind.

Bei gewissen Warmwasserzentralheizungsanlagen erfolgt der Umlauf des Heizfluids auf natürliche Weise (Heizung durch ' Thermosiphon- oder Schwerkraftwirkung). Bei solchen Anlagen bestimmt jede Wärmeabgabeeinheit eine geringe Umwälzung durch Schwerkraft, bedingt durch die Dichteunterschiede des warmen und des kalten Wassers. Derartige Anlagen haben ein ziemlich langsames Inbetriebsetzen und einen nicht regelbaren Betrieb. Da die durch die Temperaturabfälle bedingte Antriebskraft gering ist und folglich nur eine geringe Geschwindigkeit des Transportfluids erzeugt, kann dies überdies zur Verwendung von Rohrleitungen mit großem Durchmesser führen, folglich zur Verwendung eines großen Wasservolumens, was eine beträchtliche thermische Trägheit mit sich bringt. ,

Bei Heizanlagen mit Zwangsumlauf werden diese Nachteile vermieden durch Einbau eines Geräts (Pumpe oder Beschleuniger) in den Kreislauf, das den Wasserumlauf beschleunigt. Dies ermöglicht vor allem die Verwendung von Rohrleitungen mit kleinerem Durchmesser und die Verminderung der thermischen Trägheit der Heizanlage.

Während der warmen Jahreszeit ist die Zentralheizung vorzugsweise stillgelegt. Wenn aber ein etwas kühlerer Abend vorkommt, zögert der Benutzer meistens,den Heizwasserkessel in Betrieb zu setzen, umso mehr als er meistens nur wünscht, ein einziges Zimmer während einer ziemlich kurzen Zeit zu heizen. Im allgemeinen bevorzugt er es dann, auf ein Zusatzheizsystem zurückzugreifen, etwa auf einen elektrischen Radiator.

Die Situation ist praktisch dieselbe, wenn während einer kurzen Zeit bei eingeschalteter oder nicht eingeschalteter Zentralheizung eine zusätzliche Wärme z.B. im Badezimmer gewünscht wird. Die vor allem im Badezimmer erfolgende Anwendung von gewissen elektrischen Radiatoren, die den Sicherheitsnormen

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nicht genügend entsprechen, stellt überdies eine tatsächliche Gefahr dar. · ■ j

Es kommt auch vor, daß die Leistung der Zentralheizung nicht ausreicht, um während der kältesten Zeit des Winters in den Räumen eine angenehme Temperatur aufrechtzuerhalten.

In der Tat werden die minimalen Außentemperaturen, die bei den Berechnungen von Heizanlagen zur Bestimmung des maximalen Wärmebedarfs angenommen werden, ausgehend von sogenannten Grundaußentemperaturen bestimmt. Aus Wirtschaftlichkeitsgründen wird als Grundaußentemperatur an einer gegebenen Stelle eine Temperatur in der Weise angenommen, daß im Verlauf eines mittleren Winters die Außentemperatur nicht über fünf oder zehn Tage lang (entsprechend den angenommenen Normen) kleiner als diese Temperatur ist. Diese Grundtemperatur entspricht daher nicht der an einer gegebenen Stelle gemessenen minimalen Außentemperatur. Aus diesem Grund schützen die Heizanlagen den Benutzer im allgemeinen nicht gegen extreme Kälte, die häufig von kurzer Dauer, jedoch durchaus möglich ist. Der Benutzer wird sich in diesem Fall gezwungen sehen, sich eines Zusatzheizsystems zu bedienen, das meistens ein elektrischer Radiator oder Konvektor ist.

Alle diese elektrischen Radiatoren oder Konvektoren beruhen auf der Freigabe von Wärme durch den Joule'sehen Effekt, der bewirkt wird durch einen elektrischen Stromdurchgang in einem elektrischen Widerstand. Neben den elektrischen Radiatoren mit ! trockenen Heizelementen, etwa den leuchtenden, dunklen und blasenden Radiatoren, sind ebenfalls elektrische Radiatoren mit Flüssigkeitsumlauf bekannt, im allgemeinen Ölradiatoren genannt, die im wesentlichen aus einem flüssigkeitsgefüllten Gehäuse aus Guß oder geschweißtem Stahlblech bestehen. Das Heizelement ist im allgemeinen ein eingekapselter elektrischer Widerstand, der am Gehäuse befestigt ist und unmittelbar mit der Flüssigkeit in Berührung steht, oder ist ein Widerstand mit blankem

j Draht, der auf einen Halter aus Steatit gewickelt und in eine

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am Unterteil des Geräts angeordnete Metallhülle eingesetzt ist. Die Füllung erfolgt im allgemeinen mit Öl. Dank der Anwendung dieser Füllflüssigkeit mit einem ziemlich geringen Wärmeausdehnungskoeffizienten wird die Notwendigkeit vermieden,j den Radiator mit einem Expansionsgefäß zu versehen.

Diese Ölradiatoren haben jedoch eine verhältnismäßig große thermische Trägheit, die insbesondere dadurch bedingt ist, daß die Wärmeleitfähigkeit des Öls ziemlich mittelmäßig und dessen Viskosität ziemlich hoch ist.

Die Verwendung von Zusatzheizgeräten stellt in jeder Hinsicht nur einen Notbehelf dar und drückt sich nur durch die Notwendigkeit aus, gewisse Nachteile von bekannten Zentralheizungsanlagen, insbesondere deren mangelnde Anpassungsfähigkeit, zu vermeiden.

Die Heizanlagen nach der Erfindung weisen gegenüber den bisher bekannten Heizsystemen zahlreiche Vorteile auf. Sie sind bemerkenswert durch ihre große Anpassungsfähigkeit im Gebrauch und "weisen insbesondere nicht die Nachteile der oben angegebenen bekannten Zentralheizungsanlagen auf.

Gegenstand der Erfindung ist eine Heizanlage mit Heizkörpern, die als Transportfluid für Wärme Wasser enthalten, wobei ein oder mehrere Heizkörper aus Radiatoren bestehen, die mit wenigstens einem mit daii Wasser in Berührung stehenden elektrischen Heizelement versehen sind.

Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung bestehen alle Heizkörper aus Radiatoren, die mit wenigstens einem mit Wasser in Berührung stehenden elektrischen Heizelement versehen sind, wobei die Radiatoren über Rohrleitungen an ein Expansionsgefäß angeschlossen sind, das eine freie Wärmedehnung des Wassers zuläßt.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung bestehen

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ein oder mehrere Heizkörper der Heizanlage aus Radiatoren, die mit wenigstens einem mit dem Wasser in Berührung stehenden elektrischen Heizelement versehen sind, wobei alle Heizkörper in an sich bekannter Weise untereinander durch Rohrleitungen verbunden sind, die einen durchlaufenden Kreis bilden, der einen Umlauf des Wassers zwischen den Heizkörpern ermöglicht, wobei der Kreis an ein Expansionsgefäß angeschlossen ist, das eine freie Wärmedehnung des Wassers zuläßt.

Gemäß Varianten dieser letzten Ausführungsform der Erfindung enthält die Heizanlage überdies eine Pumpe, die den Umlauf des Wassers beschleunigen kann, und/oder eine in den Kreis ein- ι geschaltete an sich bekannte Wärmequelle. Diese Wärmequelle besteht z.B. aus einem Heizwasserkessel, einer Wärmepumpe oder einem Speicher für Sonnenwärme.

Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung bestehen die Radiatoren aus einer Reihe von identischen Radiatorabschnitten, die untereinander durch Schraubverbindungen verbunden sind, wobei ein oder mehrere Radiatorabschnitte mit einem Heizelement versehen sind, dessen Betrieb durch einen Thermostaten geregelt wird.

Ebenfalls Gegenstand der Erfindung ist ein Heizradiator mit Wasser als Transportfluid für Wärme, bestehend aus einer Reihe von identischen Radiatorabschnitten, die untereinander durch Schraubverbindungen verbunden sind, wobei jeder Radiatorabschnitt wenigstens ein senkrechtes rohrförmiges Element aufweist, und wobei sich der Heizradiator dadurch auszeichnet, daß wenigstens ein elektrisches Heizelement, dessen Betrieb durch einen Thermostaten geregelt wird, in wenigstens einen Radiatorabschnitt eingebaut ist, wobei der Heizradiator mit einer Anschlußeinrichtung versehen ist, die eine Verbindung des Heizradiators mit einem Expansionsgefäß herstellt, das eine freie Wärmedehnung des Wassers zuläßt.

Gemäß einer Ausführungsvariante der Erfindung ist der Heiz-

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radiator selbst mit einem Expansionsgefäß versehen, das eine freie Wärmedehnung des Wassers zuläßt.

Die Heizanlage nach der Erfindung ist in zahlreichen Ausführungsformen und Varianten möglich.

Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung enthält die Heizanlage Radiatoren, die unter Ausschluß anderer Heizkörper mit wenigstens einem mit dem Wasser in Berührung stehenden elektrischen Heizelement versehen sind. Diese elektrischen Radiatoren arbeiten jedoch auf unabhängige Weise und es ist in diesem Fall kein Wasserumlauf zwischen den verschiedenen Radiatoren vorgesehen. Diese Radiatoren sind aber an ein gemeinsames Expansionsgefäß angeschlossen. Der Anschluß der elektrischen Radiatoren an das Expansionsgefäß, der vorteilhaft über Rohrleitungen mit geringem Querschnitt hergestellt werden kann, ₍ erfolgt in Reihe, parallel oder unter Kombination dieser beiden ^; Anschlußarten. Jeder elektrische Radiator ist mit einem Thermostaten versehen. Jeder elektrische Radiator besitzt vorzugsweise seinen eigenen Steuerkasten mit einem Unterbrecher, einem Steuerthermostaten, gegebenenfalls einen Zeitgeber und auch zwei Leuchtscheiben, die einerseits die Speisung und andererseits das Unterspannungsetzen der Widerstände anzeigen.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung sind alle Heizkörper der Anlage untereinander durch Rohrleitungen verbunden, die einen Kreis bilden, der den Umlauf des Wassers zwischen den Heizkörpern ermöglicht. Dieser Kreis ist an ein Expansionsgefäß angeschlossen, das die freie Wärmedehnung des Wassers zuläßt. In diesem Fall können auch noch alle Heizkörper der Anlage Radiatoren sein, die mit einem oder mehreren elektrischen Heizelementen versehen sind. Die Anlage kann aber auch eine gewisse Anzahl von Heizkörpern enthalten, die nicht mit elektrischen Heizelementen versehen sind und die von

! beliebiger Bauart sein können. Sie können z.B. aus Radiatoren j einer Bauart bestehen, die den Radiatoren gleichwertig sind, die mit elektrischen Heizelementen oder gegebenenfalls Heiz- >

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elementen anderer Bauart versehen sind. Sie können auch aus anderen Heizkörpern bestehen, etwa Konvektoren, heizenden Sockeln oder Simsen, heizenden Platten usw.

Der Anschlußkreis für die Heizkörper kann gemäß dem einen oder anderen der bei der Heizwasserheizung verwendeten Systeme erfolgen. Diese verschiedenen Systeme mit einem oder zwei Rohren sind an sich bekannt und werden daher hier nicht beschrieben.

Bei dieser Art von Heizanlage nach der Erfindung erfolgt der Umlauf des Wassers im Kreis gegebenenfalls allein durch den Wärmeinhalt des Wassers (Thermosiphon).

Es ist jedoch in vielen Fällen von Vorteil, in den Kreis ein , Gerät einzuschalten, das den Wasserumlauf unterstützt. Dieses ' Gerät ist eine Pumpe oder ein Beschleuniger entsprechend seiner Druckhöhe, d.h. der Ladungszunähme, die er dem Fluidkanal ; zuführt. Die Pumpen und Beschleuniger sind Turbomaschinen, die '

allgemein bekannt sind und für gewöhnlich in der Heißwasser- \ heiztechnik verwendet werden und daher hier nicht beschrieben , werden müssen.

Außerhalb eines oder mehrerer mit elektrischen Heizelementen versehener Radiatoren kann die Anlage auch noch eine weitere an sich bekannte und in den Kreis eingeschaltete Wärmequelle enthalten. Die Wärmeleistung dieser Wärmequelle kann überdies so beschaffen sein, daß sie die Hauptwärmequelle der Anlage bil-

i det. Sie kann überdies auch kleiner als die oder gleich der Wärmeleistung der elektrischen Radiatoren der Anlage sein. Jedem Raum oder Gebäude einer Konstruktion und einer vorgegebenen Bestimmung entsprechen im allgemeinen eine oder mehrere speziell angepaßte Lösungen, die auf billigste Weise das gestellte thermische Komfortprogramm verwirklichen.

Die an sich bekannte Wärmequelle kann unabhängig von den mit elektrischen Heizelementen versehenen Radiatoren in Betrieb

gesetzt werden, was der Heizanlage offensichtlich eine große Anpassungsfähigkeit der Anwendung verleiht.

Die an sich bekannte Wärmequelle ist z.B. ein Heizwasserkessel, etwa ein Heizwasserkessel für Kohle, Heizöl, Gas oder ein elektrischer Heizwasserkessel. Sie kann ebenfalls aus einer Wärmepumpe oder einem Speicher für Sonnenwärme bestehen.

Bei der Heizanlage nach der Erfindung enthalten die mit elektric sehen Heizelementen versehenen Radiatoren vorzugsweise eine Reihe von identischen Radiatorabschnitten, die untereinander durch Gewindeabschnitte verbunden sind , wobei einer oder mehrere dieser Radiatorabschnitte mit einem elektrischen Heizelement versehen sind, deren Betrieb durch einen Thermostaten geregelt wird. Alle Abschnitte eines Radiators können gegebenen-! falls mit elektrischen Heizelementen versehen werden. In vielen j Fällen weist jedoch der Radiator einen oder mehrere mit Heizelementen versehene Abschnitte und einen oder mehrere Abschnitte j ohne Heizelement auf. Normalerweise werden die mit Heizelementen versehenen Abschnitte an einer Seite des Radiators gruppiert. In dem Fall, in dem der genannte Radiator Teil eines Heizkreises ist, sind die mit Heizelementen versehenen Abschnitte vorteilhaft an der stromauf gelegenen Seite angeordnet, d.h. an der Seite, durch die das Wasser in den Radiator eintritt.

Die Radiatorabschnitte nach der Erfindung enthalten wenigstens ein senkrechtes rohrförmiges Element, in dem ein elektrisches Heizelement eingebaut sein kann. Der Radiator ist mit einer Anschlußeinrichtung versehen, die seine Verbindung mit einem Expansionsgefäß ermöglicht. Wenn der Radiator Teil eines Heizkreises ist, erfolgt dieser Anschluß an das Expansionsgefäß über Rohrleitungen, die den Umlauf des Wassers zwischen den Heizkörpern ermöglichen, wobei diese Rohrleitungen einen durchlaufenden Kreis bilden, der an ein Expansionsgefäß angeschlossen ist. Wenn der Radiator nicht Teil eines Heizkreises ist, der durch Heizkörper gebildet wird, zwischen denen ein Wasserumlauf erfolgt, so ist er mit einer Anschlußeinrichtung versehen, die

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seine Verbindung mit einem Expansionsgefäß ermöglicht. In die- i sem Fall erfolgt dieser Anschluß vorzugsweise über eine Rohrleitung mit geringem Querschnitt. j

Gemäß einer Ausführungsvariante der Erfindung ist der Radiator j selbst mit einem Expansionsgefäß versehen. Hierfür ist es nicht unbedingt erforderlich, den Radiator mit einer Spezialausrü- j stung zu versehen, und es kann gegebenenfalls genügen, den ί Radiator unvollständig zu füllen. In diesem Fall dient die ;

kleine Lufttasche im Oberteil des Radiators als Expansionsgefäß.

Die Radiatoren nach der Erfindung können überdies mit weiteren an sich bekannten Vorrichtungen oder Zubehör versehen sein, etwa mit einem Ablaßhahn, Antikonvektionsklappe, Konvektions- ; Ventilator usw. '

Die Erfindung wird anhand der Zeichnung beschrieben. Darin zeigt:

Fig. 1 bis 5 schematische Ansichten von Radiatoren nach der Erfindung gemäß verschiedenen Ausführungsformen und Varianten;

Fig. 6 bis 8 eine schematische Darstellung der Heizanlagen, die in den Beispielen 1, 2 bzw. 3 beschrieben sind;

Fig. 9 eine Schrägansicht eines Teils eines Radiators nach der Erfindung, wobei diese Figur den Steuerkasten des Radiators, einen mit elektrischen Heizelementen versehenen Radiatorabschnitt (teilweise abgebaut gezeigt) und einen Radiatorabschnitt ohne Heizelement zeigt;

Fig.10 einen im Profil gesehenen teilweisen Schnitt eines mit elektrischen Heizelementen versehenen Radiatorabschnitts;

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Fig. 11 einen Schnitt entlang der Linie 11-11 von Fig. 10, !

wobei diese Figur ebenfalls von der Sei.te gesehen den j

an diesem Radiatorabschnitt befestigten Steuerkasten i des Radiators zeigt.

Wenn eine Heizanlage nach der Erfindung herkömmliche Radiatoren enthält (d.h. Radiatoren ohne elektrisches Heizelement), erfolgt ihre Verzweigung im Kreis normalerweise "diagonal" mit einer Ankunft des Wassers über das Oberteil des Radiators und einer Abfuhr über das Unterteil der gegenüberliegenden Seite.

Bei einem Heizkreis kann ein mit elektrischen Heizelementen versehener Radiator auf zwei Arten angeschlossen sein.

Wenn alle Abschnitte des Radiators mit elektrischen Heizelemen- \ ten versehen sind, wird der Radiator im Gegensatz zum herkönun- ·.

liehen Radiator, d.h. zum diagonalen Anschluß, angeschlossen J mit der Ankkunft des Wassers am unteren Teil und der Abfuhr des Wassers am oberen Teil der gegenüberliegenden Seite. Ein sol-, eher Radiator ist in Fig. 1 schematisch gezeigt. Der Radiator 1 wird durch eine Anordnung von sieben Abschnitten gebildet, von denen jeder mit einem Heizelement 2 versehen ist. Der Radiator enthält ebenfalls einen Wärmewächter 3 und einen Steuerkasten 4. Die Pfeile geben die Strömungsrichtung des Wassers im Radiator an. Es ist bemerkenswert, daß selbst bei Abwesenheit eines Zwangsumlaufs diese Strömung des Wassers durch eine Thermosiphonwirkung gewährleistet ist, die durch die Erhitzung des Wassers in Berührung mit den elektrischen Widerständen hervorgerufen wird. Der letzte Abschnitt des Radiators ist unten durch einen Stopfen 5 verschlossen.

Für den Anschluß eines Radiators, der Abschnitte mit elektrischen Widerständen und herkömmliche Abschnitte aufweist (Hybrid-j radiator), erfolgen die Ankunft und die Abfuhr des Wassers am unteren Teil des Radiators, jedoch einander gegenüberliegend, wobei die Ankunft des Wassers an der Seite der elektrischen Widerstände erfolgt. Derartige Radiatoren sind schematisch

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in Fig. 2 bis 4 gezeigt.

Der Radiator 6 (Fig. 2) wird durch die Anordnung von sieben Abschnitten gebildet, von denen lediglich zwei mit Heizelementen 2 versehen sind. Diese beiden Abschnitte sind an der Seite angeordnet, wo das Wasser in den Radiator eintritt, und sind im Unterteil voneinander durch eine volle Schraubverbindung getrennt, was das Wasser zwingt, über die elektrischen Heizelemente zu fließen. Auch hier (ganz wie in Fig. 3 bis 5) geben die Pfeile die Strömungsrichtung des Wassers im Radiator an. Der Radiator ist ebenfalls mit einem kleinen Ablaßhahn 8 versehen.

Wenn der Hybridradiator mit oder ohne Zwangsumlauf arbeiten

kann, ist es im allgemeinen zu bevorzugen, daß die mit elektri- ' sehen Widerständen versehenen Abschnitte im Unterteil voneinander durch eine drosselnde Schraubverbindung, anstatt durch j eine volle Schraubverbindung, voneinander getrennt sind. : Wenn die Umlaufpumpe arbeitet, erzeugt die drosselnde Schraub- ;

ι verbindung 9 des Radiators 10 (Fig. 3) einen ausreichenden j Druckabfall, damit das Wasser vorzugsweise auf die Widerstände geleitet wird, wobei ziemlich wenig Wasser durch die öffnung der Schraubverbindung mit Drosselung hindurchtritt. Wenn der j Radiator 10 arbeitet, während die Umlaufpumpe der Heizanlage i stillsteht (Fig. 4), entsteht ein hydraulischer Umlauf durch Thermosiphonwirkung zwischen den mit elektrischen Widerständen versehenen Abschnitten und den anderen Abschnitten.

Fig. 5 zeigt einen Radiator 11 nach der Erfindung, der nicht in einem Heizkreis angeschlossen ist. Dieser Radiator ist mit einem Anschluß 12 (Rohrleitung mit geringem Querschnitt) versehen, die seine Verbindung mit einem Expansionsgefäß ermöglicht. In einem solchen Radiator sind alle Abschnitte durch gewöhnliche (offene) Schraubverbindung miteinander verbunden. Die folgenden Beispiele beschreiben Ausführungsformen von Heizanlagen nach der Erfindung.

- γί -

Beispiel 1

Fig. 6 zeigt ein Schema einer Heizanlage für eine kleine Woh- j nung, die insgesamt eine Heizleistung von 4,8 kW benötigt, im j Wohnzimmer ist ein Radiator 13 mit vier Abschnitten eingebaut, I von denen zwei mit je einem elektrischen Widerstand 14 von ! 1,2 kW versehen sind. Die mit Widerständen versehenen Abschnitte sind im Unterteil durch eine eine Drosselung aufweisende j Schraubverbindung 15 (in Fig. 3 und 4 dargestellte Radiator- j

i bauart) voneinander getrennt.

Das Badezimmer ist mit einem kleinen Radiator 16 mit drei Abschnitten versehen, von denen je zwei mit einem elektrischen
Widerstand 14 von 1,2 kW versehen sind. Die mit den Widerständen versehenen Abschnitte sind dabei gegenüber dem dritten Abschnitt!

i im Unterteil durch eine volle Schraubverbindung 17 (von der. ' in Fig. 2 gezeigten Radiatorbauart) getrennt. Diese beiden '
elektrischen Radiatoren weisen jeweils einen Wärmewächter 18
und einen Steuerkasten 19 auf.

Im Schlafzimmer ist ein herkömmlicher Radiator 20 eingebaut

j wie auch in der Küche (Radiator 21). Jeder Heizkörper der Anlage' ist mit einem Ablaßhahn 22 versehen. Diese vier Heizkörper sind j untereinander in Reihe geschaltet in einem Kreis mit einer Rohr-! leitung, in die eine Umlaufpumpe 23 eingeschaltet ist. Dieser
Kreis ist an ein mit einem Sicherheitsventil 25 versehenes
Expansionsgefäß 24 angeschlossen. Die Radiatoren 20 und 21
sind abgezweigt an die Hauptrohrleitung angeschlossen, wobei
im Betrieb durch Venturihähne 26 und 27 geregelt werden kann.

Der Radiator 16 ist mit einer Antikonvektionsklappe 28 versehen

Verhalten der Anlage

a) Winter und starke Kälte

Die Gesamtheit der zur Verfügung stehenden Heizleistung ist
zur Sicherstellung der Heizung der Wohnung erforderlich. Die

ι :

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Umwälzeinrtchtung 23 arbeitet und verteilt die durch die elektrischen Widerstände 14 gegebene Heizleistung in den Radiatoren, ! deren Heizleistung über der Abgabeheizleistung der Radiatoren j liegt, in denen sie sich befinden. Der Überschuß wird in das Schlafzimmer und die küche verteilt. Wenn es im Badezimmer

ι während dessen unbenutzten Zustands zu heiß wird, kann die Anti-'

konvektionskläppe 28 geschlossen und eine nicht benutzte zu-

i sätzliche Heizleistung in weitere Radiatoren geleitet werden. i

Wenn das Badezimmer besetzt ist, genügt es, die Antikonvektionsklappe 28 wieder anzuheben, um die Umgebungstemperatur dieses Orts schnell ansteigen zu lassen.

Die durch die Radiatoren 13 und 16 des Wohnzimmers und des Badezimmers verteilte Heizleistung kann durch in jedem Radiator vorhandene Regelthermostaten geregelt werden.

Wenn nicht die gesamte Heizleistung benötigt wird, genügt es, den Thermostaten des Radiators 13 beispielsweise des Wohnzimmers niedriger einzustellen, um die in der gesamten Wohnung verteilte Heizleistung zu vermindern. Dasselbe geschieht bei Betätigung des Thermostaten des Radiators 16 des Badezimmers oder sogar bei gleichzeitiger Betätigung der Thermostaten.

Die leistungsfähigen Radiatoren wurden im Wohnzimmer und im Badezimmer eingebaut. Diese beiden Zimmer werden als diejenigen betrachtet, die am häufigsten das Heizen benötigen.

b) Zwischensaison

Wie oben angegeben, kann die Heizleistung durch die Thermostaten der Widerstände aufweisenden Radiatoren geregelt werden. Selbstverständlich kann aber einer der beiden Radiatoren vollständig abgeschaltet werden.

Dies hat einen Vorteil:

Tagsüber kann z.B. der Radiator 13 des Wohnzimmers betrieben

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werden. Bei gegebener Richtung des Fluids begünstigt diese Situation das Heizen des Wohnzimmers und der Küche. Diese Zimmer sind während des Tages besetzt. Gleichzeitig wird entsprechend der Regelung des Thermostaten im Schlafzimmer und im Badezimmer ein geeignetes Temperaturniveau aufrechterhalten. Während der Nacht und des Abends kann der Radiator 16 des Bade- ; zimmers in Betrieb genommen werden. Dies begünstigt das Heizen j des Badezimmers, des Schlafzimmers und folglich des Wohnzimmers.;

Auf diese Weise ist ein Tag-/Nacht-Betrieb durchaus möglich.

c) Sommer

Die Umlaufpumpe 23 wird abgeschaltet und der Radiator 13 des Wohnzimmers kann unabhängig für die kühleren Abende verwendet werden.

Das Badezimmer kann ebenfalls unabhängig geheizt werden, wenn es besetzt ist, wobei der Steuerkasten des Radiators einen Zeitgeber enthalten kann, der das schnelle Heizen dieses Zimmers allein während der Dauer seiner Benutzung sicherstellt.

Beispiel 2

Fig. 7 zeigt in sehr schematischer Weise eine Heizanlage mit herkömmlichen Heizkörpern, mit elektrische Widerstände aufweisenden Radiatoren und ebenfalls mit einer weiteren Wärmequelle, etwa einem Heizwasserkessel. Zur Vereinfachung der schematischen Darstellung sind nur vier Heizkörper gezeigt, von denen zwei elektrische Widerstände aufweisen. Selbstverständlich kann die Anlage so gebaut sein, daß sie eine größere Anzahl von Heizkörpern enthält.

Die Anlage ist für ein kleines Wohnhaus ausgelegt, das bei einer) Außentemperatur von -1O°C eine Heizleistung von 40 kW benötigt. Der Heizkreis enthält eine bestimmte Anzahl von herkömmlichen Radiatoren, etwa 29 bis 30, und ebenfalls einige Radiatoren mit elektrischen Widerständen, etwa 31 und 32, wobei diese

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letzteren in den Hauptzimmern, dem Badezimmer usw., angebracht \ sind. Die Anlage enthält einen herkömmlichen Heizwasserkessel j 33 mit einer Heizleistung von 32 kW. Dieser Heizwasserkessel ■ kann gegebenenfalls durch ein Ventil 36 und ein Rückschlag- , ventil 37 über eine Abzweigung an den Hydraulikkreis angeschlossen werden. Eine Heizleistungsergänzung von 8 kW kann durch ■ die elektrischen Widerstände, etwa 34 und 35, der Radiatoren, j

etwa 31 und 32, geliefert werden. j

Verhalten der Anlage

Die Heizleistung des Heizwasserkessels 33 wurde unterhalb
der gesamten Heizleistung gewählt, die zum Heizen der Wohnung
erforderlich ist. Der Vorteil der Wahl eines solchen Heizwasserkessels beruht insbesondere darin, daß er während einer weitaus
längeren Zeitdauer des Jahres mit seiner Nennleistung arbeitet,
d.h. mit seinem besten Wirkungsgrad. Es kann geschätzt werden, ! daß während 95% des Jahres eine Heizleistung von 32 kW ausreicht. Wenn durch eine größere Kälte ein Energiezuwachs be- J nötigt wird, könnte der Heizleistung des Heizwasserkessels ! die in den Radiatoren, etwa 31 und 32, entwickelte Heizleistung ; hinzugefügt werden.

In einem Zimmer, etwa dem Badezimmer, könnte der elektrische
Radiator in jedem Augenblick die Zusatzwärme liefern, die den
benötigten Komfort gibt.

Unter Beibehaltung des Betriebs der Umlaufpumpe 23 kann der j

Heizwasserkessel abgestellt und unter öffnen des Ventils 36 j

über eine Abzv/eigung an den Hydraulikkreis angeschlossen wer- !

den. Das Rückschlagventil 37 verhindert, daß das Wasser weiter i

durch den Heizwasserkessel hindurchtritt. In diesem Fall ist !

die Anlage mit der im Beispiel 1 beschriebenen vergleichbar. !

Ein derartiger Betrieb der Anlage ist als Sicherheitsheizung !

(im Fall eines Ausfalls des Heizwasserkessels 33) oder als
Heizung für die wärmere Jahreszeit vorgesehen. Die Regelung
der Heizung kann wie beim Beispiel 1 beschrieben erfolgen.

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Im Sommer können der Heizwasserkessel und die Omliiufpulhpe abgestellt werden.

In einem Zimmer wie dem Wohnzimmer kann der elektrische Radiator unabhängig für die kühleren Abende verwendet werden. Im Badezimmer kann der elektrische Radiator nach Wunsch schnell j den Wärmezuwachs liefern, der den erforderlichen Komfort gibt.

Beispiel 3

Fig. 8 zeigt ein Schema einer Heizanlage mit den in verschiedenen Räumen eingebauten Radiatoren 38, 39 und 40. Diese Radiatoren (der in Fig. 5 gezeigten Bauart) arbeiten voneinander unabhängig. Sie sind über eine Rohrleitung 41 mit geringem Querschnitt an ein mit einem Sicherheitsventil 43 versehenen Expansionsgefäß 4 2 angeschlossen. Die Temperatur der Räume kann durch den Thermostaten gesondert geregelt werden, mit dem die Radiatoren versehen sind.

Die geringe thermische Trägheit des Wassers ermöglicht ein schnelles Heizen und eine sehr genaue Regelung. Dies stellt einen unbestreitbaren Vorteil gegenüber den elektrischen Radiatoren mit Ölbad dar.

Der Vorteil gegenüber dem elektrischen Konvektor mit unmittelbarer Heizung ist dadurch bedingt, daß die Luft über eine Wand mit 80⁰C oder je nach der Regelung weniger streicht. So verbrennt der Staub nicht und verschmutzt daher weder die Decken noch gibt er einen unangenehmen Eindruck von Trockenheit.

Überdies wird ein verhältnismäßig großer Teil der Wärme durch Strahlung abgegeben, was den Komforteindruck begünstigt.

Zusammengefaßt vereinigt diese Heizart die Vorteile der Einzelzimmerheizung, den Komfort der Zentralheizung und die Schnelligkeit des Erhitzens des Konvektors.

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Fig. 9 ist eine Schrägansicht eines Teils eines Radiators nach der Erfindung. Diese Figur zeigt den Steuerkasten 44 des Radiators, einen mit Heizelementen 46 und 47 versehenen Radiatorabschnitt 45 und einen Radiatorabschnitt 48 ohne Heizelement. In Fig. 9 ist der Radiatorabschnitt mit einem Stopfen 49 dargestellt. Ein derartiger Stopfen ist offensichtlich nicht vorhanden, wenn der Radiator im Kreis einer Heizanlage angeschlossen ist. Der Radiatorabschnitt 45 ist teilweise zerlegt dargestellt, was eine Darstellung des Einbaus der Heizelemente ermöglicht. Die Art und Weise, in der diese Heizelemente in den Radiatorabschnitt eingebaut sind, ist jedoch in Fig. 10 besser gezeigt, die im Teilschnitt und im Profil gesehen den Radiatorabschnitt 45 zeigt, der mit seinen elektrischen Heizelementen versehen ist. Fig. 11 ist ein Schnitt entlang der Linie 11-11 von Fig. 10 und zeigt ebenfalls in Seitenansicht den am Radiatorabschnitt 45 befestigten Steuerkasten 44 des ' Radiators.

Jeder Radiatorabschnitt, der vorteilhaft aus Gußaluminium hergestellt ist, ist durch ein abgeflachtes rohrförmiges Element 50 gebildet, das mit Anschlußteilen 51 und 52 versehen ist, die mit Hilfe von Schraubverbindungen einen Zusammenbau der benachbarten Radiatorabschnitte ermöglichen. Das rohrförmige Element 50 trägt seitlich Rippen 53. Die Rippen 54 und 55 stellen Platten dar, die die Vorderseiten bzw. Hinterseiten des Radiatorabschnitts bilden.

Der Radiatorabschnitt 45 ist an seinem Unterteil mit einer öffnung 56 versehen, durch die die elektrischen Widerstände eingeführt werden.

Diese öffnung 56 kann durch ein Teil 57 geschlossen werden, an dem die elektrischen Heizelemente 46 und 4 7 durch Klemmverbindung befestigt sind. Diese Heizelemente bestehen aus ζ v/ei abgekapselten U-förmigen Widerständen, die durch eine Verbindungsplatte 58 in Reihe geschaltet sind. Eine Stange 59, deren

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nfer^c«.rdn

unteres Ende mit Gewinde versehen ist, ist mit eil Platte 60 verbunden, die mit vier Löchern versehen ist, an denen die Heizelemente 46 und 47 verschiebbar sind. Diese Stange 59 tritt durch, ein Loch, das durch ein Verankerungsteil 61 gebohrt ist, das sich an der Unterseite der Anschlußrohre -51 des Radiatorabschnitts abstützt, und tritt ebenfalls durch ein Loch, das im Verschlußteil 57 gebohrt ist, das die Heizelemente trägt. Eine auf die Gewindestange 59 geschraubte Mutter 59*

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ORIGINAL INSPECTED

gewährleistet die Befestigung der Heizelemente im Radiatorab- '

schnitt und ermöglicht die Anlage des Verschlußteils 57 gegenüber diesem unter Verschluß der öffnung 56, wobei die Abdichtung dieses Verschlusses durch eine weiche Dichtung 52 erfolgt.

Ein elektrisches Kabel mit drei Leitern, das an Klemmen 63 und

64 und an einen mit dem Teil 57 verbundenen Masseanschluß 65 ;

angeschlossen ist, verbindet den Steuerkasten 44, von dem aus '

der Netzanschluß erfolgt, mit einer Erdung. |

Ein kleiner Deckel 66 aus Isoliermaterial umschließt die Klem- ; men der elektrischen Heizelemente. ί

Der Steuerkasten 4 4 enthält einen Unterbrecher 67 mit einer Versorgungsanzeige 68, einen Thermostaten 69 mit Temperaturwächter, einen Regelknopf 70 und eine Spannungsanzeige 71.

Claims (11)

1. Patentansprüche

   (l.jHeizanlage mit Heizkörpern, die als Transportfluid für Wärme Wasser enthalten, dadurch gekennzeichnet, daß ein oder mehrere Heizkörper aus Radiatoren ! bestehen, die mit wenigstens einem mit dem Wasser in Berührung stehenden elektrischen Heizelement versehen sind.
2. 2. Heizanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß > alle Heizkörper aus Radiatoren bestehen, die mit wenigstens einem mit dem Wasser in Berührung stehenden elektrischen Heizelement versehen sind, wobei die Radiatoren über Rohrleitungen an ein Expansionsgefäß angeschlossen sind, das eine freie Wärmedehnung des Wassers zuläßt.
3. 3. Heizanlage nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizkörper in an sich bekannter Weise untereinander durch Rohrleitungen verbunden sind, die einen durchlaufenden Kreis bilden, der einen Umlauf des Wassers zwischen den Heizkörpern ermöglicht, wobei der Kreis an ein Expansionsgefäß angeschlossen ist, das eine freie Wärmedehnung des Wassers zuläßt.
4. 4. Heizanlage nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß in den Kreis eine Pumpe eingeschaltet ist,.die den Umlauf des Wassers im Kreis beschleunigen kann.
5. 5. Heizanlage nach Anspruch 3 oder 4, gekennzeichnet durch eine in den Kreis eingeschaltete an sich bekannte Wärmequelle.
6. 6. Heizanlage nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmequelle ein Heizwasserkessel ist.
7. 7. Heizanlage nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß

   die Wärmequelle eine Wärmepumpe ist.

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   ORIGINAL INSPECTED
8. 8. Heizanlage nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die '

   Wärmequelle ein Speicher für Sonnenwärme ist. i
9. 9. Heizanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Radiatoren aus einer Reihe von identi- ' sehen Radiatorabschnitten bestehen, die untereinander durch Schraubverbindungen verbunden sind, wobei ein oder mehrere Radiatorabschnitte mit einem elektrischen Heizelement ver- ' sehen sind, dessen Betrieb durch einen Thermostaten geregelt wird.
10. 10. Heizradiator mit Wasser als Transportfluid für Wärme, bestehend aus einer Reihe von identischen Radiatorabschnitten, die untereinander durch Schraubverbindungen verbunden sind, wobei jeder Radiatorabschnitt wenigstens ein senkrechtes

    rohrförmiges Element aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein elektrisches Heizelement, dessen Betrieb durch einen Thermostaten geregelt wird, in wenigstens einem Radiatorabschnitt eingebaut ist, j wobei der Heizradiator mit einer Anschlußeinrichtung versehen ist, die eine Verbindung des Heizradiators mit einem Expansionsgefäß herstellt, das eine freie Wärmedehnung des Wassers zuläßt.
11. 11. Heizradiator mit Wasser als Transportfluid für Wärme, bestehend aus einer Reihe von identischen Radiatorabschnitten, die untereinander durch Schraubverbindungen verbunden sind, wobei jeder Radiatorabschnitt wenigstens ein senkrechtes rohrförmiges Element aufweist, dadurch gekennzeichnet , daß wenigstens ein elektrisches Heizelement, dessen Betrieb durch einen Thermostaten geregelt wird, in wenigstens einen Radiatorabschnitt eingebaut ist, wobei der Heizradiator auch mit einem Expansionsgefäß versehen ist, das eine freie Wärmedehnung des Wassers zuläßt.

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