DE2909748A1

DE2909748A1 - Heizkoerper

Info

Publication number: DE2909748A1
Application number: DE19792909748
Authority: DE
Inventors: Hans Zeidler
Original assignee: ZEIDLER SOEHNE FA
Current assignee: ZEIDLER SOEHNE FA
Priority date: 1979-03-13
Filing date: 1979-03-13
Publication date: 1980-09-18

Description

Beschreibung

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Heizkörper nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Bei der Ausnutzung von Solarenergie oder von durch eine sogenannte Wärmepumpe nutzbar gemachter Wärmeenergie für Warmwasserheizungsanlagen ist es notwendig, derartige Heizungsanlagen im Niedertemperaturbereich, d.h. bei etwa 50⁰C Vorlauftemperatur ausschließlich oder wahlweise betreiben zu können. Bei dieser niedrigen Vorlauftemperatur muß man jedoch die verwendeten Heizkörper von den üblichen Heizkörpers abweichend konstruieren, da der Wärmeübergang zwischen den im Heizsystem strömenden Warmwasser und der Umgebungsluft praktisch nur noch durch Konvektion und nicht auch durch Strahlung erfolgt. Um auch bei einer derart niedrigen Vorlauftemperatur noch einen annehmbaren Wärmeübergang zu erhalten, verwendet man deshalb große Heizkörperblocks, so daß auf diese Weise eine ausreichend große Oberfläche für die Wärmeabgabe mittels Konvektion erreicht wird. Derartige Heizkörperblocks sind aber nicht nur optisch störend, sondern auch sehr teuer und machen darüber hinaus eine Vergrößerung des umlaufenden Wasservolumens notwendig. Außerdem hat sich herausgestellt, daß derartige Heizkörperblocks trotz des erheblichen Konstruktionsaufwandes erst bei etwa 60 C befriedigend betrieben werden können.

Man hat deshalb Heizkörper der eingangs genannten Art konstruiert, die man als Gebläsekonvektoren bezeichnet und bei denen unter dem Wärmetauscher- bzw. Heizkörperelement ein Gebläse angeordnet ist, das Luft von unterhalb ansaugt und über die Wärmetauscherflächen bläst, um so eine aktive Konvektion zu erreichen. Bei den bekannten Gebläsekonvektoren ist das Gebläse mit einem Elektromotor betrieben. 0300 3 8/0362

Auch diese Heizkörper sind insbesondere wegen des Elektromotors relativ teuer in der Anschaffung, Außerdem ist es notwendig, an jeden Platz, an dem ein derartiger Heizkörper vorgesehen ist, eine elektrische Zuleitung, bspw. in Form einer Steckdose zu legen, um das Gebläse betreiben zu können. Auch dies ist sehr aufwendig und kostspielig. Dies gilt insbesonders auch für die Modernisierung von Altbauten, in denen zur Einsparung von Heizenergie eine Wärmepumpe verwendet wird, die die Beheizung der Räume in der Übergangszeit vornehmen soll. Ein weiterer Nachteil dieser Gebläsekonvektoren besteht in der relativ umständlichen und aufwendigen Regelung der Heizkörper, die dort durch die Drehzahlregulierung des Gebläsemotors erfolgt.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Heizkörper der eingangs genannten Art zu schaffen, der kostengünstiger hergestellt und installiert werden kann.

Diese Aufgabe wird bei einem Heizkörper der eingangs genannten Art durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.

Beim erfindungsgemäßen Heizkörper wird also das Gebläse durch das strömende Heizmedium angetrieben, was eine Verbilligung bei der Herstellung des Antriebs bedeutet. Außerdem sind die Kosten für die Installation derartiger Heizkörper herabgesetzt, da es nicht mehr notwendig ist, elektrische Anschlüsse für den Betrieb des Gebläses vorzusehen. Der gewählte Antrieb benötigt außerdem praktisch keine Wartung. Der Heizkörper gemäß vorliegender Erfindung kann deshalb auch bevorzugt bei der Altbausanierung bzw. -modernisierung eingesetzt werden, wenn dort die Heizungsanlage zusätzlich mit Solarenergie oder mittels einer Wärmepumpe, die der Umgebungsluft, dem Boden oder dgl. Wärme entzieht, betrieben werden soll.

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Der Antrieb wird zweckmäßigerweise in bzw. an einem Rohrstück aus unmagnetischem Material angeordnet, das mittels seiner Anschlußflansche in entsprechender Weise in die Vorlaufleitung bspw. unterhalb des Heizkörperelementes eingebaut werden kann. Das Lüfterrad, das koaxial die Vorlaufleitung umschließt, ist zweckmäßigerweise in zwei Halbschalen geteilt, was nicht nur eine einfache Montage gewährleistet, sondern auch ermöglicht, daß das Gebläse entsprechend der Strömungsrichtung des Warmwassers eingebaut werden kann, ohne daß ein anderes Lüfterrad erforderlich ist. Werden nämlich die Halbschalen entsprechend gewendet, so sind sie entsprechend für den Links- oder Rechtslauf des Antriebes geeignet.

Weitere Einzelheiten und Ausgestaltungen der Erfindung sind der folgenden Beschreibung zu entnehmen, in der die Erfindung anhand des in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles näher beschrieben und erläutert wird. Es zeigen:

Fig. 1 eine Seitenansicht eines Heizkörpers gemäß einem Ausführungsbeispiel vorliegender Erfindung und Fig. 2 einen Schnitt längs der Linie II-II der Fig. 1.

Entsprechend Fig. 1 besteht der Heizkörper 11 gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel vorliegender Erfindung aus einem üblicherweise verwendeten Wärmetauscher bzw. Heizkörperelement 12, bspw. in Form eines Konvektors, der über eine Rohrleitung 13 und einem thermostatischen Ventil 14 an die Vorlaufleitung des Heizungssystems angeschlossen ist, und aus einem unterhalb des Wärmetauschers 12 angeordneten Gebläse 16, das beim Ausführungsbeispiel als Tangentialgebläse ausgebildet ist, also gemäß Pfeil A die Luft von unten ansaugt und nach oben über bzw. zwischen die Wärmetauscherflächen leitet.

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Der Heizkörper 11 kann von einer Verkleidung 17 umgeben sein, die ein Einlassgitter 18 in Form eines Vorfilters unterhalb des Gebläses 16 und ein Auslassgitter 19 oberhalb des Wärmetauschers 12 besitzt.

Das Gebläse 16 besitzt ein Tangentiallüfterrad 21, das über eine magnetische Kupplung 25 von einem in einem Rohrstück 22 angeordneten Strömungsantrieb 23 rotierend angetrieben wird. Die Antriebsvorrichtung 23 besitzt ein mit bspw. vier über den Umfang verteilten angeordneten Schaufeln 24 versehene Welle 26, die innerhalb des Rohrstückes 22 koaxial leicht drehbar gehalten ist. Zur Lagerung der Welle 2 6 dient bspw. ein über mehrere radiale Arme 27 abgestütztes zentrisches Lager 30. Die Schaufeln 24 sind in bei Strömungsantrieben an sich bekannter Weise derart geformt und angeordnet, daß sich ein in Richtung Pfeil B axial anströmbares Laufrad 20 ergibt. Die Schaufeln 24 sind aus einem unmagnetischen Werkstoff, bspw. Aluminium oder Kunststoff, geformt, wobei Permanentmagnetelemente 2 8 eingegossen sind. Diese Elemente 28 erstrecken sich in radialer Richtung des Laufrades 20 von innen nach außen vorzugsweise über die ganze radiale Erstreckung der Schaufeln 24, besitzen jedoch im Verhältnis zur Gesamtlänge der Schaufeln 24 eine relativ kleine Breite. Dabei sind beim Ausführungsbeispiel die Elemente der jeweils diametral gegenüberliegenden Schaufeln 24 in axialer Richtung auf gleicher Höhe, jedoch gegenüber den 90 dazu versetzten Schaufeln 24 um eine Elementenbreite versetzt.

Um den Außenumfang des Rohrstückes 22 herum sind entsprechend den inneren Permanentmagnetelementen 28 äußere Permanentmagnetelemente 29 entgegengesetzter Polarität drehbar gelagert und derart angeordnet, daß die zugeordneten inneren und äußeren Elemente 28 und 29 jeweils in

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radialer Richtung auf einer Linie liegen. Sowohl zwischen den inneren Elementen 28 und dem aus unmagnetischem Material bestehenden Rohrstück 22 als auch zwischen diesem und den äußeren Elementen 29 besteht ein kleiner Luftspalt. Die Stärke der Permanentmagnetelemente 28 und 29 ist derart, daß stets eine starre magnetische Kopplung bzw. Kupplung zwischen diesen beiden Elementengruppen besteht, die auch durch Anfahrmomente oder Reibungswiderstände am angetriebenen oder mitgenommenen Teil nicht gelöst wird. Die äußeren Permanentmagnetelemente 29 sind seitlich an einem schwingungsgedämpften Ring 31 befestigt, der sich über ein radiales Kugellager 32 drehbar am Umfang des Rohrstücks 2 2 abstützt. Am Außenumfang 3 3 des Ringes 31 ist das Lüfterrad 21 befestigbar. Das Lüfterrad 21 ist in zwei Halbschalen 34 geteilt, die auf diese Weise sowohl mit ihrem in Fig. 2 linken als auch mit ihren in Fig. 2 rechten Ende am Ring 31 befestigbar sind. Auf diese Weise kann das Lüfterrad 21, das im montierten Zustand die Rohrleitung koaxial umgibt, auch nach der Montage des Rohrstücks 2 2 mit dem Antrieb 23 verbunden werden und es kann vor allem auch entsprechend der Anströmrichtung des Heizungswassers und damit der Einbaulage des Rohrstücks 2 mit dem Antrieb 2 3 bzw. entsprechend der Drehrichtung des Antriebs 23 angesetzt bzw. eingebaut werden.Die beiden auswechselbar gehaltenen Halbschalen 3¹* brauchen dazu nur gewendet und gemäß Fig. 1 um 180 gedreht, also auf die andere Seite gesetzt werden.

Das bspw. aus Aluminium oder Kunststoff hergestellte Rohrstück 22 besitzt einen gegenüber dem Durchmesser der Rohrleitung 13 erheblich vergrößerten Durchmesser, da es den Antrieb 23 aufnehmen können muß. An den Enden des Rohrstücks 2 2 ist deshalb eine Erweiterung 36 bzw. Verjüngung 37 zur Anpassung an den Durchmesser der Rohrleitung 13 vorgesehen, wobei bspw. die Erweiterung 36

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aufschraubbar ausgebildet und die Verjüngung 3 7 an das Rohrstück 2 2 angeformt sein kann. Die Durchströmquerschnitte von Rohrleitung 13 und Rohrstück 22 mit Antrieb 23 sind, um die Strömung möglichst gleichmäßig zu halten, aneinander angepasst. Die Drehzahl des Lüfterrades 21 hängt von der Strömungsgeschwindigkeit des durch die Rohrleitung 13 strömenden Heizungs-Warmwassers ab. Diese Drehzahl wird im wesentlichen in Form einer 2-Punkt-Regelung durch das thermostatische Heizkörperventil 14 gesteuert, also abhängig davon, ob dieses bei zu geringer Temperatur öffnet oder bei zu hoher Temperatur schließt;d.h. bei geschlossenem Ventil 14 steht das Gebläse 16 still, während es sich bei geöffnetem Ventil mit maximaler Geschwindigkeit dreht, da dann durch Konvektion vom Heizkörperelement 12 mittels der vorbeiströmenden Luft Wärme abgeführt werden soll.

Wie aus dem Zusammenhang der Fig. 1 und 2 ersichtlich ist, wird die Rohrleitung 13 unterhalb des Heizkörpers 11 und über dessen gesamte Länge geführt, wobei das Rohrstück 22 vorzugsweise unterhalb des einen Endes des Heizkörperelementes 12 angeordnet ist, wobei sich das Lüfterrad 21 über die gesamte oder eine wesentliche Länge des Wärmetauschers 12 erstreckt. Aus Stabilitätsgründen kann es zweckmäßig sein, über die Länge der Rohrleitung 13 bzw. des Wärmetauschers 12 mehrere Gebläse 16 hintereinander anzuordnen.

Gemäß der strichpunktierten Linie in Fig. 2 ist es außerdem möglich, die mit einem oder mehreren Gebläsen 16 versehene Rohrleitung 13 mit einem der oder die Gebläseantriebe 23 bzw. die Rohrstücke 22 umgehenden absperrbaren Bypass 38 zu versehen, so daß der erfindungsgemäße Heizkörper 11 dann ohne das oder die Gebläse 16 betrieben

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werden kann, und zwar dann, wenn mit einer hohen Vorlauftemperatur von z.B. 70 und mehr bei Aufheizung des Wassers beispielsweise mittels öl oder Kohle die Anlage betrieben wird.

- Ende der Beschreibung -

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L e e r s e i t e

Claims

PATENTANWÄLTE

SCHICKSTR. 2, D - 7OOO STUTTGART 1

UWE DREISS
Dr jur Dipl Ing . M Sc
JÖRN FLlHL ENDORF
Dipl. Iny Mein Zeichen
My Ref Datum
Date "Ί
UREISS S. FUHLENDORF SCHICKSTR 2. D - 70OO STUTTC3ART 1 ZD-1591 9.3. Anmelder: Fa. Zeidler Söhne Innsbruckerstr. 32 7100 Heilbronn ι Amtl Akt Z Ihr Zeichen
OK Ser. No Your Ref.

TF (0711) 24 57

TG UDEPAT

TX 7- 22247 udpa d

Titel; Heizkörper

Pat sntansprüche

-' 1. j Heizkörper für im Niedertemperaturbereich arbeitende ^-^ Heizungsanlagen mit mindestens einem vorzugsweise unterhalb des Wärmetauscherelementes angeordneten Gebläse, dadurch gekennzeichnet, daß der Antrieb (23) des Gebläses (16) durch ein im strömenden Heizungsmedium angeordnetes Laufrad (20) gebildet ist, das mit dem LUfterrad (21) des Gebläses (16) über eine Magnetkupplung (25) drehfest verbunden ist.

2. Heizkörper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das angetriebene Laufrad ein Axiallaufrad (20) ist, dessen aus einem unmagnetischen Material bestehende Schaufeln (2H) zumindest außenumfangsseitig mit Permanentmagnetelementen (28) bestückt sind.

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Dresdner Bank Stuttgart 1919 854 (BLZ 600 3OO 00). Postscheckkonto Stuttgart 507 71-705

ORIGINAL WSPECTED
3. Heizkörper nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daft die Schaufeln (24) des Axiallaufrades (20) aus Kunststoff hergestellt und die Permanentmagnetelemente (28) in die Schaufeln (24) eingegossen sind.
4. Heizkörper nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet» daß die Permanentmagnetelemente (28) an den einzelnen Schaufeln (24) in axialer Richtung gegeneinander versetzt angeordnet sind.
5. Heizkörper nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Axiallaufrad (20) in einem Rohrstück (22) aus unmagnetischen Material koaxial und leicht drehbar gehalten ist.
6. Heizkörper nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohrstück (22) von den Permanentmagnetelementen (28) des Axiallaufrades (20) zugeordneten, gegenpoligen Permanentmagnetelementen (29) umgeben ist, die zusammen die magnetische Kupplung (25) bilden.
7. Heizkörper nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die äußeren Permanentmagnetelemente (29) an einem Ring (31) befestigt sind, der auf dem Rohrstück (22) mittels eines Wälzlagers (32) drehbar gehalten ist und an dem das Tangentiallaufrad (20) des Lüfters (16) befestigt ist.
8. Heizkörper!nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Tangentiallaufrad (20) aus zwei Halbschalen (34) besteht, die am Ring (31) auswechselbar befestigt sind.
9. Heizkörper nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Tangentiallaufrad (20) beidendig am Ring (31) befestigbar ist,

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10. Heizkörper nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Axiallaufrad (20) und/oder das Rohrstück (22) auswechselbar sind bzw. ist.
11. Heizkörper nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizmedium-Zuleitung (U) unterhalb und über die Länge des Heizkörperelementes (12) verläuft und daß in die Zuleitung (13) mehrere Gebläseantriebe (23) in Strömungsrichtung des Heizmediums hintereinander angeordnet eingebaut sind.
12. Heizkörper nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehzahlregulierung des oder der Gebläseantriebe (23) mittels eines in die Heizkörperzuleitung (13) eingebautes thermostatisch.es Heizkörperventils (14) erfolgt.
13. Heizkörper nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuleitung (13) im Bereich des oder der Gebläseantriebe (23) mit einer absperrbaren Bypass (38) versehen ist.

- Ende der Ansprüche -

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