DE3917278C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft Plattenheizkörper aus Stahlblech aus zusammengesetzten symmetrischen Halbschalen und daran befestigte Konvektoren sowie ein Verfahren zur Herstellung dieser Plattenheizkörper mit Konvektoren. Derartige Plattenheizkörper werden zur Verbesserung des Wärmeüberganges mit Konvektoren versehen, wobei mit dieser Maßnahme die auf die Fläche des Heizkörpers bezogene Heizleistung erhöht werden soll.

Die Konvektoren bestehen üblicherweise aus Blechen, mit geringer Wandstärke, die wellenartig verformt sind oder ein Rippenprofil aufweisen. Diese Formgebung ist dabei so gewählt, daß die Teilung der Konvektorprofile, also der Abstand zwischen zwei "Wellenbergen" oder "Rippenbergen", der Teilung der senkrechten Wasserkanäle oder Sicken, also dem Abstand zwischen zwei benachbarten Wasserkanälen oder Sicken, der Heizplatten entspricht und somit die Wellenberge der Konvektoren mit den Oberflächen der Wasserkanäle oder mit den Sicken der Heizplatten verschweißt werden können. Dadurch entstehen einerseits zwischen Heizplatte und Konvektor senkrecht verlaufende Kamine, andererseits auf der der Heizplatte abgewandten Seite des Konvektors Rinnen. Kamine und Rinnen werden von Raumluft durchströmt, die dabei erwärmt wird.

Die in der Praxis eingesetzten Konvektoren sind bezüglich der Abmessungen (Materialeinsatz) und der Heizleistung optimiert. Dabei ist bei gegebener Temperaturdifferenz zwischen Raumluft und Heizplatte die in Kanälen und Rinnen des Konvektors durchgesetzte Menge an Raumluft im wesentlichen durch die Abmessungen der Kanäle und Rinnen (Querschnitt und Länge) bestimmt. Da nun einerseits die Wärmeübertragung mit zunehmender Erwärmung der Raumluft beim Aufsteigen in den Kanälen und Rinnen wegen abnehmender Temperaturdifferenz zwischen erwärmter Raumluft und Heizplatte/Konvektor abnimmt bis schließlich bei vollständiger Angleichung von Heizplattentemperatur und Temperatur der im Konvektorbereich aufsteigenden Luft keine Wärme mehr übertragen wird und andererseits die durchgesetzte Menge durch Vergrößerung der Konvektorabmessungen nicht beliebig gesteigert werden kann, kommt es insbesondere bei hohen Plattenheizkörpern und herkömmlichen Konvektoren nicht zu der unter optimalen Bedingungen möglichen Leistungssteigerung des Plattenheizkörpers durch den Konvektor. Das zeigt sich besonders, in einem zur Leistung des Plattenheizkörpers in einem ungünstigen Verhältnis stehenden hohen Materialeinsatz für den Konvektor.

Es wurde daher schon vorgeschlagen, die die Kaminwände bildenden Flächen von Konvektoren einzuschneiden und zwischen den Einschnitten so zu verformen, daß zusätzliche Luftaustauschöffnungen entstehen.

Die bekannten Luftöffnungen sind jedoch für einen wirksamen Austausch zu klein (DE-GM 71 08 595 und DE-GM 71 25 678) oder sie bestehen aus Kaminen, die mit Abstand voneinander eingeschnitten und zum Teil in den Kamin hinein geformt sind oder verhältnismäßig unregelmäßig versetzt parallelogrammförmig verbogen sind (DE-PS 32 27 146).

Bei zwei- und mehrlagigen Plattenkörpern mit mehreren Konvektoren ergeben sich außerdem Leistungseinbußen dadurch, daß die an jeder Platte angebrachten Konvektoren der bekannten Bauart wegen der nicht frei wählbaren Bautiefe des mehrlagigen Heizkörpers in einem für den günstigen Wärmeübergang zu geringen Abstand beieinander liegen. Eine Versetzung der Plattenheizkörper oder Konvektoren derart, daß die Rinnen des einen Konvektors den Kaminen des anderen Konvektors gegenüberliegen, wie in DE-OS 36 24 394 vorgeschlagen, ermöglicht zwar ein ineinander Eintauchen der mit den Heizplatten verbundenen Konvektoren und damit eine Verkleinerung der Bautiefe, bringt aber nur einen begrenzten Vorteil bei der Steigerung der Heizleistung, da bei zu geringem Abstand die beiden Konvektoren im wesentlichen nur wie ein einzelner Konvektor wirken.

Auch die in der DE-OS 36 24 394 weiter vorgeschlagene Lösung, daß sich das an der nicht wandseitig gelegenen Heizplatte vorgesehene Konvektorteil über die Mitte des Zwischenraumes zwischen den Heizplatten hinweg in Richtung auf die wandseitig liegende Heizplatte erstreckt, bringt hierfür keine Abhilfe und außerdem material- und fertigungsbedingte Nachteile, wie unterschiedliche Konvektorformen und Auflagestellen der Konvektoren auf und zwischen den Kanälen der Heizplatten.

Aufgabe der Erfindung war es daher, bei vermindertem Materialeinsatz für die Konvektoren und einfacher Produktion gegenüber herkömmlichen Konvektoren eine Leistungssteigerung zu erreichen und insbesondere bei mehrlagigen Plattenheizkörpern, die durch die Abmessung der Heizplatten und der Konvektoren bedingte Bautiefe ohne Verminderung der Heizleistung zu verringern.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale der Ansprüche 1 bis 7 gelöst. Bevorzugte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen beschrieben.

Die Erfindung wendet das Prinzip an, daß eine Verbesserung der gewichtsbezogenen Heizleistung (Leistungsgewicht) dadurch erreicht wird, daß senkrechte Kamine, die beim Auflegen der Konvektoren auf die Heizplatte entstehen, ein oder mehrmals durchbrochen werden. In den Kaminen vom unteren Rand der Heizkörperplatte aufsteigende Luft kann nach der Erwärmung während des Aufsteigens aus den Kaminen austreten und sich mit der in benachbarten Räumen liegenden kälteren Luft vermischen, beziehungsweise die kältere Luft kann an die Stelle der schon erwärmten Luft treten, so daß durch die gesamte Kaminlänge optimal Luft erwärmt werden kann.

Die in regelmäßigen Abständen wiederkehrenden Öffnungen vereinfachen dabei die Herstellung, beziehungsweise vermindern den Produktionsaufwand und berücksichtigen die optimale Länge der geschlossenen Kamine.

Nach der Erfindung wird diese Wirkung verstärkt, wenn die zwischen den Kaminen liegenden offenen Rinnen des wellen- oder rippenförmig ausgestalteten Konvektors in senkrechter Richtung abschnittsweise abgedeckt und so gleichfalls zu zweiten Kaminen gemacht werden. Wenn die Abdeckungen der zweiten Kamine ebenso lang sind wie die Durchbrüche oder Öffnungen beziehungsweise Ausnehmungen der ersten Kamine, ist es günstig, alles aus einem Blechstück zu formen. Vorteilhafterweise wird durch Einschnitt in eine Blechtafel und mehrfache Knickung senkrecht zu den jeweils in Reihen untereinanderliegenden Einschnitten eine trapezförmige Ausgestaltung der Rippen oder Wellen des Konvektors zu zweiten Kaminen erzeugt, die spiegelbildlich zur Mitte des Konvektors ist, um so zwei für das Aufliegen auf einer Heizplatte gleichermaßen gutgeeignete Seiten des Konvektors zu erhalten. Durch diese Ausgestaltung ist es möglich, einen Konvektor zwischen zwei sich spiegelbildlich gegenüberliegenden gleichen Heizplatten mit jeweils gleichgroßen Flächen zur Auflage zu bringen, so daß der Anpreßdruck der Heizplatten auf den Konvektor beim Zusammenbau der Heizplatten gleich verteilt und die Bautiefe des Plattenheizkörpers kleingehalten wird.

Konvektoren können grundsätzlich mit den Heizplatten verklebt oder verschweißt werden. Eine günstige Variante ist die Verschweißung der Konvektorbleche mit den Heizplatten an den zueinander vorstehenden Teilen, d. h. vorzugsweise an den Wasserführungskanälen, wobei bei mehrlagigen Plattenheizkörpern die Verschweißung oder Verklebung wenigstens einseitig erfolgen kann, während die andere Seite angepreßt wird. An den Berührungsflächen zwischen dem Konvektor und den Heizplatten können auch bei der Aushärtung expandierende Kleb- oder Kunststoffe aufgebracht werden, um eine gute lückenlose Verbindung herzustellen, die für eine gute Wärmeleitung nötig ist. Dafür können diese Kleb- oder Kunststoffe wärmeleitendes Material enthalten oder hauptsächlich daraus bestehen.

Durch den erfindungsgemäßen Plattenheizkörper mit Konvektor hat zwischen Wand und Heizplatte oder zwischen zwei Heizplatten aufsteigende Luft eine große Oberfläche für den Wärmeübergang zur Verfügung. Da außerdem die Oberflächentemperatur des Konvektors mit zunehmendem Abstand von der Kontaktstelle zwischen Konvektor und Heizkörper abnimmt, ist bei dem erfindungsgemäßen Konvektor ein verbesserter Wärmeübergang auch dadurch gegeben, daß die Hauptblechfläche näher an der Kontaktstelle liegt, als dies bei üblichen Konvektoren gegeben ist.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden anhand von Zeichnungen beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 eine perspektivische, horizontal geschnittene Teilansicht eines Plattenheizkörpers mit Konvektor,

Fig. 2 einen Horizontalschnitt durch einen Plattenheizkörper mit daran befestigtem Konvektor,

Fig. 3 eine Seitenansicht entsprechend A in Fig. 2,

Fig. 4 eine perspektivische Ansicht des nach dem erfindungsgemäßen Herstellungsverfahren aus einer Blechtafel hergestellten Konvektors,

Fig. 5 einen Horizontalschnitt durch einen zweilagigen Plattenheizkörper mit einem Konvektor,

Fig. 6 einen Horizontalschnitt eines zweilagigen Plattenheizkörpers mit zwei ineinander eingreifenden Konvektoren.

Die in den Figuren einander entsprechenden Bauteile sind mit gleichen Bezugsziffern versehen.

In Fig. 1 ist ein Plattenheizkörper 3 mit Konvektor 1 perspektivisch und horizontal geschnitten dargestellt. Die Heizplatte 3 weist senkrecht angeordnete Wasserführungskanäle 33 auf, auf deren Wänden 34 ein Konvektor 1 befestigt ist. Diese Verbindung erfolgt in herkömmlicher Weise mittels Punktverschweißung 35 oder in speziellen Fällen mittels elastisch aushärtender Verklebung. Durch die dargestellte Anordnung eines Konvektors 1 mit trapezförmigen Ausformungen 62, 63 (Fig. 4) entstehen zwischen den Wasserführungskanälen 33 die ersten Kamine 21, die von den Heizkörpersicken 31 und den ersten Kaminwänden 22 gebildet werden. In den ersten Kaminwänden 22 befinden sich die Ausnehmungen 11 zu den zweiten Kaminen 23 mit deren Abdeckungen 12 aus den zweiten Kaminwänden 24. Es müssen die Querschnitte der ersten und zweiten Kamine und damit die Ausformung des Konvektors nicht an die Trapezform angelehnt sein, sondern können auch kreisrund, rechteckig, oval oder rippig sein. Zweckmäßig ist hierbei eine Anlehnung an die Gestaltung der Heizplatte, besonders der Wasserführungskanäle.

Die Darstellung in Fig. 2 zeigt eine Heizplatte 3, die im Abstand K von der Wand 5 befestigt ist. An der Heizplatte 3 ist der Konvektor 1 mit der Bautiefe H wie in Fig. 1 angebracht. Die horizontale Teilung s des Konvektors 1 als Maß der Mittenabstände benachbarter zweiter Kamine 23 beziehungsweise deren Abdeckungen 12 entspricht dem Mittenabstand benachbarter Wasserkanäle 33. Durch die Anbringung auf den Wasserkanälen erhalten die ersten Kamine 21 den größtmöglichen Querschnitt beziehungsweise die größtmögliche Oberfläche.

In der in Fig. 3 dargestellten Seitenansicht A von Fig. 2 sind die sich in regelmäßigen Abständen der vertikalen Teilung T des Konvektors 1 wiederholenden Abdeckungen 12 beziehungsweise darunterliegenden Ausnehmungen 11 der ersten und zweiten Kamine 21, 23 dargestellt. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist t = T/2, dadurch sind die zweiten Kamine zur Hälfte abgedeckt und zur Hälfte offen.

Fig. 4 zeigt die schrittweise Herstellung eines gebräuchlichen Konvektors mit trapezförmigen Ausformungen 62, 63 aus einer Blechtafel von rechts nach links. Zuerst werden die für die Ausformungen 62, 63 nötigen Einschnitte 61 in den zuvor festgelegten Abständen t in einer Reihe untereinander gemacht. Danach erfolgt in mehreren dargestellten Schritten die Knickung der Tafel, wobei die zwischen den Einschnitten liegenden Blechabschnitte wechselseitig ausgeformt werden, so daß diese einen trapezförmigen Querschnitt 62, 63 mit Grundfläche 65 erhalten. Zwischen den Ausformungen 62, 63 entsteht eine Luftöffnung 64 für die zweiten Kamine 23.

Fig. 5 zeigt eine weitere Ausführung eines Plattenheizkörpers mit Konvektor. Der Konvektor 1 ist dabei zwischen zwei Heizplatten 3, 4 angebracht. An der Platte 3 ist der Konvektor durch Schweißpunkte 35 befestigt, die zweite Heizplatte 4 ist im Abstand H von der Heizplatte 3 auf den Konvektor so aufgelegt, daß sich beide Heizkörper symmetrisch in Bezug auf die Mittelebene 10 zueinander befinden. Die beiden Platten 3, 4 werden durch in der Zeichnung nicht dargestellte Anschlußteile miteinander verbunden. Das Einschweißen dieser Teile erfolgt zweckmäßig durch einen Abbrennschweißvorgang. Durch das Abschmelzen von Material verringert sich dabei das ursprüngliche Maß H auf H′. Dadurch wird ein für einen guten Wärmeübergang erforderlicher Anpreßdruck an den Berührungsflächen 36 zwischen Konvektor 1 und Heizplatte 4 erreicht. Auf der Berührungsfläche 36 können außerdem bei der Aushärtung expandierende Klebstoffe aufgebracht sein.

Fig. 6 zeigt einen Horizontalschnitt durch einen Teil eines weiteren Ausführungsbeispiels eines Plattenheizkörpers mit zwei parallelen Heizplatten 3, 4 und kurzer Bautiefe BT. Durch geeignete Wahl der Länge t der Abdeckungen 12 können Konvektoren 1, 1a die einander spiegelbildlich gegenüberliegen, ineinander eintauchen, wenn eine der beiden Heizplatten 3, 4 mit Konvektor 1 oder 1a um eine zur Konvektormittelebene senkrechte Achse um 180° gedreht, wird. Damit die Konvektoren sich beim Ineinandereintauchen nicht berühren, muß dazu die Länge t bei den Konvektoren 1 und 1a aufeinander abgestimmt sein, so daß in den Ausnehmungen des einen Konvektors die Ausformungen des anderen problemlos eintauchen können. Hierdurch wird eine effektive Bautiefenverkürzung erreicht, bei der die Querschnitte der zweiten Kamine 23, 23a günstig bleiben zwecks guter Durchmischung der Erwärmung der zwischen beiden Heizplatten aufsteigenden Luft.

Bei einem besonderen Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 6 beträgt die Länge t der Ausnehmungen 11 der Konvektoren 1, 1a etwa ein Drittel der Teilung T. Die aus den Ausnehmungen 11 gebildeten Abdeckungen 12 weisen entsprechende Längen t aus, so daß auch hier die Abdeckungen 12 um wenigstens ein Maß X zwischen die Abdeckungen 12a des anderen Konvektors 1a unter Bildung mittlerer Kamine 25, 25a eingeführt werden können, wobei jeweils zwischen den Abdeckungen 12 und 12a Luftdurchtrittsöffnungen zu benachbarten Kaminen 23, 23a verbleiben.

Claims (10)

1. Plattenheizkörper mit wenigstens einer Heizplatte (3) mit einzelnen parallelen Wasserführungskanälen (33) und einem an der Heizplatte anzubringenden wellen- oder rippenartig profilierten Konvektor (1), der an den Kanälen (33) befestigt ist und dessen Wellen als Kaminwände (22) zusammen mit den Heizkörpersicken (31) erste Kamine (21) bilden, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich der Wasserführungskanäle (33) zweite Kamine (23) angeordnet sind, deren zweite Kaminwände (24) durch Bildung von Ausnehmungen (11) in den ersten Kaminwänden (22) und in den an den Kanälen (33) anliegenden Grundflächen (65) unter Formung von Abdeckungen (12) in eine von den Kanälen (33) abgewandte Richtung vorspringen.

2. Plattenheizkörper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausnehmungen (11) in Längsrichtung der Kamine in einem periodisch wiederkehrenden Abstand, der Teilung T, auftreten und die Ausnehmungen (11) eine Länge t = ¹/₃ T bis t = ²/₃ T aufweisen.

3. Plattenheizkörper nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge t der Ausnehmungen (11) gleich der halben Teilung T ist.

4. Plattenheizkörper nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß an der Heizplatte (3) etwa parallel zu dieser eine weitere Heizplatte (4) angebracht ist, wobei der Konvektor (1) mit der weiteren Heizplatte (4) klemmend und/oder mittels einer vorzugsweise gut wärmeleitenden Kleb- oder Kunststoffschicht, die bei der Aushärtung expandiert, verbunden ist.

5. Plattenheizkörper nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Heizplatten (3, 4) mit Konvektor (1, 1a) parallel zueinander angeordnet sind, wobei die Konvektoren (1, 1a) einander so zugewendet sind, daß eine der beiden Heizplatten (3, 4) relativ zur zweiten um eine zur Mittelebene (10) eines der beiden Konvektoren (1, 1a) senkrechten Achse um 180° gedreht ist und die Abdeckungen (12) der zweiten Kamine (23) des einen Konvektors (1) in die Zwischenräume zwischen den Abdeckungen (12a) des anderen Konvektors (1a) um ein Maß X eingeschoben sind.

6. Plattenheizkörper nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Längen t der Ausnehmungen (11) der Konvektoren (1, 1a) etwa ein Drittel der Teilung T betragen und die aus den Ausnehmungen (11) gebildeten Abdeckungen (12, 12a) unter Bildung mittlerer Kamine (25, 25a) sich überlappend zusammengeschoben sind.

7. Verfahren zur Herstellung eines Plattenheizkörpers nach einem der Ansprüche 1 bis 6, mit wenigstens einer Heizplatte (3) und einem an den Heizplatten angebrachten wellen- oder rippenförmigen Konvektor (1), wobei in einer zur Anfertigung des Konvektors vorgesehenen Blechtafel (6) Einschnitte (61) angebracht werden, die Blechtafel (6) quer zu den Einschnitten (61) zur Erzeugung eines wellen- oder rippenförmigen Profils mehrfach geknickt wird, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Knickung Ausformungen (62, 63) spiegelbildlich nach beiden Seiten der Blechtafel (6) entstehen, zwischen denen in der jeweiligen Verformungsrichtung Luftöffnungen (64) zwischen den Abschnitten des Konvektors entstehen, welche die zweiten Kamine (23) bilden, daß die zur Ausgangsebene (Mittelebene) (10) des Bleches parallelen Flächen, die Grundflächen (65), der nach der einen Seite gerichteten Ausformungen (62) mit der Heizplatte (3), im Bereich der wasserführenden Kanäle (33), verbunden werden und dadurch erste Kamine (21) zwischen Konvektor (1) und Heizplatte (3) zwischen den sich aus den Luftöffnungen (64) ergebenden zweiten Kaminen (23) gebildet werden.

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß ein Konvektor (1) zwischen zwei Heizplatten (3, 4) angeordnet wird und durch Punktverschweißung oder Klebung an wenigstens einer Heizplatte befestigt wird, wobei der Konvektor durch Zusammenfügen von Verbindungselementen der beiden Heizplatten (3, 4) zwischen den beiden Heizplatten eingeklemmt wird.

9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Klebung mit Kleb- oder Kunststoffen ausgeführt wird und diese Kleb- und Kunststoffe teilweise aus einem gut wärmeleitenden Material bestehen oder ein solches Material enthalten.

10. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Längen der an gegenüberliegenden Seiten der Konvektors befindlichen Ausformungen (62, 63) sich wie etwa 2 zu 1 verhalten (t = ¹/₃ T) und von jeweils zwei derartigen Konvektoren einer um eine zur Konvektormittelebene (10) senkrechten Achse um 180° so gedreht wird, daß den Abdeckungen (12) der zweiten Kamine (23) des einen Konvektors (1) die Zwischenräume zwischen den Abdeckungen (12a) des anderen Konvektors (1a) gegenüberliegen, und daß die Konvektoren um ein gewünschtes Maß X ineinander eintauchen können und diese Konvektoren jeweils zwischen zwei Heizplatten (3, 4) befestigt werden.