DE69505498T2 - ELECTRIC STORAGE RADIATOR WITH MODULAR ELEMENTS AND A SINGLE HEATING ELEMENT - Google Patents
ELECTRIC STORAGE RADIATOR WITH MODULAR ELEMENTS AND A SINGLE HEATING ELEMENTInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein elektrisches Speicher-Heizgerät, das aus Modul-Elementen zusammengesetzt ist und einen einzigen Heizkörper enthält.The invention relates to an electric storage heater which is composed of modular elements and contains a single heating element.
Die Erfindung ist vorgesehen als Haupt- oder Zusatzheizung von Räumen jeglicher Art, das Gerät kann stationär angebracht oder beweglich ausgebildet sein.The invention is intended as a main or additional heating system for rooms of any kind; the device can be installed stationary or designed to be mobile.
Wohnräume, Büros oder Arbeitsräume werden immer häufiger durch individuelle, automome Heizgeräte beheizt, wegen der Schwierigkeiten der Regelung und Optimierung des Energieverbrauchs bei grösseren, zentralen Anlagen.Living spaces, offices or work spaces are increasingly being heated by individual, autonomous heating devices due to the difficulties of regulating and optimising energy consumption in larger, centralised systems.
Die meistgenutzten Energiequellen sind Heizöl, Heizgas und Elektrizität. Die Elektrizität hat zahlreiche Vorteile bezüglich ihrer Anpassungsfähigkeit, Sauberkeit, Bequemlichkeit, leichter Regelung und Steuerung, geringe Investitionskosten u. s. w., jedoch sind die Kosten der verbrauchten Kilowattstunden bedeutend höher als die Kosten der anderen beiden Energieformen.The most commonly used energy sources are heating oil, heating gas and electricity. Electricity has numerous advantages in terms of adaptability, cleanliness, convenience, ease of regulation and control, low investment costs, etc., but the cost of the kilowatt hours consumed is significantly higher than the cost of the other two forms of energy.
Diese Feststellung war die Grundlage für die Entwicklung der "integrierten Heizung (chauffage integre)", wobei man die geringen Anschaffungskosten der elektrischen Heizgeräte ausnutzt für eine Wärmeisolation der zu heizenden Räume der Art, dass die Anschaffungskosten der elektrischen Heizung (mit Wärmeisolierung) in der gleichen Grösse sind, wie die der Heizung mit Gas oder Heizöl ohne Wärmeisolierung, und wobei die Energiekosten im Betrieb gleich oder geringer sind.This finding was the basis for the development of the "integrated heating (chauffage integre)", whereby the low purchase costs of the electric heaters are exploited for thermal insulation of the rooms to be heated in such a way that the purchase costs of the electric heater (with thermal insulation) are the same as those of the heating with gas or heating oil without thermal insulation, and the energy costs during operation are the same or lower.
Diese Technik ist jedoch nur bei neuen Gebäuden anwendbar; wenn aber ein Gebäude nicht von vorne herein mit Wärmeisolierung versehen ist, so besteht die einzige Möglichkeit der Nutzung elektrischer Heizung bei vertretbaren Kosten im Einsatz von Wärmespeichergeräten (billiger Nachtstrom). Leider haben aber die bestehenden elektrischen Heizgeräte mit Speichermöglichkeit grossen Raumbedarf, sie sind teuer und die einzelnen Einheiten haben relativ hohe Leistung; daher kann meistens nur eine geringe Zahl dieser Heizgeräte aufgestellt werden. Manchmal wird ein einziges solches Speicher-Heizgerät für mehrere kleinere Räume genutzt, wobei die Wärmeenergie nicht zufriedenstellend über die Räume verteilt wird und die Anpassungsfähigkeit der elektrischen Heizung verloren geht.However, this technology is only applicable to new buildings; if a building is not provided with thermal insulation from the start, the only way to use electric heating at a reasonable cost is to use heat storage devices (cheap night-time electricity). Unfortunately, however, the existing electric heaters with storage capability take up a lot of space, they are expensive and the individual units have a relatively high output; therefore, usually only a small number of these heaters can be installed. Sometimes, a single such storage heater is used for several smaller rooms, whereby the heat energy is not distributed satisfactorily across the rooms and the adaptability of the electric heater is lost.
Das französische Patent FR-A-2 678 717 des gleichen Anmelders und Erfinder zeigt ein Heizgerät aus mehreren modularen Speicherelementen, jeweils aus drei Teilen gebildet, nämlich einem oberen Teil mit Ablenkung der Konvektionsströmung, einem unteren Tragelement und einem zentralen Teil mit einem elektrischen Heizelement, in einer doppelten Hülle, mit Temperaturbegrenzung, wobei die Anordnung vervollständigt wird durch ein Spezialelement, welches die Stromversorgung, einen Themostat und ein Regelgerät enthält.The French patent FR-A-2 678 717 of the same applicant and inventor shows a heating device made up of several modular storage elements, each made up of three parts, namely an upper part with deflection of the convection flow, a lower support element and a central part with an electric heating element, in a double casing, with temperature limitation, the arrangement being completed by a special element which contains the power supply, a thermostat and a control device.
Dieses vorbekannte Gerät stellt zwar eine zufriedenstellende Lösung dar, es ist jedoch ersichtlich, dass durch die doppelte Umhüllung, die Montage der verschiedenen getrennt hergestellten Teile und die elektrische Verkabelung der einzelnen Heizelemente hohe Herstellungskosten mit sich bringen.Although this previously known device represents a satisfactory solution, it is clear that the double casing, the assembly of the various separately manufactured parts and the electrical wiring of the individual heating elements entail high manufacturing costs.
Die Vorrichtung gemäss der Erfindung, die eine Verbesserung des vorbekannten Konzepts darstellt, beseitigt alle diese Nachteile. Tatsächlich erlaubt die Erfindung die Schaffung von Geräten, welche die Vorteile von elektrischen Konvektorheizungen und von Speicherheizungen miteinander kombinieren, nämlich geringen Raumbedarf und besonders geringen Herstellungspreis, wobei die erfindungsgemässen Heizgeräte überall aufgestellt werden können, insbesondere in Räumen, die bisher mit herkömmlichen Zentralheizkörpern geheizt wurden.The device according to the invention, which represents an improvement of the previously known concept, eliminates all these disadvantages. In fact, the invention allows the creation of devices that combine the advantages of electric convector heaters and storage heaters, namely small space requirements and particularly low manufacturing costs, whereby the heaters according to the invention can be used anywhere can be installed, especially in rooms that were previously heated with conventional central radiators.
Die Erfindung ist gebildet oder aufgebaut durch modulare Elemente mit Flügeln, wie sie für die zentrale Wasserheizung verwendet werden, erfindungsgemäss zusammengesetzt zur Bildung eines an der Mauer festgemachten Heizgerätes oder beweglichen Heizgerätes mit geringem Raumbedarf, jeweils mit der erforderlichen Heizleistung; die Modulelemente sind jeweils von einem einzelnen Stück, vorzugsweise aus Aluminiumlegierung, gebildet, sie haben eine Ausnehmung zur Aufnahme eines einzigen feuerfesten Heizkörpers, mit innerem elektrischen Widerstand, und angeordnet in den besagten Elementen; eines dieser Elemente ist eingerichtet als Zufuhrelement mit Thermostat und Anschlusskabel.The invention is formed or constructed by modular elements with wings, such as those used for central water heating, assembled according to the invention to form a wall-mounted heater or a mobile heater with a small footprint, each with the required heating power; the modular elements are each formed from a single piece, preferably of aluminum alloy, they have a recess for receiving a single refractory heating element, with internal electrical resistance, and arranged in said elements; one of these elements is arranged as a supply element with thermostat and connecting cable.
Auf den beigefügten Zeichnungen sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt;The accompanying drawings show embodiments of the invention;
Fig. 1 zeigt in Kavalier-Perspektive ein Heizgerät gemäss der Erfindung, zusammengesetzt aus einer Reihe von Elementen;Fig. 1 shows in cavalier perspective a heating device according to the invention, composed of a series of elements;
Fig. 2 bis 4 zeigen ebenfalls in Perspektive, in grösserem Mass-Stab, die drei verschiedenen Elemente, aus denen ein Heizgerät aufgebaut ist, nämlich Schlusselement, Zwischenelement und Element mit elektrischer Versorgung;Fig. 2 to 4 also show in perspective, on a larger scale, the three different elements that make up a heating device, namely the final element, the intermediate element and the element with electrical supply;
Fig. 5 zeigt einen speziellen Schraubbolzen zur Befestigung eines Heizkörpers an der Wand;Fig. 5 shows a special screw bolt for fixing a radiator to the wall;
Fig. 6 zeigt in Seitenansicht ein Trag-Chassis mit Stellfuss oder Rädern;Fig. 6 shows a side view of a support chassis with adjustable foot or wheels;
Fig. 7 zeigt den Aufbau eines Heizkörpers in einer Variante aus zwei Elementen, die von einer Umhüllung bzw. von Hüllelementen umgeben oder zusammengehalten sind;Fig. 7 shows the structure of a radiator in a variant consisting of two elements that are surrounded or held together by a casing or casing elements;
Fig. 8 ist ein Vertikalschnitt nach Linie A-A in Fig. 7, wobei sich die Schnittebene zwischen zwei Modulelementen hindurch erstreckt.Fig. 8 is a vertical section along line A-A in Fig. 7, where the cutting plane extends between two module elements.
Das Heizgerät nach Fig. 1 bis 6 ist aus drei verschiedenen Arten von Modulelementen zusammengesetzt:The heater according to Fig. 1 to 6 is composed of three different types of modular elements:
- ein elektrisches Anschlusselement 1- an electrical connection element 1
- wenigstens ein laufendes oder Zwischenelement 2 - und ein Schlusselement 3;- at least one running or intermediate element 2 - and one closing element 3;
im Inneren dieser Elemente ist ein einziger Heizkörper 4 eingesetzt.A single radiator 4 is installed inside these elements.
Die Modulelemente 1, 2, 3 können jeweils speziell einzeln hergestellt werden für ein Heizgerät gemäss der Erfindung, sie können aber auch realisiert werden durch Bearbeitung eines einzelnen Standardelementes, welches bereits vorhanden ist für den Aufbau von zentralen Warmwasser- oder Dampfheizungen; die Module sind charakterisiert durch je ein oberes 5 oder unteres 6 horizontales Rohrstück, die Rohrstücke 5, 6 benachbarter Heizelemente sind stirnseitig miteinander verbunden und jeweils ein oberes 5 und ein unteres 6 horizontales Rohrstück sind miteinander verbunden durch ein vertikales hohles Bauteil 7, jedes hohle vertikale Bauteil 7 weist zwei Wände auf, die einen Durchgang zwischen sich einschliessen, und es ist jeweils eine vordere Fronttafel 8 und eine hintere Tafel 9 vorgesehen, zwischen denen vertikale Flügel 10 angeordnet sind.The module elements 1, 2, 3 can each be specially manufactured individually for a heating device according to the invention, but they can also be realized by processing a single standard element which is already available for the construction of central hot water or steam heating systems; the modules are characterized by an upper 5 or lower 6 horizontal pipe section, the pipe sections 5, 6 of adjacent heating elements are connected to one another at the end and an upper 5 and a lower 6 horizontal pipe section are connected to one another by a vertical hollow component 7, each hollow vertical component 7 has two walls which enclose a passage between them, and a front panel 8 and a rear panel 9 are provided, between which vertical wings 10 are arranged.
Die Modulelemente 1, 2, 3 sind vorzugsweise aus Aluminiumlegierung hergestellt. Die Montage des Heizgerätes erfolgt durch Zusammenbau der oberen und unteren Rohrstücke 5, 6 zwischen je zwei Modulen nach der Art und Weise, wie sie von Warmwasser-Zentralheizungen bekannt ist.The module elements 1, 2, 3 are preferably made of aluminium alloy. The heater is assembled by assembling the upper and lower pipe sections 5, 6 between two modules in the manner known from hot water central heating systems.
Die Zwischenelemente 2 und das Schlusselement 3 sind mit Ausschnitten 11 innerhalb des hohlen vertikalen Teils 7 versehen, in der so gebildeten Ausnehmung wird der Heizkörper 4 eingesetzt. Diese Ausschnitte sind vorgesehen in den beiden Wänden der Zwischenelemente 2 und in der einzelnen, nach innen zu liegenden Wand des Schlusselementes 3, so dass der innere Hohlraum an der aussen liegenden vertikalen Wand des Schlusselementes geschlossen ist.The intermediate elements 2 and the closing element 3 are provided with cutouts 11 within the hollow vertical part 7, in the recess thus formed the heating element 4 is inserted. These cutouts are provided in the two walls of the intermediate elements 2 and in the single, inwardly facing wall of the closing element 3, so that the inner Cavity on the outer vertical wall of the closing element is closed.
Das andere Ende dieser Ausnehmung ist geschlossen durch das Element 1 mit den elektrischen Versorgungsteilen, ausgerüstet mit Anschlusskabelverbindung oder Halterung für den Heizkörper 4 und Thermostat mit von aussen zugänglichem Drehgriff 12; die elektrischen Teile sind gegen Staub und Feuchtigkeit geschützt durch einen Deckel 22, der in die innere vertikale Wand 7 des elektrischen Anschlusselementes eingesetzt ist. Der in die innere Ausnehmung des Heizgerätes eingesetzte Heizkörper 4 hat die Form eines Quaders und ist dicht eingeschlossen in eine Silikonumhüllung, in der ein elektrischer Widerstand eingebettet ist. Dieser Quader oder Formstein ist so dünn, dass der Abstand zwischen seinen Stirnflächen und der externen Oberfläche des Heizkörpers jede Möglichkeit der Überhitzung zugänglicher metallischer Teile verhindert, so dass man ohne elektrische Abschaltsicherung auskommen kann.The other end of this recess is closed by the element 1 with the electrical supply parts, equipped with a connection cable or support for the heating element 4 and a thermostat with a rotary knob 12 accessible from the outside; the electrical parts are protected against dust and moisture by a cover 22 inserted into the internal vertical wall 7 of the electrical connection element. The heating element 4 inserted into the internal recess of the heater has the shape of a cuboid and is tightly enclosed in a silicone sheath in which an electrical resistance is embedded. This cuboid or shaped block is so thin that the distance between its faces and the external surface of the heating element prevents any possibility of overheating of accessible metal parts, so that an electrical cut-off device can be dispensed with.
Der Heizkörper kann an der Mauer befestigt werden mittels eines speziellen Schraubzapfens 13 (Fig. 5), der eine Ringnut aufweist, in welche die rückwärtige Stirnwand 9 eines Heizmoduls eingreift; oder aber der Heizkörper ist getragen von einem Chassis 14, das mit einer Tragplatte 23 versehen ist zur Aufnahme mehrerer Modulelemente, festgehalten durch Tragbügel 16, die am Zapfen 6 der Module angreifen, das Trag-Chassis 14 ist mit Stützfüssen 16 und Rollen 17 versehen (Fig. 6).The radiator can be fixed to the wall by means of a special screw pin 13 (Fig. 5) which has an annular groove into which the rear end wall 9 of a heating module engages; or the radiator is supported by a chassis 14 which is provided with a support plate 23 for accommodating several module elements, held in place by support brackets 16 which engage the pin 6 of the modules, the support chassis 14 is provided with support feet 16 and rollers 17 (Fig. 6).
Heizkörper mit erhöhter Speicherkapazität können realisiert werden, indem Heiz-Speicherkörper 4 zwischen zwei Serien von Modulelementen 2' eingesetzt sind, die jeweils mit entsprechenden seitlichen Ausnehmungen 11 versehen sind, und die mit Abstandteilen 18 miteinander verbunden sind, welche einen Kasten bilden, der die innere Aushöhlung bildet, in welcher der (entsprechend grössere) Heizkörper aufgenommen ist (Fig. 7 und 8). Dieser Speicherheizkörper ist gebildet, sei des durch einen einzelnen Stein, in den ein Heizwiderstand eingebettet ist, oder durch Platten, die einen Heizwiderstand umgeben. Der Heiz körper ist eingeschlossen (an den Stirnseiten) durch zwei dickere feuerfeste Formsteine 19, die zur Energiespeicherung dienen, und umgeben von Isolierblöcken 20 aus Schaumbeton oder ähnlichem Material mit oberen Hohlräumen 21.Radiators with increased storage capacity can be realized by inserting heat storage bodies 4 between two series of modular elements 2', each provided with corresponding lateral recesses 11, and which are connected to each other by spacers 18, which form a box that forms the inner cavity in which the (correspondingly larger) radiator is accommodated (Fig. 7 and 8). This storage radiator is formed either by a single brick in which a heating resistor is embedded, or by plates that surround a heating resistor. The heating body is enclosed (at the front sides) by two thicker refractory blocks 19, which serve to store energy, and surrounded by insulating blocks 20 made of foam concrete or similar material with upper cavities 21.
Die Heizkörper können beispielsweise eine Dicke von ungefähr 20 Millimeter und die Refraktorsteine 19 eine Dicke von ungefähr 80 Millimeter haben.For example, the radiators may have a thickness of approximately 20 millimetres and the refractor stones 19 may have a thickness of approximately 80 millimetres.
Die Anordnung der diversen konstitutiven Elemente gibt der Erfindung ein Maximum an Nutzeffekten, die bisher von ähnlichen bekannten Vorrichtungen nicht erreicht wurden.The arrangement of the various constituent elements gives the invention a maximum of useful effects that have not been achieved so far by similar known devices.
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