Login| Sign Up| Help| Contact|

Patent Searching and Data


Title:
SINGLE- OR MULTI-ROW HEATING ELEMENT
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2022/223158
Kind Code:
A1
Abstract:
The present invention relates to a single- or multi-row heating element (1), comprising at least two half-shells (2, 3, 3') which are welded together and which form a lower and an upper collection channel (10, 10') and vertical riser channels (9, 9') that extend between these, in particular horizontal, collection channels (10, 10'), wherein a support part (9) is arranged between each of the opposing half-shells (2, 3, 3') in the region of a fluid connection (7) of a connecting line of a T-piece or the like, which fluid connection leads into the relevant collection channel (10), in particular the heating medium connection openings (7.1) provided in the half-shells (2, 3). Advantageously, the invention provides for at least one lower support part (9), which has an inflow opening (13) that corresponds to the connection opening (7.1) for heating medium in one of the half-shells (2, 3, 3'). An outflow opening (14) is also provided in the lower support part (9) and opens into a vertical riser channel (11), wherein a flow director (12) is provided at the top end of the riser channel (11) and guides the heating medium that flows in via the support part (9) from the vertical riser channel (11) into the upper horizontal collection channel (10') and towards the centre of the heating plate, wherein at the opposite end of the upper horizontal collection channel (10') a further flow director (12) is arranged in a mirror-symmetrical position.

Inventors:
HEIGL HANS-JÜRGEN (DE)
HOTTENROTH NATALIA (DE)
Application Number:
PCT/EP2022/052533
Publication Date:
October 27, 2022
Filing Date:
February 03, 2022
Export Citation:
Click for automatic bibliography generation   Help
Assignee:
KERMI GMBH (DE)
International Classes:
F24D19/00
Foreign References:
DE20014519U12001-02-08
DE19925023A12000-03-09
EP1227290A12002-07-31
DE10215704A12002-11-28
DE20017301U12001-05-23
EP1227290B12004-03-10
DE3216922C21985-08-29
DE2517611A11976-11-04
Attorney, Agent or Firm:
PATENTANWÄLTE BRESSEL UND PARTNER MBB (DE)
Download PDF:
Claims:
Patentansprüche

1. Ein- oder mehrreihiger Heizkörper (1 ) umfassend wenigstens zwei miteinander ver schweißte Halbschalen (2, 3, 3'), die einen unteren und einen oberen Sammelkanal (10, 10') und zwischen diesen, insbesondere horizontalen Sammelkanälen (10, 10') verlau fende vertikale Steigkanäle (9, 9') ausbilden, wobei zwischen den einander gegenüberlie genden Halbschalen (2, 3, 3') im Bereich eines in den jeweiligen Sammelkanal (10) ein mündenden Fluidanschlusses (7) einer Anschlussleitung eines T-Stückes oder. dgl. , ins besondere die in den Halbschalen (2, 3) vorgesehene Heizmittelanschlussöffnungen (7.1) jeweils ein Stützteil (9) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein un teres Stützteil (9) angeordnet ist, welches eine Einströmöffnung (13) aufweist, die mit der Anschlussöffnung (7.1) für Heizmittel in einer der Halbschalen (2, 3, 3') korrespondiert und weiter eine Ausströmöffnung (14) im unteren Stützteil (9) vorgesehen ist, die in einen ver tikalen Steigkanal (11 ) mündet, wobei am oberen Ende des Steigkanals (11 ) ein Strö mungsrichter (12) vorgesehen ist, der das über das Stützteil (9) einströmende Heizmittel aus dem vertikalen Steigkanal (11) in den oberen horizontalen Sammelkanal (10') in Richtung Heizplattenmitte leitet, wobei am gegenüberliegenden Ende des oberen horizon talen Sammelkanals (10') spiegelbildlich positioniert ein weiterer Strömungsrichter (12) an geordnet ist.

2. Heizkörper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Stützteile (9) ringförmig ausgebildet sind und jeweils eine radiale (axiale) Öffnung (13), mindestens eine Aus strömöffnung (14) in der Mantelfläche des Stützteilsaufweisen und weiter eine Aussparung (14.1) in der Mantelfläche des Stützteils (9) vorgesehen ist.

3. Heizkörper nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Strö mungsrichter (12) mit dem vertikalen senkrechten Steigkanal (11) fluiddicht verbunden ist.

4. Heizkörper nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Strö mungsrichter (12) als gebogener Trichter, gebogenes Rohr, gebogene oder gerade aber im schrägen Winkel zum senkrechten Wasserkanal stehende Trennwand ausgebildet ist

9 oder als Ausprägung in wenigstens einer der Halbschalen (5) oder beiden Halbschalen (5, 5') ausgebildet ist.

5. Heizkörper nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Strö- mungsrichter (12) über den unteren Stützteilen (9) in wenigstens einer der Heizplatten

(2, 3, 3') angeordnet sind und die oberen Stützteile (9') dazu seitlich zu den Außenrän dern des Heizkörpers versetzt angeordnet sind.

6. Heizkörper nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die axia- len Öffnungen (13) der oberen Stützteile (9') mit entsprechenden Öffnungen in den Halb schalen der Heizplatten korrespondieren, an die auf der Außenseite der Halbschale (5') Verbindungsrohre (4, 4', 7, 7') zu einerweiteren Heizplatte 3, 3') angebunden sind.

7. Heizkörper nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Strö- mungsrichter (12) Stützflächen oder Stützkanten (18, 18') aufweist, die mit den jeweiligen

Innenflächen der Halbschalen (5, 5') in Kontakt stehen, wobei ein offener Querschnitt 15 des Strömungsrichters (12) im vertikalen Steigkanal (11) und ein anderer offener Quer schnitt (16) des Strömungsrichters (12) mit dem oberen Sammelkanal (10') verbunden ist.

10

Description:
Ein- oder mehrreihiger Heizkörper

Die Erfindung betrifft einen ein- oder mehrreihigen Heizkörper nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 .

Dabei handelt es sich insbesondere um einen mehrreihigen Flach- oder Plattenheizkörper, mit einem Vorlaufanschluss und einem Rücklaufanschluss sowie einer ersten durchström ten und vorzugsweise dem zu beheizenden Raum zugewandten Heizkörperplatte und we nigstens einer weiteren und vorzugsweise dahinter angeordneten durchströmten Heizkör perplatte, wobei die Heizkörperplatten über Verbindungs- und Anschlussstücke miteinander verbunden sind und die Heizkörperplatten aus zu verbindenden Blechschalen bestehen, zwischen welchen mit Öffnungen versehene Stützteile vorgesehen sind.

Es ist bekannt, Heizkörper mit Einlege- oder Stützteilen zu versehen. Bekannte Stützteile/ Einlegeteile dieser Art haben die Aufgabe das Anschweißen von Fittingen (Verbindungs und Anschlussstücken) zu erleichtern und/oder die Verteilung/Strömung des Heizmediums innerhalb einer Platte und somit die Heizleistung des Heizkörpers zu beeinflussen. Derar tige Heizkörper werden beispielsweise in der EP 1 227 290 B1 , der DE 32 16 922 C2 und der DE-PS 2517 611 beschrieben.

In der EP 1 227 290 B1 wird nach einer bevorzugten Ausführungsform in einem der Quer kanäle ein Einlegeteil im Bereich eines Vorlaufganges angeordnet, wobei durch das Einle- geteil das Vorlaufwasser zu dem anderen Querkanal leitbar ist. In eine anderen Ausfüh rungsform ist in einem der Querkanäle ein Einlegeteil im Bereich eines Verbindungsstü ckes angeordnet, wobei durch das Einlegeteil ein Überströmen des Heizwassers aus dem Querkanal in das Verbindungsstück verhinderbar ist.

In der DE 32 16 922 C2 wird ein Heizkörper mit einem Einlegeteil beschrieben mit wel chem der Zufluss zum ersten Sinkkanal der Heizplatte dadurch gehemmt wird, dass die erste Austrittsöffnung einen relativ kleinen Querschnitt aufweist, wodurch eine Kurz schlussströmung vermieden wird, jedoch der erste Sinkkanal nicht völlig abgesperrt wird, so dass auch im Bereich dieses Kanals Wärme abgegeben wird. Alle vorgenannten Lö sungen zielen darauf ab, die Strömung innerhalb einer Heizplatte zu beeinflussen. In der DE-PS 2517 611 wird ein Plattenheizkörper beschrieben, dessen Strömung über Einbauteile in den T-Stücken oder über die Zu- und/oder Ableitungsstutzen beeinflusst werden soll.

In der EP 1227290 B1 wird eine Heizkörperanordnung mit mindestens zwei plattenförmigen Heizkörpern beschrieben, wobei wenigstens ein Heizkörper als Heizwasservorlauf und ein anderer Heizkörper ist als Heizwasserrücklauf ausgebildet ist. Die plattenförmigen Heizkörper weisen jeweils einen oberen Querkanal und einen unteren Querkanal auf, zwischen denen eine Vielzahl von im Wesentlichen vertikal verlaufenden Vertikalkanälen vorgesehen sind, wobei zur Vergleichmäßigung der Durchströmung die Vertikalkanäle mit einem definiert unterschiedlichen Durchströmungswiderstand ausgebildet sind. Zum Reduzieren des durchström baren Querschnitts in dem Vertikalkanal und/oder Querkanal wird dabei wenigstens ein Einlegeteil angeordnet, welches vorzugsweise gleichzeitig die Funktion eines Stützteiles aufweisen soll.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, die Eigenschaften der mit Stützteilen versehe nen Heizkörper hinsichtlich der gelenkten Durchströmung und damit des Wirkungsgrades des Heizkörpers zu verbessern. Dabei soll in einem Heizkörper innerhalb einer Platte mit geringem Aufwand und minimalen Strömungsverlusten ein gelenkter Heizmittelstrom er zeugt werden. Insbesondere soll dabei auch die Entlüftungsproblematik berücksichtigt und auf das Verschließen von Kanälen verzichtet werden.

Erfindungsgemäß wird dies durch die Merkmale des Anspruchs 1 der vorliegenden Erfin dung erreicht. Weitere Vorteile der Erfindung sind in den zugehörigen Unteransprüchen enthalten.

Vorteilhaft ist dabei vorgesehen, dass mindestens ein Strömungsrichter in einem Sammel kanal fixiert ist, welcher das durch ein Stützteil, welches an eine Anschlussöffnung der Heizplatte angebunden ist, und das in die Heizplatte einströmende Heizmittel über einen anliegenden Steigkanal in Richtung Heizplattenmitte lenkt und somit von dem betroffenen mit Leckageströmen behafteten Stützteil wegleitet. Die im Stand der Technik beschriebenen Leckageströme entstehen in der Regel am Stütz teil in seiner üblichen Form ohne Dichtmittel, wenn es alleine für die gezielte Verteilung des Heizmittels oder Lenkung der Durchströmung in einem Heizplattenbereich eingesetzt wird.

Die Verwendung von Stützteilen in Kombination mit einem Dichtmittel als Maßnahme ge gen die Leckageströme ist nachteilig und kostspielig wegen der komplizierten Vormontage des Stützteils mit Dichtmittel und der sich daraus ergebenden Entlüftungsproblematik.

Zur Vermeidung der Leckageströme am Stützteil und gleichzeitiger gezielter Lenkung der Heizmittelströmung in einer Heizplatte eignet sich vielmehr der erfindungsgemäße Einsatz eines Strömungsrichters, welcher noch vor dem erwähnten mit Leckageströmen behafte ten Stützteil den Heizmittelstrom nahezu komplett abfängt und umlenkt. Da der umge lenkte Heizmittelstrom nach dem Verlassen des Strömungsrichters den Gesetzen der Strömungsdynamik folgt, ist ein zusätzliches dichtes Verschließen des Sammelkanals hin ter dem Strömungsrichter überflüssig. Dadurch lassen sich Schwierigkeiten mit der Entlüf tung der Heizplatte und zusätzlicher Fertigungsaufwand vermeiden.

Nach einer besonders vorteilhaften Weiterbildung der Entwicklung ist vorgesehen, dass als Strömungsrichter nicht ein in der Heizplatte fixiertes Einbauteil, sondern eine Ausfor mung wie z.B. eine Ausprägung zumindest einer der beiden Halbschalen der Heizplatte fungieren kann.

Im Rahmen der Erfindung werden bevorzugt rohr- oder trichterförmige Strömungsrichter aus Stahl oder Strömungsrichter aus gewinkeltem Stahlblech oder aus gewölbten bzw. ge bogenen Stahl-Profilen eingesetzt.

Der Strömungsrichter wird mit einem Ende in den oberen Bereich des Steigkanals, dessen untere Bereich am an die Anschlussöffnung der Heizplatte anliegenden Stützteil mündet, und mit dem anderen Ende im waagrechten Sammelkanal mit dem offenen Querschnitt in Richtung Heizplattenmitte zeigend fixiert. Somit wird das in die Heizplatte einströmende Heizmittel durch den Strömungsrichter geleitet und von dem hinter dem Strömungsrichter sitzenden weiteren Stützteil weggeleitet.

Der erfindungsgemäße Heizkörper ist danach wie folgt ausgebildet.

Die vordere Heizplatte des Flachheizkörpers besteht aus zwei Halbschalen die profiliert und fluiddicht verbunden sind, wobei zwischen den beiden Halbschalen zwei parallel zuei nander verlaufende horizontale Sammelkanäle und zwischen den Sammelkanälen verti kale Steigkanäle für ein Heizmittel ausgebildet sind.

Im Bereich einer eine Halbschale durchdringenden Heizmittelanschlussöffnung ist je ein Stützteil in einem oberen und unteren Sammelkanal derart fixiert, dass gegenüberliegende Stützflächen des Stützteils mit gegenüberliegenden an die Heizmittelanschlussöffnung an grenzenden Innenflächen der beiden Halbschalen in Kontakt kommen. Derartige Stützteile sind wie bereits erwähnt hinlänglich bekannt und werden beispielsweise in den oben er wähnten Druckschriften in diversen Ausführungen statisch und in Funktion beschrieben.

Im vorliegenden Fall sind sie vorzugsweise ringförmig ausgebildet und weisen zur Führung bzw. Leitung des Heizmittels jeweils eine radiale (axiale) Öffnung, mindestens eine Aus strömöffnung in der Mantelfläche auf. Die Mantelfläche des Stützteils kann nach Bedarf ähnlich wie in bereits erwähnten Schriften für einen besseren Heizmittelfluss mit einer oder mehreren Aussparungen vorgesehen werden.

Die Stützteile können aber auch anders als ringförmig ausgebildet sein, wenn sie das Heizmittel wie gewünscht führen bzw. leiten und dabei die Stützfunktion erfüllen.

An einer Heizplattenöffnung unten ist das Stützteil so fixiert, dass die radiale Öffnung mit der Anschlussöffnung für Heizmittel in der Halbschale korrespondiert. Die Öffnung an der Mantelfläche mündet in einen senkrechten Wasserkanal. So gelangt das Heizmittel aus dem Anschlussrohr in den senkrechten Wasserkanal der vorderen Heizplatte. Auf der dieser Öffnung gegenüberliegenden Seite des Stützteils befindet sich vorteilhaft eine Aussparung, die ein Vorbeifließen des Heizmittels im unteren waagrechten Wasser kanal ermöglicht.

Im senkrechten Wasserkanal angekommen, steigt das Heizmittel nach einem besonderen Merkmal der Erfindung dann nach oben, bis es auf einen Strömungsrichter trifft, der das Heizmittel vorbei am oberen Stützteil in den oberen waagerechten Wasserkanal leitet. Be sonders bevorzugt kann dieser als gebogener Trichter, gebogenes Rohr, gebogene oder gerade aber im schrägen Winkel zum senkrechten Wasserkanal stehende Trennwand ausgeführt sein.

Vorzugsweise befindet sich das eine Ende des Strömungsrichters im senkrechten Wasser kanal, durch den das Heizmittel aus dem Anschlussrohr aufsteigt, das andere Ende befin det sich im oberen waagrechten Wasserkanal und ist dabei in Richtung Heizplattenmitte angeordnet, sodass das einströmende Heizmittel aus dem senkrechten Wasserkanal in den waagrechten Wasserkanal in Richtung Heizplattenmitte gelenkt wird. Der Strömungs richter ist dabei mit dem senkrechten Wasserkanal fluiddicht oder nicht fluiddicht verbun den.

Mit dem waagrechten Wasserkanal ist der Strömungsrichter nicht fluiddicht verbunden.

Die Strömungsrichter sind über den unteren Stützteilen in der Heizplatte platziert, die obe ren Stützteile sind zu den Außenrändern hin versetzt. Die axialen Öffnungen der oberen Stützteile korrespondieren ebenfalls mit entsprechenden Öffnungen in der Halbschale der Heizplatte, an die auf der Außenseite der Halbschale Verbindungsrohre zu einer weiteren Heizplatte angebunden sind.

Vorteilhaft befindet sich am anderen Ende des oberen waagrechten Wasserkanals spie gelbildlich positioniert ein weiterer Strömungsrichter. Das Heizmittel wird damit nach unten in den senkrechten Wasserkanal gelenkt. In Abhängigkeit davon, ob das Ventil zur Rege lung des Heizkörpers im Anschlussrohr hinter dem rechten oder dem linken oberen Stütz teil eingesetzt wird, strömt das Heizmittel aus dem unteren waagrechten Wasserkanal ent weder nach rechts bis zum äußeren senkrechten Wasserkanal und anschließend über das obere Stützteil durch das Ventil in eine weitere Heizplatte oder nach links bis zum äußeren senkrechten Wasserkanal und anschließend über das obere Stützteil durch das Ventil in eine weitere Heizplatte.

Bevorzugte Ausführungen der Erfindung sind in der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen, den Patentansprüchen und der Zeichnung entnehmbar.

Die Figuren 1 bis 4 der Zeichnung zeigen

Fig. 1: Seitenansicht eines erfindungsgemäßen Heizkörpers in Form eines Plattenheiz körpers,

Fig. 2: Schnitt der vorderen Platte des Plattenheizkörpers,

Fig. 3: Längsschnitt durch eine Heizplatte mit Strömungsrichter,

Fig. 3a: Querschnitt durch eine Heizplatte mit Strömungsrichter,

Fig. 4: Detailansicht eines Strömungsrichters, und Fig. 5: weitere Ausführungen der Strömungsrichter.

Der in Fig. 1 dargestellte erfindungsgemäße Heizkörper ist als Plattenheizkörper 1 ausge führt und weist eine vordere, dem Raum zugewandten Heizplatte 2 und die dahinter ange ordneten weiteren Heizplatten 3, 3 ' auf. Die Heizplatten 2, 3, 3 ' bestehen aus je zwei mit einanderverschweißten Halbschalen 5,5 ' aus profiliertem Tiefziehstahl mit Anschlussöff nungen für die Heizmittelrohre 4, 4 ' und 7, T der Anschlussleitungen eines T-Stückes. Die Heizplatten 2, 3 ' umfassen jeweils einen unteren und einen oberen Sammelkanal 10, 10 ' und zwischen diesen, insbesondere horizontalen Sammelkanälen 10, 10 ' verlaufende ver tikale Steigkanäle 11, 1 T .

Das Heizmittel, das dem Plattenheizkörper 1 durch den Heizmittelanschluss 6 (Vorlauf) zugeführt wird, durchströmt zuerst die vordere Heizplatte 2, danach die weiteren Heizplat ten 3, 3 ' und verlässt den Plattenheizkörper über den Rücklaufanschluss 8.

In Fig. 2 ist vordere Platte 2 des Plattenheizkörpers 1 dargestellt. Am Heizmittelanschluss 6, der sich auf beiden Seiten der Heizplatte 2 (rechts- und/oder linksseitig) befindet, ist mindestens ein Stützteil 9 im Durchlassquerschnitt des unteren Sammelkanals 10 und des Steigkanals 11 angeordnet. Außerdem sind weitere Stützteile 9 ' im oberen Sammelkanal 10 ' vorgesehen.

Das Stützteil 9 ist so ausgerichtet, dass eine radiale Öffnung 13 mit der Anschlussöffnung in der Heizplatte korrespondiert und eine Öffnung in der Mantelfläche 14 in den Steigkanal 11 mündet. Im oberen Sammelkanal 10 ' befinden sich weitere Stützteile 9 ' , die relativ zu den unteren Stützteilen 9 nach außen versetzt sind, wobei ihre radialen Öffnungen 13 mit den Heizmittelrohren 4, 4 ' korrespondieren und ihre Öffnungen in der Mantelfläche 14 von der Heizplattenmitte weg zeigen. Im Durchlassquerschnitt des oberen Sammelkanals 10 ' und des Steigkanals 11, mit dem das Stützteil 9 unten in Verbindung steht, ist je ein Strö mungsrichter 12 symmetrisch fixiert. Die Stützteile 9 sind bevorzugt ringförmig ausgebildet und weisen jeweils eine radiale (axiale) Öffnung 13, mindestens eine Ausströmöffnung 14 in der Mantelfläche des Stützteils 9 auf. Außerdem können auch noch Aussparungen 14.1 in der Mantelfläche des Stützteils 9 vorgesehen sein. Andere Formen des Stützteiles sind auch möglich, sofern diese die gewünschte Funktion erfüllen.

In den Fig. 3 und 3a ist je ein Strömungsrichter 12 im Schnitt durch die Heizplatte 2 darge stellt.

In der Fig. 4 wird ein Strömungsrichter 12 ohne Heizkörper in einer perspektivischen An sicht gezeigt.

Die Stützflächen oder Stützkanten 18, 18 ' (Seitenflächen) des Strömungsrichters 12 kom men dabei mit Innenflächen der Halbschalen 5, 5 ' der Heizplatte 2 in Kontakt. Der offene Querschnitt 15 des Strömungsrichters 12 befindet sich im Steigkanal 11 und ist mit diesem fluiddicht oder nicht fluiddicht verbunden.

Der andere offene Querschnitt 16 des Strömungsrichters 12 befindet sich im oberen Sam melkanal 10 ' und zeigt in Richtung Heizplattenmitte. Dieser ist dabei mit dem Sammelka nal 10 ' nicht fluiddicht verbunden. Das Heizmittel wird auf diese Weise beim Passieren des Strömungsrichters 12 entlang der Leitfläche 17 des Strömungsrichters 12 von dem hinter ihm sitzenden Stützteil 9 ' abgeleitet.

Neben dem in Fig. 4 dargestellten trichterförmigen bzw. rohrförmigen Strömungsrichter 12 kann der Strömungsrichter 12 außerdem die Form eines gebogenen Profils oder eines ge winkelten Blechs oder Flachmaterials haben oder gar als Ausprägung einer der Halbscha len oder beiden Halbschalen ausgebildet sein. Einige Beispiele zu diesen Ausführungen sind in Fig. 5 abgebildet. Die Strömungsrichter können als gebogene Trichter, gebogenes Rohr, gebogene oder gerade aber im schrägen Winkel zum senkrechten Wasserkanal ste- hende T rennwände ausgebildet sein.

Liste der verwendeten Bezugszeichen:

1 - Plattenheizkörper

2 - Heizplatte vorne 3, 3 ' - Heizplatten

4, 4 ' - Heizmittelrohr (Anschlussleitung eines T-Stückes)

5, 5 ' - Halbschalen

6 - Heizmittelanschluss bzw. Vorlaufanschluss (Anschlussleitung eines T-Stückes) 7, T - Heizmittelrohr (Anschlussleitung eines T-Stückes) 8 - Rücklaufanschluss (Anschlussleitung eines T-Stückes)

9, 9 ' - Stützteil

10, 10 ' - Sammelkanal

11, 1 G - Steigkanal 12 - Strömungsrichter 13 - radiale Öffnung im Stützteil 9, 9 '

14 - Öffnung in der Mantelfläche des Stützteils 9, 9 '

14.1 - Aussparung in der Mantelfläche des Stützteils 9, 9 '

15, 16 - offene Querschnitte des Strömungsrichters 17 - Leitfläche des Strömungsrichters 18, 18 ' - Stützflächen oder Stützkanten des Strömungsrichters