Plattenheizkörper mit indirekter Beheizung

Beschreibung

Technisches Gebiet:

[0001] Die Erfindung betrifft einen drucklosen, mit einer Füllflüssigkeit befüllten Plattenheizkörper, bestehend aus einer oder mehreren Heizplatten und einem als Rohrschlange eingebauten Heizelement, durch welche Heizungswasser strömt, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Stand der Technik:

[0002] Übliche Plattenheizkörper werden heute in der ganzen Welt auf ähnliche Weise aus 1,0-1,25 mm dickem Blech angefertigt und müssen einen Druck von 15 bar aushalten.

[0003] Durch die DE 196 53 440 A ist eine Heizvorrichtung für Heizanlagen mit einem Vorlauf und einem Rücklauf, mit wenigstens einem Heizkörper und mit mindestens einem Hohlraum bekannt geworden, wobei zwischen dem Vorlauf und dem Rücklauf eine Heizleitung verläuft, durch die ein Heizfluid, bevorzugt eine Flüssigkeit, hindurch fließt, wobei in dem mindestens einen Hohlraum ein Wärmeleitungsfluid, welches ebenfalls eine Flüssigkeit sein kann, enthalten ist. Die Heizleitung ist als Rohr ausgebildet und ist in der Form wenigstens einer Heizschlange, vorzugsweise mehrerer Heizschlangen vorgesehen; die Heizleitung kann auch als Profilierung an den Bestandteilen des Heizkörpers innen vorgesehen sein. Der Heizkörper bzw. dessen Hohlraum ist durch wenigstens zwei insbesondere hälftige Bestandteile aufgebaut, die die Profilierung bzw. Profilierungen aufweisen, die spätestens durch Zusammenfügen der Bestandteile die Heizleitung bzw. Heizleitungen bilden. Dabei durchzieht die Heizleitung den Heizkörper bzw. dessen Hohlraum derart, dass wenigstens eine Konvektionsbewegung des Wärmeleitungsfluids begünstigt wird. Ebenso ist die Heizleitung derart vorgesehen, dass sich wenigstens zwei Konvektionszirkulationen des Wärmeleitungsfluids ergeben, wobei im unteren Bereich des Heizkörpers bzw. dem Hohlraum eine längserstreckte Schlaufe vorhanden ist, wobei im wesentlichen in der Mitte des Heizkörpers eine sich vertikal erstreckende Schlaufe vom unteren Bereich zu oberen Bereich des Heizkörpers erstreckt ist. Ebenso ist der Heizkörper ohne Innendruck des Wärmeleitungsfluids betreibbar. Bei dieser Heizvorrichtung ist charakteristisch, dass sich die Rohrschlange über die ganze Länge des Heizkörpers erstreckt, was dazu führt, dass sich immer am oberen Rand des Heizkörpers ein "warmes Polster" ausbildet, so dass keine Zirkulationsbewegung der Füllflüssigkeit in der Heizplatte zustande kommt. Es ist keine Möglichkeit vorgesehen, die Rohrschlange in die übliche Heizplatte einzubauen. Die Zirkulationsbewegung der Füllflüssigkeit ist wegen der effizienten Wärmeübertragung unbedingt notwendig. Bekanntlich hängt der Wärmeübergangskoeffizient vom Wärmeübergang von der Rohrschlange an die Füllflüssigkeit, entweder um das Rohr oder entlang des Rohres, ab. Wenn sich die Füllflüssigkeit in den oberen Schichten auf die Temperatur abkühlt, die niedriger als die Temperatur in den unteren Schichten der Heizplatte liegt, dann beginnt die abfallende Bewegung der Füllflüssigkeit von oben nach unten hin und es kommt dabei zur Vermischung des aufsteigenden mit dem abfallenden Füllflüssigkeitsstrom. Dies führt zum Erliegen der Zirkulationsbewegung der Füllflüssigkeit.

Technische Aufgabe:

[0004] Dem Gegenstand der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Plattenheizkörper der eingangs genannten Gattung dergestalt weiter zu entwickeln und aufzuzeigen, wie ein Heizelement in einer üblichen Heizplatte eingebaut werden muss, dass, unter Einbeziehung der physikalischen Gesetze, der Plattenheizkörper die optimale Strömungsdynamik und damit verbunden, die maximalen Wärmeübergangskoeffizienten zu erzielen imstande ist.

Offenbarung der Erfindung sowie deren Vorteile:

[0005] Die Lösung der Aufgabe besteht in den Merkmalen des Anspruchs 1. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung enthalten die Unteransprüche.

[0006] Weiterer Stand der Technik ist in den Druckschriften DE 27 30 541 A (D1), EP 0 807 795 A2+A3 (D3+D4), sowie der WO 02/50479 A1 (D5), enthalten, diese Gegenstände werden der Lösung gemäß dieser Erfindung gegenübergestellt und dabei die Merkmale der Erfindung dargestellt.

[0007] In D1 ist das Prinzip des Heizkörpers mit darin eingebautem Wärmetauscher auf die Weise gegeben, dass ein hermetisch verschlossener hohler Heizkörper unter Unterdruck steht und mit einer Verdampfungsflüssigkeit befüllt ist. Im Bereich seines unteren Randes ist ein Leitungsrohr als Wärmetauscher eingebaut. Die Wärme aus dem Heizungskreislauf wird über das Leitungsrohr an die Füllflüssigkeit übertragen, die dabei verdampft. Diese Lösung ist im Grunde unterschiedlich von der Lösung der Erfindung, welche zum einen die Möglichkeit betrachtet, dass das Wärmeübertragungsmedium im hohlen Heizkörper die Füllflüssigkeit ist, die drucklos ist, und zum anderen wird die Idee gegeben, wie in den Heizplatten der üblichen Produktion eine Rohrschlange eingebaut werden kann und dabei die optimalen Wärmeübergangskoeffizienten und die optimale Strömungsdynamik erreicht werden können.

[0008] Die Lösungen der Druckschriften D3, D4 und D5 sind ähnlich der Lösung in der D1; davon abgesehen unterscheiden sich diese Lösungen grundsätzlich von der Grundidee, die Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist.

[0009] Das Ziel der vorliegenden Erfindung ist, dass man am bestehenden Konzept der üblichen Plattenheizkörperproduktion Unwesentliches verändert und dabei aber eine neue Art von Plattenheizkörpern produziert, die aus dünnem Blech, 0,4- 0,8 mm, angefertigt werden und dabei den Betriebsdruck von 70 bar aushalten können. Durch die Umgestaltung der Produktion auf die neue Art der Plattenheizkörper werden keine großen Einbußen der Heizleistung verursacht. Die Umstellung auf die neue Produktionsform ermöglicht es, weltweit Millionen Tonnen an Stahlblech zu sparen.

[0010] Im Sinne dieser Erfindung ist somit die Lösung gegeben, wie man prinzipiell unter der Einbeziehung der Gesetze der Strömungsdynamik und der Wärmeübertragung eine Heizschlange in die bestehende Konfiguration einer üblichen Heizplatte einbaut und damit die höchste Wärmeleistung bei der Heizplatte erzielt.

[0011] Um eine ausreichende Zirkulationsbewegung der Füllflüssigkeit in der Heizplatte zu erreichen, muss die Heizplatte auf den "warmen" und den "kalten" Bereich aufgeteilt werden. Unter dem "warmen" Bereich versteht sich der Flächenanteil der Heizplatte, in den das Heizelement eingebaut ist, in diesem Bereich bildet sich eine aufsteigende Strömung; unter dem "kalten" Bereich versteht sich der Flächenanteil der Heizplatte, in den kein Heizelement platziert ist, in diesem Bereich bildet sich eine abfallende Strömung. Die aufsteigende und die abfallende Strömung müssen voneinander, entweder durch die vorhandenen Einprägungen in der bestehenden Heizplatte oder durch die speziell dafür vorgesehenen Einbauten - z.B. U-Profile, L-Profile oder Flachprofile - getrennt werden. Zum anderen müssen die Strömungswiderstände bei der Zirkulationsbewegung der Füllflüssigkeit auf dem Minimum gehalten werden, damit die Strömungsgeschwindigkeit der Füllflüssigkeit um das Heizelement herum ausreichend groß wird, damit der Wärmeübertragungskoeffizient vom Heizelement auf die Füllflüssigkeit groß genug erhalten bleibt. Die Berechnungen zeigen, dass die Verwendung der Heizkörper mit indirekter Beheizung nur dann einen Sinn hat, wenn der Wärmeübertragungskoeffizient vom Heizelement an die Füllflüssigkeit in der Größenordnung um 600W/m²K liegt. Daraus geht hervor, dass die Flächenanteile der Heizplatte mit aufsteigender Strömung und die Flächenanteile der Heizplatte mit abfallender Strömung in einem bestimmten Verhältnis zueinander stehen müssen. Ebenso muss die Heizfläche des Heizelementes zur Außenfläche der Heizplatte in einem bestimmten Verhältnis stehen.

[0012] Um die Vorteile des neuen Konzeptes gegenüber den üblichen Heizkörpern zum Ausdruck zu bringen liegt es nahe, die Strömungsvorgänge bei einem üblichen Heizkörper näher zu erläutern.

[0013] Bei herkömmlichen Heizkörpern strömt das Heizungswasser durch die senkrechten Kanäle von oben nach unten. Je weiter die senkrechten Kanäle von der Eintrittsstelle (Heizungsvorlauf) entfernt sind, desto größer sind die Strömungswiderstände und dementsprechend strömt von Kanal zu Kanal eine immer kleinere Durchflussmenge des Heizungswassers. Dies führt dazu, dass sich die Temperaturprofile über die Längsrichtung der Heizplatte unterscheiden und damit der Wärmeübertragungskoeffizient von der Heizplatte an die Raumluft immer kleiner über die Plattenlänge wird, da der Wasserwert mxCp von Kanal zu Kanal immer kleiner wird.

[0014] Gemäß der vorliegenden Erfindung werden wegen der gleichmäßigen Zirkulationsströmung der Füllflüssigkeit über die Höhe und über die Länge der Heizplatte die Wärmeübergangsverhältnisse über die ganze Länge der Heizplatte ausreichend konstant gehalten. Dies hat zur Folge, dass der stationäre Zustand in einer Heizplatte gemäß der Erfindung sehr rasch erreicht wird.

[0015] Die Schlussfolgerung daraus ist, dass der Vorteil bei diesem Konzept auf eine andere Weise genutzt werden muss, auf Grund der Tatsache, dass die Wärmeübertragung von der Flüssigkeit (Heizungswasser in der Rohrschlange) auf die Flüssigkeit (Füllflüssigkeit in der Heizplatte) in der Größenordnung 50 bis 100 mal größer ist als von Flüssigkeit auf Luft. Die Berechnungen zeigen, dass, wenn der Wärmeübergangskoeffizient von der Heizschlange auf die Füllflüssigkeit in der Heizplatte in der Größenordnung um 600 W/m²K liegt, der Vorteil des vorgeschlagenen Konzeptes offensichtlich ist.

[0016] Um diese Größenordnung des Wärmeübergangskoeffizienten erreichen zu können, muss die Strömungsgeschwindigkeit der Füllflüssigkeit um die Rohrschlange einen bestimmten Wert erreichen. Die Strömungsgeschwindigkeit der Füllflüssigkeit ist wiederum abhängig von der Zirkulationsbewegung der Füllflüssigkeit in der Heizplatte. Die Zirkulationsbewegung kann nur dann hervorgerufen werden, wenn eine bestimmte Strömungsdynamik in der Heizplatte erfüllt ist. Um die günstige Strömungsdynamik in der Heizplatte zu sichern, muss die Heizplatte auf den "warmen Bereich" und auf den "kalten Bereich" aufgeteilt werden. Unter dem "warmen Bereich" versteht sich der Anteil der Fläche, in dem die Heizschlange eingebaut ist und unter dem "kalten Bereich" wird der Anteil der Heizplattenfläche ohne Rohrschlange verstanden.

[0017] Bei einer üblichen Heizplatte zeigt es sich als optimale Lösung, die Rohrschlange in jeder zweiten Einprägung der Heizplattenschale zu verlegen, so dass die Einprägungen, in denen die Rohrschlange eingebettet ist, die Kanäle darstellen, in denen sich eine aufsteigende Strömung bildet und in den "rohrleeren" Kanälen sich eine absteigende Strömung (kalte Säule) bildet. Dabei ist wichtig zu beachten, dass die warme und die kalte Säule voneinander getrennt werden müssen, damit es nicht zur Vermischung des warmen und des kalten Stromes kommt. Falls es zur Vermischung der beiden Ströme kommen würde, kommt die Zirkulationsbewegung der Füllflüssigkeit zum Erliegen und die Wärmeübertragung von der Heizschlange auf die Füllflüssigkeit kommt zum Einbruch. In diesem Fall verliert das Konzept seinen Sinn.

[0018] Die Berechnungen zeigen, dass der "warme Bereich" und der "kalte Bereich" in einem bestimmten Verhältnis zueinander stehen müssen, um eine optimale Zirkulationsbewegung der Füllflüssigkeit zu sichern. Laut Berechnungen soll dieses Verhältnis im Rahmen von 3-4,5: 1 liegen.

[0019] Hierzu kommt noch die Anforderung, dass die Heizleistung der Heizplatte so hoch wie möglich ist. Da diese beiden Bedingungen widersprüchlich sind, besteht in jedem Fall eine optimale Lösung, die die beiden Bedingungen erfüllt. Berechnungen zeigen, dass das Verhältnis der Heizfläche der Heizplatte zu der Heizfläche der Rohrschlange (3,5 - 5) : 1 betragen soll.

[0020] Im Sinne dieser Erfindung ist es, dass die Rohrschlange aus Rohr Ø 10 x 0,5 mm aus Stahl, Kupfer, VA, Aluminium oder aus einem anderen gut wärmeleitenden Material verwendet wird. Dieses Rohr kann einen Druck bis 70 bar aushalten, womit die Möglichkeit gegeben ist, diese Heizkörper in Hochhäusern einzusetzen. Besonders zu erwähnen ist, dass diese Heizkörper dort eingesetzt werden können, wo aggressive Medien in der Heizungsanlage präsent sind.

[0021] Man kann zwar die Rohrschlange mit anderen Durchmessern einsetzen, dabei sind aber wieder zwei widersprüchliche Forderungen gestellt, zum einen der Strömungswiderstand in der Rohrschlange - dementsprechend soll die Rohrschlange einen größeren Durchmesser haben - und zum anderen die Dicke der üblichen Heizplatte, die üblicherweise auf 16-20 mm begrenzt ist.

[0022] Um die Zirkulationsbewegung der Füllflüssigkeit in der Heizplatte aufrecht zu erhalten ist es wichtig, dass im aufsteigenden Kanal der Kanalquerschnitt groß genug ist, damit die Strömungswiderstände niedrig gehalten werden können. Dabei ist auch wichtig, dass die Querschnittverhältnisse, d.h. Kanalquerschnitt zum Rohrquerschnitt, in einem bestimmten Verhältnis zueinander stehen müssen, um oben genannte Forderungen erfüllen zu können. Die Berechnungen zeigen, dass dieses Verhältnis im Rahmen (1,7 - 2,5) : 1 liegen muss.

[0023] Es stellt sich gleich die Frage: Warum braucht man so etwas? Die Antwort dafür ergibt sich ganz deutlich. Die Schale bei der üblichen Heizplattenproduktion wird aus Blech (1,2-1,25 mm) angefertigt. Die zwei Schalen (eine Heizplatte) mit der Abmessung 600 mm x 1000 mm wiegen ca. 11,52 kg - 12 kg.

[0024] Nach dem Konzept der vorliegenden Erfindung, d.h. eine Heizplatte mit eingebauter Rohrschlange gemäß den vorgenannten Erläuterungen, kann die Schale aus Blech 0,5 mm angefertigt werden und dem entsprechend wiegt eine Heizplatte nur 4,8 kg. Die neue Art des drucklosen Platten heizkörpers, der mit Flüssigkeit befüllt ist und auf ähnliche Weise wie die üblichen Plattenheizkörper angefertigt ist, besteht darin, dass dieser mit einer Blechstärke von 0,4 bis 0,8 mm angefertigt ist.

[0025] Beispielsweise wird für eine Heizplatte - 1000mmx600mm - eine Rohrschlange von ca. 10 - 12 m Länge erforderlich, die aus Rohr Ø 10 x 0,5mm angefertigt wird. Das Gewicht der Rohrschlange beträgt 1,19 kg und somit beträgt das Gesamtgewicht der Heizplatte 5,99 kg - 6 kg.

[0026] Wenn man davon ausgeht, dass in einer üblichen Heizplatte mit der Wanddicke 0,5 mm, die Rohrschlange eingebaut wird, ist es leicht auszurechnen, dass man pro Heizkörper 12 kg an Stahlblech einspart. In Anbetracht der auf dem Weltmarkt ansteigenden Stahlpreise bietet sich die neue Lösung als ausgezeichnete Möglichkeit für eine wirtschaftliche Herstellung von Plattenheizkörpern.

[0027] Die andere Möglichkeit ist, die Rohrschlange in "Queranordnung" zu gestalten, z.B. die Rohre in horizontaler Anordnung einzubauen, wobei die Höhe der Rohrschlange cirka die halbe Höhe der Heizplatte einnimmt. An den beiden Enden der Rohrschlange sind jeweils ein "U-Profil" angebracht, um die Schwerkraftströmungen in dem aufsteigenden und in dem abfallenden Bereich voneinander zu trennen, damit nicht eine Vermischung der Teilströme auftritt.

[0028] Als eine "Untervariante" dieser Lösung besteht die Möglichkeit, dass die Rohrschlange nur in einer Hälfte der Heizplatte angebracht wird, wobei die "warme Hälfte" - die Hälfte der Heizplatte in der die Rohrschlange aufgelegt ist - von der "kalten Hälfte" mittels eines "U-Profils" oder eines "L-Profils" voneinander getrennt sind, damit die kalte und die warme Strömung nicht miteinander vermischt werden.

[0029] Um die Schale zu versteifen, sind über die ganze Schalenoberfläche Einprägungen vorgesehen, die durch das Punktschweißen die beiden Schalen zusammenhalten.

[0030] Kurzbezeichnung der Zeichnung, in der zeigen:

Fig. 1

eine Prinzipskizze des erfindungsgemäßen Plattenheizkörper mit einge- bauter Rohrschlange aus einem Rohr, das in versetzter Anordnung - in jedem zweiten Kanal ist das Rohr eingelegt - eingelegt ist,

Fig.1A und 1B

zur Verdeutlichung der Fig.1,

Fig. 2

eine Prinzipskizze mit eingebauter Rohrschlange bis zu einer bestimmten Länge der Heizplatte, jedoch sind die Rohre in jeden Kanal eingelegt,

Fig. 3

eine Prinzipskizze des erfindungsgemäßen Plattenheizkörpers mit einge- bauter Rohrschlange in horizontaler Ausführung; die Rohrschlange ist bis zu einer bestimmten Länge und bis zur einen bestimmten Höhe des Plattenheizkörpers eingebaut; der Flächenanteil des Plattenheizkörpers, der nicht mit der Rohrschlange bedeckt ist, dient als absteigender Teil bei der Gravitationsströmung innerhalb der Heizplatte,

Fig.3A und 3B

zur Verdeutlichung der Fig.3,

Fig.4

eine Prinzipskizze des erfindungsgemäßen Plattenheizkörpers mit einge- bauter Rohrschlange in horizontaler Ausführung; die Rohrschlange ist über die ganze Höhe und bis zu einer bestimmten Länge des Platten- heizkörpers eingebaut; der Teil der Fläche des Plattenheizkörpers der nicht mit der Rohrschlange bedeckt ist, dient als absteigender Teil bei der

Fig.5

Gravitationsströmung innerhalb der Heizplatte, die Möglichkeit, dass die Rohrschlange an den beiden Enden der Heiz- platte angebracht ist, d.h. in der Mitte der Heizplatte befindet sich die abfallende und an den Enden der Heizplatte die aufsteigende Strömung; mittels der U-Profile, die an den beiden Enden der Rohrschlange ange- bracht sind wird verhindert, dass es zur Überlagerung der aufsteigenden und absteigenden Strömung kommt,

Fig.6

die Gestaltung eines Plattenheizkörpers aus zwei Heizplatten und zwei Lamellen, wobei die Lamellen von der Innenseite der Heizplatten durch Punktschweißen befestigt sind, sowie mit Befüllungs- und Verschluss- Schrauben und mit Versteifungsblechen versehen ist und

Fig. 6A , 6B, 6C und 6D

zur Verdeutlichung der Fig. 6.

[0031] Gemäß Figur 1 ist die Rohrschlange so angeordnet, dass das Heizrohr 17 in jedem zweiten Kanal 18 eingelegt ist. Die Kanäle 18 sind aufsteigend, da das Umlaufwasser vom Heizrohr 17 aufgewärmt wird und hoch steigt. Durch die Abkühlung des Wassers in den absteigenden Kanälen 19 wird eine zirkulierende Bewegung des Wassers in der Heizplatte hervorgerufen, auf die Weise, dass immer wechselweise ein Kanal 18 aufsteigend und ein Kanal 19 daneben absteigend ist. Diese Lösung bietet eine hervorragende Möglichkeit bei der Heizkörperproduktion, die Heizkörper aus dünnem Blech zu produzieren und dabei braucht man an der Produktionslinie kaum etwas zu ändern. Es müssen nur die extra nach Maß angefertigten Rohrschlangen zwischen zwei Schalen eingelegt und die Heizplatte durch das Punkt- und Nahtschweißen verschlossen werden. Das Einsparpotential an Material bei einer solchen Ausführung ist enorm.

[0032] Gemäß Figur 2 ist die Rohrschlange bis zu einer bestimmten Länge der Heizplatte eingebaut, wobei in jedem Kanal 18 das Heizrohr 17 eingelegt ist und der ganze, mit Rohrschlange bedeckte Bereich als aufsteigend gilt und der rohrleere Bereich 19 gilt als absteigend. Dadurch wird eine zirkulierende Bewegung des Wärmeübertragungsmediums - z.B. Wasser vermischt mit Kälteschutzmittel - über die Höhe der Heizplatte hervorgerufen.

[0033] Gemäß Figur 3 ist die Möglichkeit dargestellt, dass die Schalen nicht mit eingeprägten Kanälen angefertigt werden, sondern mit runden, kreisförmigen, Einprägungen, Figur 3A, die es ermöglichen, dass die beiden Schalen miteinander durch Punktschweißen fest verbunden werden und die Heizspirale in horizontaler Anordnung zwischen den beiden Schalen eingebaut wird. Die Einprägungen 20 halten die Spirale fest und positionieren die Spirale. An den beiden Enden der Rohrschlange sind U-Profile 21 angebracht, die verhindern, dass sich der aufsteigende und der abfallende Strom 19a vermischen und dabei die Zirkulationsbewegung des Wassers beeinträchtigt wird. An den Oberflächen der Heizplatte können die Lamellen durch Punktschweißen angebracht werden, welche die Wärmeübertragung nach außen hin intensivieren. Bei dieser Variante ist die Heizplatte teils über die Höhe mit der Rohrschlange bedeckt und teils über die Länge. Auf diese Weise ist die gesamte Heizplattenfläche auf die Heiz- und Kühlfläche aufgeteilt.

[0034] Gemäß Figur 4 ist eine Prinzipskizze des erfindungsgemäßen Plattenheizkörpers mit eingebauter Rohrschlange in horizontaler Ausführung dargestellt. Die Rohrschlange ist über die ganze Höhe und bis zu einer bestimmten Länge des Plattenheizkörpers eingebaut. Der Flächenanteil des Plattenheizkörpers, der nicht mit der Rohrschlange bedeckt ist, dient als absteigender Teil 19a.

[0035] Bei der Gravitationsströmung innerhalb der Heizplatte ist die Rohrschlange bis zu einer bestimmten Länge der Heizplatte angebracht, wobei im Kanal 18a die Rohrschlange eingelegt ist und der ganze, mit der Heizspirale bedeckte Bereich, als aufsteigend 18a gilt und der rohrleere Bereich 19a als absteigend. Dadurch wird die zirkulierende Bewegung der Füllflüssigkeit über die Länge und über die Höhe der Heizplatte hervorgerufen.

[0036] Gemäß Figur 5 ist die Möglichkeit dargestellt, dass die Rohrschlange an den beiden Enden der Heizplatte angebracht ist, d. h. in der Mitte der Heizplatte ist die abfallende Strömung 19a und an den Enden der Heizplatte die aufsteigende Strömung 18a. Die U-Profile 21 verhindern, dass es zur Überlagerung der beiden Strömungen kommt. Heizungsvor- und Rücklaufanschluss sind auf verschiedenen Seiten der Heizplatte angebracht.

[0037] Gemäß Figur 6 ist beispielsweise die Gestaltung eines Plattenheizkörpers 24 mit zwei Heizplatten 25 und zwei Lamellen 26 dargestellt. Die Gestaltung eines kompletten Heizkörpers entspricht der Ausführungsmöglichkeit gemäß Figur 6. Die Heizplatte 25 wird werkseitig mit der Wärmeübertragungsflüssigkeit befüllt und nach der Befüllung mittels der Verschluss-Schraube 27 luftdicht verschlossen. Vor dem Verschließen der Heizplatte 25 wird teils die Luft evakuiert - mittels eines Gerätes zur Vakuumerzeugung - damit es nicht zum Druckaufbau bei der Ausdehnung des Wärmeübertragungsmediums bei seiner Erwärmung in der Heizplatte 25 kommt. Der Heizkörper 24 wird zum Vertrieb werkseitig befüllt geliefert. Bei der Befüllung der Heizplatte 25 mit dem Wärmeübertragungsmedium wird ein Volumen vorgesehen, das die Dehnung des Wärmeübertragmediums kompensieren kann. Für einen Heizkörper mit den Abmessungen 600 x 1000 mm beträgt der Inhalt der Füllflüssigkeit ca. 3 kg. Als Füllflüssigkeit wird chemisch aufbereitetes Wasser verwendet, mit Zugabe eines Frostmittels und eines Inhibitors gegen Korrosion. Die so befüllten Heizplatten 25 bleiben während der Lebensdauer des Heizkörpers mit chemisch aufbereitetem Wasser befüllt. Damit wird eine Korrosion in der Heizplatte ausgeschlossen. Für extreme Bedingungen in der Heizungsanlage, wie z.B. die Anwesenheit von Chloriden, lässt sich das Problem damit lösen, dass die Rohrschlange aus rostfreiem Material angefertigt wird oder aus üblichem Stahl mit einer Beschichtung der Innenfläche der Rohrschlange mit einem Mittel, welches gegen Korrosion beständig ist.

[0038] Geht man davon aus, dass ein üblicher Heizkörper mit den Abmessungen 600 x 1000 mm 39,87 kg wiegt - zwei Heizplatten und zwei Lamellen, z.B. von der Firma Vogel und Not - und der Heizkörper gemäß dieser Erfindung um 12 kg leichter ist, lässt sich schließen, dass der Heizkörper in der gleichen Größe gemäß dieser Erfindung der mit der Füllflüssigkeit befüllt ist, nur 27,87 kg schwer ist. Es ist offensichtlich, dass an Transportkosten zusätzlich gespart wird.

Ansprüche

1. Druckloser, mit einer Füllflüssigkeit befüllter Plattenheizkörper, bestehend aus einer oder mehreren Heizplatten und einem als Rohrschlange (17) eingebauten Heizelement, durch welche Heizungswasser strömt, dadurch gekennzeichnet, dass entweder

(a) durch Einprägungen der Heizplatten senkrechte Kanäle (18, 19) gebildet sind, und die Rohrschlange (17) in den Einprägungen in senkrechter Anordnung eingebaut ist, wobei innerhalb der Heizplatte eine Gravitationsströmung der Füllflüssigkeit dergestalt hervorgerufen wird, dass in den Kanälen (18), in welchen die Rohrschlange (17) eingebaut ist, eine aufsteigende, warme Strömung und in den Kanälen (19) ohne Rohrschlange eine abfallende, kalte Strömung im Inneren der Heizplatte entsteht, oder

(b) die Heizplatten (24) als plane Platte mit Einbauten (21) gefertigt und die Rohrschlange (17) in horizontaler Anordnung zwischen den planen Platten dergestalt eingelegt ist, dass nur ein bestimmter Teil der Heizplatte bis zu einer bestimmten Länge des Plattenheizkörpers mit der Rohrschlange (17) bedeckt ist, wobei innerhalb der Heizplatte eine Gravitationsströmung der Füllflüssigkeit dergestalt hervorgerufen wird, dass in den Bereichen der Heizplatte, die mit der Rohrschlange (17) bedeckt sind, eine aufsteigende, warme (18a) und in den Bereichen der Heizplatte, die mit der Rohrschlange (17) nicht bedeckt sind, eine abfallende, kalte (19a) Strömung der Füllflüssigkeit hervorgerufen wird,

so dass in beiden Alternativen immer nur ein Teil der Heizplatte mit der Rohrschlange (17) bedeckt ist, in welchem sich die aufsteigende und im nicht mit der Rohrschlange (17) bedeckten Teil der Heizplatte sich die absteigende Bewegung der Füllflüssigkeit ausbildet und aufsteigende und absteigende Strömung zur Verhinderung einer Vermischung entweder durch Einprägungen oder durch die Einbauten voneinander getrennt sind.

2. Plattenheizkörper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
dass die Flächenanteile der Heizplatte, die mit der Rohrschlange (17) bedeckt sind, zu den Flächenanteilen der Heizplatte, die nicht mit der Rohrschlange (17) bedeckt sind, in einem Verhältnis von 3-4,5 : 1 zueinander stehen.

3. Plattenheizkörper nach Anspruch 1 oder 2, gemäß der Alternative (b), dadurch gekennzeichnet, dass zur Verhinderung der Vermischung der aufsteigenden und der abfallenden Strömung (18a,19a) der Füllflüssigkeit die Trennung der Heizfläche, die mit der Rohrschlange bedeckt ist, von der Heizfläche ohne Rohrschlange mittels zwei U-Profilen oder L-Profilen (21) oder Flachprofilen erfolgt.

4. Plattenheizkörper nach Anspruch 1, gemäß der Alternative (a), dadurch gekennzeichnet, dass die Rohrschlange (17) entweder

(a) in jeden zweiten Kanal (18) der Heizplatte eingelegt ist oder

(b) in jeden der Kanäle (18), die in senkrechter Anordnung in der Heizplatte angeordnet sind, bis zur einer bestimmten Länge der Heizplatte eingelegt ist.

5. Plattenheizkörper nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet,
dass die zwei U-Profile (21) oder L-Profile (21) oder Flachprofile, die die Strömung um die Rohrschlange (17) von der abfallenden Strömung (19a) trennen, sich über die ganze Höhe der Heizplatte hinweg erstrecken, wobei nur ein Spalt für die Umlenkung der aufsteigenden Strömung (18a) in die abfallende Strömung (19a) offen bleibt.

6. Plattenheizkörper nach einem der Ansprüche 1, 2, 4, gemäß der Alternative (a), dadurch gekennzeichnet,
dass der Querschnitt des in der Heizplatte eingeprägten Kanals (18) zum Rohrquerschnitt der Rohrschlange (17) in einem Verhältnis von 1,7-2,5 : 1 zueinander stehen.

7. Plattenheizkörper nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet,
dass zur Erreichung der optimalen Heizleistung die Heizfläche der Heizplatte zur Heizfläche der Rohrschlange (17) in einem Verhältnis von 3,5-5 : 1 zueinander stehen.

8. Plattenheizkörper nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet,
dass die Länge der Rohrschlange (17) bei einem Außendurchmesser von ø10 mm aus einem Stück von nicht mehr als 10 m besteht.

9. Plattenheizkörper nach einem der Ansprüche 1 bis 8,
dadurch gekennzeichnet, dass für die maximale Länge eines Heizkörpers, Heizkörperlänge bis 3m, zwei oder mehrere Rohrschlangen (17) in einer Heizplatte parallel geschaltet sind.

10. Plattenheizkörper nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass zwei oder mehrere Heizplatten zusammengesetzt sind, wobei mittels T-Stücke (27) die Rohrschlangen (17) miteinander verbunden sind.

11. Plattenheizkörper nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet,
dass die Rohrschlangen (17) in eine Schale (25) eingebettet und mit einer zweiten Schale (25) luftdicht verschlossen sind, wobei das Heizungswasser auf zwei Heizplatten gleichmäßig an die in den Schalen (25) eingebettete Rohrschlangen (17) verteilt, wobei an den Innenseiten der Heizplatten Lamellen (26) durch Punktschweißen befestigt sind.

12. Plattenheizkörper nach einem der vorherigen Ansprüche 1 bis 11,
dadurch gekennzeichnet, dass die Heizplatte aus einem Blech mit der Dicke zwischen 0,4 bis 0,8 mm angefertigt ist.

13. Plattenheizkörper nach einem der vorherigen Ansprüche 1, 3 oder 5, gemäß der Alternative (b), dadurch gekennzeichnet, dass die Rohrschlange nur in einer Hälfte der Heizplatte angebracht ist, wobei die "warme Hälfte" der Heizplatte, nämlich diejenige Hälfte, in der die Rohrschlange aufgelegt ist, von der "kalten Hälfte" mittels eines "U-Profils" oder eines "L-Profils" voneinander getrennt sind.

14. Plattenheizkörper nach einem der vorherigen Ansprüche 1, 3 oder 5, gemäß der Alternative (b), dadurch gekennzeichnet, dass die Rohrschlange an den beiden Enden der Heizplatte angebracht ist, so dass in der Mitte der Heizplatte sich die abfallende Strömung (19a) und an den Enden der Heizplatte die aufsteigende Strömung (18a) befindet.

Claims

1. A pressure-free panel-type radiator filled with a fluid, consisting of one or more heating panels and a heating element installed as a pipe coil (17) through which heating water flows, characterized in that either

(a) vertical channels (18, 19) are formed by impressions of the heating panels, and the pipe coil (17) is installed in a vertical arrangement in the impressions, whereby a gravitation flow of the filling fluid is brought about inside the heating panel in such a way that a rising, hot flow is established in the channels (18) in which the pipe coil (17) is installed, while a falling, cold flow is established inside the heating panel in the channels (19) without a pipe coil, or

(b) the heating panels (24) are produced as a flat plate with baffles (21) and the pipe coil (17) is inserted in a horizontal arrangement between the flat plates in such a way that only a certain part of the heating panel, up to a certain length of the panel-type radiator, is covered by the pipe coil (17), whereby inside the heating panel, a gravitation flow of the filling fluid is brought about inside the heating panel in such a way that a rising, hot (18a) flow is established in the areas of the heating panel that are covered by the pipe coil (17), while a falling, cold (19a) flow is established inside the heating panel in the areas of the heating panel that are not covered by the pipe coil (17),

so that, in both alternatives, always the only part of the heating panel to be covered by the pipe coil (17) is the one in which the rising movement of the filling fluid is established, while the falling movement of the filling fluid is established in the part of the heating panel that is not covered by the pipe coil (17), and, in order to prevent mixing, the rising and falling flows are separated from each other either by the impressions or by the baffles.

2. The panel-type radiator according to Claim 1, characterized in that the portions of the surface of the heating panel that are covered by the pipe coil (17) are at a ratio of 3 to 4.5:1 with respect to the portions of the surface of the heating panel that are not covered by the pipe coil (17).

3. The panel-type radiator according to Claim 1 or 2, in accordance with alternative (b), characterized in that, in order to prevent the mixing of the rising and falling flows (18a, 19a) of the filling fluid, the heating surface that is covered by the pipe coil is separated from the heating surface without the pipe coil by means of two U-profiles or L-profiles (21) or flat profiles.

4. The panel-type radiator according to Claim 1, in accordance with alternative (a), characterized in that the pipe coil (17) is inserted either

(a) into every other channel (18) of the heating panel, or

(b) into each of the channels (18) that are arranged in a vertical arrangement in the heating panel, up to a certain length of the heating panel.

5. The panel-type radiator according to Claim 3, characterized in that the two U-profiles (21) or L-profiles (21) or flat profiles that separate the flow around the pipe coil (17) from the falling flow (19a) extend over the entire height of the heating panel, whereby only a gap remains open for deflecting the rising flow (18a) into the falling flow (19a).

6. The panel-type radiator according to one of Claims 1, 2, 4, in accordance with alternative (a), characterized in that the cross section of the channel (18) impressed in the heating panel is at a ratio of 1.7 to 2.5:1 with respect to the pipe cross section of the pipe coil (17).

7. The panel-type radiator according to one of Claims 1 to 6, characterized in that, in order to achieve an optimal heating performance, the heating surface of the heating panel is at a ratio of 3.5 to 5:1 with respect to the heating surface of the pipe coil (17).

8. The panel-type radiator according to one of Claims 1 to 7, characterized in that the pipe coil (17), having an outer diameter of 10 mm, consists of a piece that is not more than 10 meters long.

9. The panel-type radiator according to one of Claims 1 to 8, characterized in that, for the maximum length of a radiator, a radiator length of up to 3 meters, two or more pipe coils (17) are connected in parallel in a heating panel.

10. The panel-type radiator according to one of Claims 1 to 9, characterized in that two or more heating panels are combined, whereby the pipe coils (17) are connected to each other by means of T-pieces (27).

11. The panel-type radiator according to Claim 10, characterized in that the pipe coils (17) are embedded into a shell (25) and sealed airtight by means of a second shell (25), whereby the heating water is distributed uniformly over two heating panels into the pipe coils (17) that are embedded into the shells (25), whereby lamella (26) are attached to the insides of the heating panels by means of spot welding.

12. The panel-type radiator according to one of the preceding Claims 1 to 11, characterized in that the heating panel is made of sheet metal having a thickness between 0.4 mm and 0.8 mm.

13. The panel-type radiator according to one of the preceding Claims 1, 3 or 5, in accordance with alternative (b), characterized in that the pipe coil is only installed in one half of the heating panel, whereby the "hot half" of the heating panel, namely, the half in which the pipe coil has been placed, is separated from the "cold half" by means of a "U-profile" or an "L-profile".

14. The panel-type radiator according to one of the preceding Claims 1, 3 or 5, in accordance with alternative (b), characterized in that the pipe coil is installed at both ends of the heating panel, so that the falling flow (19a) is situated in the middle of the heating panel, while the rising flow (18a) is situated at the ends of the heating panel.

Revendications

1. Panneau chauffant exempt de pression, rempli d'un fluide de remplissage, consistant en une ou plusieurs plaques chauffantes et en un corps de chauffe incorporé comme serpentin (17) à travers lequel circule l'eau de chauffage, caractérisé en ce que, ou bien

a) des canaux verticaux (18, 19) sont constitués par des empreintes en cavité des plaques chauffantes et le serpentin (17) est incorporé agencé à la verticale dans les empreintes en cavité, un flux de gravitation du fluide de remplissage étant engendré de sorte qu'il se produit à l'intérieur de la plaque chauffante, dans les canaux (18) dans lesquels est incorporé le serpentin (17), un flux chaud ascendant, et dans les canaux (19) sans serpentin, un flux froid descendant, ou bien

b) les plaques chauffantes (24) sont fabriquées en tant que plaque plane avec des éléments incorporés (21) et le serpentin (17) est inséré agencé à l'horizontale entre les plaques planes de manière à ce qu'une certaine partie seulement de la plaque chauffante est recouverte jusqu'à une certaine longueur du panneau chauffant par le serpentin (17), un flux de gravitation du fluide de remplissage étant engendré à l'intérieur de la plaque chauffante, de sorte qu'un flux chaud ascendant (18a) du fluide de remplissage est engendré dans les zones de la plaque chauffante qui sont recouvertes par le serpentin (17) et un flux froid descendant (19a) dans les zones de la plaque chauffante qui ne sont pas recouvertes par le serpentin (17),

de sorte que, dans les deux alternatives, il y ait toujours seulement une partie de la plaque chauffante recouverte par le serpentin (17) dans laquelle se forme le mouvement ascendant du fluide de remplissage et, dans la partie de la plaque chauffante non recouverte par le serpentin se forme le mouvement descendant du fluide de remplissage, le flux ascendant et le flux descendant étant séparés l'un de l'autre ou bien par des empreintes en cavité ou bien par les éléments incorporés, afin d'éviter qu'ils ne se mélangent entre eux.

2. Panneau chauffant selon la revendication 1, caractérisé en ce que les parts de surface de la plaque chauffante qui sont recouvertes par le serpentin (17) se situent dans un rapport de 3 jusqu'à 4,5 à 1 par rapport aux parts de surface de la plaque chauffante qui ne sont pas recouvertes par le serpentin (17).

3. Panneau chauffant selon la revendication 1 ou 2, selon l'alternative (b), caractérisé en ce que, pour empêcher qu'il y ait mélange entre le flux ascendant et le flux descendant (18a, 19a) du fluide de remplissage, la séparation de la surface chauffante qui est recouverte par le serpentin de la surface chauffante sans serpentin se fait au moyen de deux profilés en U ou de profilés en L (21) ou de profilés plats.

4. Panneau chauffant selon la revendication 1, selon l'alternative (a), caractérisé en ce que le serpentin (17) est installé ou bien

a) dans un canal sur deux (18) de la plaque chauffante, ou bien

b) dans chacun des canaux (18) disposés dans un agencement à la verticale dans la plaque chauffante, jusqu'à une longueur déterminée de la plaque chauffante.

5. Panneau chauffant selon la revendication 3, caractérisé en ce que les deux profilés en U (21) ou les profilés en L (21) ou les profilés plats qui séparent le flux autour du serpentin (17) du flux descendant (19a) s'étendent sur toute la hauteur de la plaque chauffante, seul un intervalle restant ouvert pour le changement de direction du flux ascendant (18a) dans le flux descendant (19a).

6. Panneau chauffant selon l'une des revendications 1, 2, 4, selon l'alternative (a) caractérisé en ce que la section du canal (18) empreint en cavité dans la plaque chauffante se situe dans un rapport de 1,7 jusqu'à 2,5 à 1 par rapport à la section tubulaire du serpentin.

7. Panneau chauffant selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que, pour obtenir la puissance de chauffe optimale, la surface de chauffe de la plaque chauffante et la surface de chauffe du serpentin (17) doivent se situer dans un rapport de 3,5 jusqu'à 5 à 1 l'une par rapport à l'autre.

8. Panneau chauffant selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que la longueur du serpentin (17), partant d'un diamètre extérieur de ø 10 mm, est constituée d'un seul tenant et ne doit pas dépasser 10 m.

9. Panneau chauffant selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que, pour la longueur maximale d'un corps de chauffe, la longueur de corps de chauffe allant jusqu'à 3 m, deux ou plusieurs serpentins (17) sont montés en parallèle dans une plaque chauffante.

10. Panneau chauffant selon l'une des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que deux ou plusieurs plaques chauffantes sont assemblées, les serpentins (17) étant réunis entre eux au moyen de pièces en T (27).

11. Panneau chauffant selon la revendication 10, caractérisé en ce que les serpentins (17) sont incorporés dans une coque (25) et hermétiquement enfermés par une deuxième coque (25), l'eau de chauffe étant uniformément répartie sur deux plaques de chauffe sur les serpentins (17) incorporés dans les coques (25), des lamelles (26) étant maintenues par soudage par points sur les côtés intérieurs des plaques de chauffe.

12. Panneau chauffant selon l'une des revendications précédentes 1 à 11, caractérisé en ce que la plaque chauffante est fabriquée dans une tôle d'une épaisseur comprise entre 0,4 et 0,8 mm.

13. Panneau chauffant selon l'une des revendications précédentes 1, 3 ou 5, selon l'alternative (b), caractérisé en ce que le serpentin est mis en place seulement sur une moitié de la plaque chauffante, la « moitié chaude », à savoir la moitié sur laquelle le serpentin est monté étant séparée de la « moitié froide » au moyen d'un profilé en U ou d'un profilé en L.

14. Panneau chauffant selon l'une des revendications précédentes 1, 3 ou 5, selon l'alternative (b), caractérisé en ce que le serpentin est installé aux deux extrémités de la plaque chauffante, de sorte que le flux descendant (19a) se trouve au milieu de la plaque chauffante et le flux ascendant (18a) aux extrémités de la plaque chauffante.

Zeichnung