CH220459A - Elektrischer Grossflächenheizkörper, insbesondere für Flüssigkeitserhitzung. - Google Patents

Description

  Elektrischer     Grossflächenheizkörper,    insbesondere für Flüssigkeitserhitzung.    Es ist allgemein     bekannt,    dass bei direk  ter elektrischer     Beheizung    grösserer Flächen  das Einhalten einer gleichmässigen Flächen  temperatur grösste Schwierigkeiten bietet,  und dass eine automatische Temperaturregu  lierung in solchen Fällen     gänzlich    unmöglich  ist.

   Das hat seinen Grund darin, dass ein  direkt     beheizter    elektrischer Grossflächen  heizkörper, der zum Beispiel aus sogenannten  elektrischen Heizstäben bestehen kann, seine  Temperatur vollständig in Abhängigkeit der       Wärmeübergangszahl        einstellt.    Solange ein       Grossflächenheizkörper,    wie er zum Beispiel  in     Verdampfungs-    und Siedebehältern, Gär  bottichen, Bädern     etc.    Verwendung findet,  immer das gleiche Gut (meistens eine Flüs  sigkeit) beheizt und, solange die Oberflä  chenbeschaffenheit des Heizkörpers nicht  ändert,

   bleibt für eine gegebene Temperatur  und sonst gleiche Verhältnisse die     Vrärme-          übergangszahl        konstant.    Ändert sich dieselbe  aber, was zum Beispiel eintritt, wenn sich  die Oberflächenbeschaffenheit des Heizkör  pers ändert oder wenn eine andere Substanz    beheizt werden soll, so ändert sich natürlich  auch die Temperatur des direkt wirkenden  Heizkörpers.     Sinkt    die     Wärmeübergangszahl,     so steigt die Temperatur des Heizkörpers und  umgekehrt.

   Um einen häufig in der Natur       auftretenden    Fall zu     nennen,    sei auf die     be-          lrannte        gesselsteinbildung    verwiesen. Durch       gesselsteinansatz        auf    der     Heizkörperober-          fläche    wird der Wärmeübergang auf das zu  beheizende Gut sofort stark verschlechtert.

    Da die dem Heizkörper zugeführte Wärme  energie im Falle einer elektrischen     Behei-          zung    konstant bleibt, steigt die Temperatur  des Heizkörpers, erzeugt dadurch ein erhöh  tes Temperaturgefälle und hält so den       Wärmefluss    weiterhin aufrecht. Wird dieses  Temperaturgefälle aber zu gross, so kann der  elektrische Heizkörper infolge     Überhitzung          verbrennen.     



  Diesem     Übelstand    kann dadurch abgehol  fen werden, dass an Stelle einer direkten eine  indirekte elektrische     Beheizung    der Heiz  fläche zur     Anwendung    gelangt, besonders in  Fällen, wo es sich um die     Erwärmung    von      Gut auf     Temperaturen        von        1011    bis 300   C  handelt. Als Heizmedium kommt in solchen  Fällen 01, Wasser oder     Dampf    in Frage,       tvobei    diese Flüssigkeiten in einem separaten  Heizapparat erwärmt werden.  



  Dieser Lösung einer indirekten     Behei-          zung    haften aber sehr grosse Nachteile an.  Wird als Heizflüssigkeit 01 verwendet, so       kann    sich dasselbe schon bei relativ niedri  gen Temperaturen zersetzen, explosions  gefährliche Gase bilden oder auch auf der  Heizfläche     verkracken.    Zudem ist der Wärme  übergang vom 01 auf die Heizfläche sehr  schlecht.

   Wird hingegen     Wa        ser    oder Dampf  als Heizmedium verwendet, so sind zur Er  zielung von     Heiztemperaturen    von 100 bis  400   C entsprechend hohe Drücke notwen  dig, was die Aufstellung einer     Hoelidruck-          Dampfanlage    bedingt und nicht. nur die An  lage als solche verteuert, sondern auch die  Betriebskosten in die Höhe treibt. Es ist  ohne weiteres klar,     da.ss    die Kosten der     Hoeh-          druek-Dampfanlage    diejenigen der eigent  lichen Wärmeapparate um ein Vielfaches  übersteigen kann.  



       Alle    diese Nachteile können durch die  nachfolgend beschriebenen     erfindun.gsgeniä.-          ssen,    indirekt beheizten elektrischen Gross  flächenheizkörper behoben werden.  



  Der erfindungsgemässe elektrische     Gross-          flächenheizkörper    besteht aus eine     Mehrzahl     von miteinander verbundenen, hohlen Me  tallkörpern, von denen jeder in seinem In  nern ein elektrisches Heizelement, z. B. be  kannter Bauart, enthält. Diese Metallkörper  werden von ihren Heizelementen nicht di  rekt, sondern mittelbar über eine in ihnen       enthallene    und die Heizelemente umgebende       Heizflüssigkeit,    z. B. Wasser. erhitzt und  geben ihrerseits die erzeugte Wärme an das       zii    erhitzende Gut. ab.

   Der Vorteil der so  gebildeten elektrischen     Grossfläelienheizkör-          per,    die zum Beispiel die Form von Böden,  Wänden oder Deckeln von     Wärineaustauseh-          apparaten    haben können, besteht darin, dass  eine separate, teure     Hochdruck-Dampfanlage     wegfällt. Es kann zudem eine sehr einfache  Temperaturregulierung vorgesehen werden.         Wärmeerzeuger    und     Wärmeaustauscher    bil  den baulich eine Einheit.  



  Die erfindungsgemässen elektrischen     Gross-          fläelienheizkörper    seien an Hand der folgen  den     Figuren,    die beispielsweise Ausfüh  rungsformen darstellen, beschrieben:       Fig.    1 zeigt in perspektivischer Ansicht  einen Behälter, dessen Boden aus einem er  findungsgemässen elektrischen Heizkörper be  stellt. Dieser Heizkörper, von welchem in       Fig.    2 Einzelheiten gezeichnet sind, besteht  aus einer Anzahl     3leta.llrohre    a, die mit einer  Heizflüssigkeit e gefüllt sind. Jedes dieser  flüssigkeitsgefüllten Rohre a enthält ein  zweckmässiges elektrisches Heizelement d,  z. B. bekannter Bauart.

   Die einzelnen Me  tallrohre a sind in dem gezeigten Beispiel so  angeordnet, dass die einzelnen Rohrachsen in  einer Ebene liegen und parallel zueinander  verlaufen. Sie sind so     aneinandergereiht,    dass  sie sich berühren, und werden     auf    geeignete  Weise, z. B. durch Verschweissen, längs ihren  Berührungslinien dicht miteinander verbun  den. An die beiden äussersten Rohre des auf  diese Weise     konstruierten    Gefässbodens wer  den die beiden Seitenwände b durch zum       Beispiel    Schweissen befestigt. Die Rohre a  werden durch die beiden Stirnwände      r    hin  durchgeführt, wobei ebenfalls eine dichte  Verbindung hergestellt wird.

   Die Rohre a  werden auf ihren Stirnseiten durch geeignete  und bekannte Mittel dicht. und druckfest ver  schlossen, wobei vorher, wie in     Fig.    2 be  schrieben, das Rohr a bis zu einer gewissen  Höhe seines Querschnittes mit einer geeig  neten Heizflüssigkeit gefüllt wurde.  



  Es ist natürlich ohne weiteres möglich,  die Rohrachsen des Heizkörpers nicht nur  auf einer Ebene. sondern auch auf einer ge  krümmten Fläche, wie zum Beispiel auf  einem     Zvlinder,    Kegel, einer Kugel     etc.,    an  zuordnen.  



  Während bei dem in     Fig.    1 und 2 gezeig  ten Heizkörper jedes Rohr a an und für sich  unabhängig ist, das heisst nicht mit andern  in kommunizierender Verbindung steht und  daher einzeln mit einem in der Figur nicht  gezeigten     Sicherheitsventil    ausgerüstet sein      muss, können natürlich sämtliche Rohre a  miteinander in kommunizierende Verbindung  gebracht werden. In diesem letzteren Falle  ist natürlich nur ein     einziges    Sicherheitsven  til notwendig.  



  Das gleiche gilt auch für die Temperatur  regulierung. Wird automatische Temperatur  regulierung gefordert, so wird bei voneinan  der unabhängigen Rohrkörpern a jeder der  selben mit einem geeigneten Thermostaten  versehen. Stehen aber die Rohre a unterein  ander in kommunizierender Verbindung, so  ist nur     ein.    einziger, an zweckmässiger Stelle  angeordneter Thermostat erforderlich.  



  Die in     Fig.    1 und 2 gezeigte Kreisform  der Rohrkörper a kann natürlich durch eine  andere geeignete     Querschnittsform    ersetzt  werden. Wichtig ist, dass jedes Rohr     a    so  mit einer     geeigneten    Heizflüssigkeit gefüllt  ist, dass dieselbe das im Rohrkörper unter  gebrachte elektrische Heizelement d unter  allen Umständen deckt. Diese Bedingung er  fordert eine genau horizontale Aufstellung  der so konstruierten erfindungsgemässen  Heizkörper.  



       Fig.    3 zeigt eine weitere Form eines er  findungsgemässen elektrischen Grossflächen  heizkörpers, während     Fig.    4 eine perspek  tivische Ansicht desselben gibt. In dieser  Ausführungsform bestehen die einzelnen me  tallischen Hohlkörper aus je zwei parallel  miteinander verlaufenden und vertikal unter  einander liegenden Metallrohren     a1    und     a2,     die     unter    sich durch die Rohre g in Verbin  dung stehen. Im übrigen ist im Prinzip die  Anordnung genau dieselbe wie in     Fig.    2 ge  zeigt.  



       Fig.    5 zeigt eine weitere Form des erfin  dungsgemässen elektrischen     Grossflächenheiz-          körpers,    die sich insbesondere zur Wand  beheizung von Flüssigkeitsbehältern eignet.  In dieser Figur wird ebenfalls gezeigt, wie  sich eine zur     Bodenbeheizung    geeignete Form  mit einer     Wandbeheizung    kombinieren lässt.  Die für die     Bodenbeheizung    verwendete  Form des Heizkörpers ist mit der in     Fig.    2  beschriebenen identisch, während der bereits  in     Fig.    3 beschriebene Heizkörper nach    zweckmässiger Lageveränderung für die       Wandbeheizung    Verwendung findet.

   Für die       Wandbeheizung    sind die     Doppelrohrelemente     so angeordnet, dass die Rohre     a"    nicht verti  kal unter die Rohre     a,    zu liegen kommen,  sondern dass sie um einen durch die Kon  struktion bedingten Winkel aus der verti  kalen Lage herausgedreht sind.  



       Fig.    6 zeigt eine weitere Form eines  erfindungsgemässen     Grossflächenheizkörpers     und dessen Verwendung als     Bodenbeheizung.          Känelförmige    Metallkörper i werden auf ge  eignete Weise, z. B. durch Schweissen, mit  einer den Boden des Behälters bildenden  Metallplatte h und dadurch auch miteinander  verbunden. Die auf diese Weise gebildeten  Hohlkörper werden bis auf eine gewisse  Höhe ihres     Querschnittes    mit einer     Heizflüs-          sigkeit    e gefüllt, die ein elektrisches     Heiz-          element    d überdeckt.  



       Fig.    7 zeigt eine weitere Form des elek  trischen     Grossflächenheizkörpers,    die mit der  in     Fig.    6 gezeigten identisch ist, mit Aus  nahme, dass die einzelnen metallenen Hohl  körper und die darin untergebrachten elek  trischen     Heizelemente    nicht auf der Innen  seite des zu     beheizenden    Behälters, sondern  auf dessen     Aussenseite    angeordnet sind. Die  Bezeichnungen stimmen mit denjenigen der       Fig.    6     überein.     



  Allgemein sei zu den     Fig.    1 bis 7 be  merkt, dass die konstruktive Durchbildung  von Details, wie Endverschlüsse, Sicherheits  ventile, Thermostaten     etc.    nicht gezeigt  wird, da sie als bekannt vorausgesetzt wer  den. Desgleichen werden die elektrischen  Heizelemente in den einzelnen Hohlkörpern  sowie deren Schaltungen als bekannt voraus  gesetzt.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH: Elektrischer Grossflächenheizkörper, ins besondere für Flüssigkeitserhitzung, dadurch gekennzeichnet, dass er aus miteinander ver bundenen, hohlen Metallkörpern besteht, von denen jeder durch ein im Hohlraume vor handenes elektrisches Heizelement mittelbar über eine den Hohlraum teilweise füllende und das elektrische Heizelement vollständig deckende Heizflüssigkeit erhitzt wird, und dass die Wärmeabgabe an das zu erhitzende Gut durch die besagten Metallkörper erfolgt. UN TERANSPRü CHE 1.

   Elektrischer Grossflächenheizkörper nach Patentanspruch, da.dureh gekennzeich net, dass die hohlen l1etallkörper die Form eines beidseitig verschlossenen Rohres auf weisen. \?. Elektrischer Grossfläehenheizlzörper nach Patentanspruch, dadurch gekennzeich net, dass der hohle Metallkörper aus minde stens zwei parallelachsig und senkrecht un tereinander angeordneten, an den Enden ver schlossenen und miteinander in korninunizie- renderVerbindung stehenden Rohren besteht. 3.

   Elektrischer Grossflächenheizkörper nach Patentanspruch, dadurch gekennzeich net, dass der hohle 31etallkörper ans minde stens zwei parallelachsig angeordneten, an den Enden verschlossenen und miteinander in kommunizierender Verbindung stehenden Rohren besteht, wobei die horizontalen Rohr achsen in einer zur Horizontalen schn@g ver laufenden Ebene liegen.

   4. Elektrischer Grossfläelienheizkörper nach Patentanspruch und Unteranspruch ?, dadurch gekennzeichnet, dass das elektriselre Heizelement in dem tieferliegenden der bei den miteinander in kommunizierender Ver bindung stehenden Metallkörper angeordnet ist. 5. Elektrischer Grossflüehenheizkörper nach Patentanspruch und Unteransprueli 3, dadurch gekennzeichnet, dass das elektrische Heizelement in dem tieferliegenden der bei den miteinander in kommunizierender Ver bindung stehenden Metallkörper angeordric#t ist. 6.

   Elektrischer Grossflä chenheizkö rper nach Patentanspruch, dadurch gekennzeich- net, da.ss sich das elektrische Heizelement I ilber die ganze Länge des 1Ietallkörpers er streckt. 7. Elektrischer Grossflächenheizkörper nach Patentanspruch, dadurch gekennzeich net, dass der hohle Metallkörper mit einem Sicherheitsventil versehen ist. B.

   Elektrischer Grossflächenheizkörper nach Patentanspruch, dadurch gekennzeich net, dass der elektrische Heizwiderstand des elektrischen Heizelementes durch einen von der Temperatur der Heizflüssigkeit gesteuer- tenThermostaten ein- und ausgeschaltet wird. 9. Elektrischer Grossflächenheizkörper nach Patentanspruch, dadurch gekennzeich net, dass der hohle Metallkörper aus minde stens zwei dicht miteinander verbundenen Teilstücken besteht. 10.

   Elektrischer Grrossflächenheizkörper nach Patentanspruch, dadurch gekennzeich net, dass die Metallkörper in sich längs Li nien berührender Relation angeordnet und längs diesen Berührungslinien dicht mitein ander verbunden sind. <B>11.</B> Elektrischer Grossflä chenheizkörper nach Patentanspruch und Unteranspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass alle Berüh rungslinien in einer Ebene liegen.

   12. Elektrischer Grossflächenheizkörper nach .Patentanspruch und Unteranspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Berüh- rungslinien auf einer krummen Fläche liegen.

   13. Elektrischer Crrossflä ehenheizl#.örper nach Patentanspruch und Unteranspruch 1.0, dadurch gekennzeichnet, dass die Hohlkörper gruppenweise miteinander in kommunizie rende Verbindiuig gebracht und für jede Gruppe die elektrischen Heizelemente mit nur einem Thermostaten ausgerüstet sind. 14.

   Elektrischer Grossflächenheizkörper nach Patentanspruch und Unteransprüchen 10 und 13, dadurch gekennzeichnet, dass für jede Gruppe der miteinander in kommuni zierender Verbindung stehenden Metallkörper nur ein Sicherheitsventil vorhanden ist.